როგორ მუშაობს მზის საათი?

შეეცადეთ წარმოიდგინოთ სამყარო ინტერნეტის გარეშე. ეს მინიმუმ ა პატარა არასასიამოვნოა, არა? ახლავე, ამოიღეთ ნებისმიერი ტიპის მობილური მოწყობილობა განტოლებიდან, ციფრულ კამერებთან და GPS ტექნოლოგიასთან ერთად.

როდესაც კიდევ უფრო შორს მიდიხართ და ნაზავისგან მაჯის საათებს და კედლის საათებს გამოჰყავთ, თითქმის პანიკურად გრძნობთ თავს ჩქარად. დღეს ძნელი დასაჯერებელია, რომ 1800-იანი წლების დასაწყისამდე ე მზის საათი ათასობით წლის განმავლობაში კაცობრიობა დროის შენარჩუნების მთავარი გზა იყო!

ეს ყველაფერი რეალური კითხვის მოსამზადებელია, თუმცა: თუ დრო ვერ გეტყვით? Საერთოდ? რაც შეეხება სხვას, რა მოხდება, თუკი ცხოვრებას არ გააჩნდა რაიმე კონტექსტი „როდის“ ცნების დასადგენად, რაც მსგავსია უშუალო გაგებას? (თანამედროვე დედამიწაზე ცუდად არის აღჭურვილი ამ საკითხის წინააღმდეგიც კი; თქვენთვის ალბათ შეუძლებელია წამის, წუთებისა და საათების მთელი კონცეფციისგან გაწმენდისა და სტრუქტურირებული დროის მთლიანი სქემის პროგნოზირებისგან.)

ადამიანის შემეცნებითი ევოლუციის გარკვეულ ეტაპზე თქვენს წინაპრებს განუვითარდათ რუტინული, ან თუნდაც რეგულარული, ასტრონომიული მოვლენების ასოცირების უნარი ფიქსირებული რაოდენობის "დრო", რაც არ უნდა აღიქვან ამ რაოდენობამ (რომელიც დღესაც გაურბის სათანადო აღწერას, მაშინაც კი, თუ არსებობს ამის აღრიცხვა მათემატიკაში და ფიზიკა).

მაგალითად, ყოველდღე მზის, ვარსკვლავებისა და მთვარის ამოსვლა და ჩასვლა, მთვარის ფაზები და ზუსტი ციკლის გზა. და პროგნოზირებადი ტრანსფორმაცია ყოველ ჯერზე, როდესაც დედამიწა შეასრულებს თავის ბრუნვის ღერძის გარშემო ("დღე") ან მზის გარშემო მოგზაურობას (a "წელი").

ადამიანის ან კაცობრიობის ევოლუციის მოცემულ ეტაპზე დახვეწილი იარაღების შექმნა საშუალებას აძლევდა თქვენს წინაპრებს დააჩქარონ მათი ეფექტური განშორება სხვა მაიმუნებისაგან. ჰომინიდური ტვინი საკმარისად დახვეწილი გახდა იმისთვის, რომ შეაფასონ დროებითი ურთიერთობა ფიზიკურ გარდაუვალობებსა და მათთვის საჭირო ბიოლოგიურ რეალობებს შორის. უნდა ვიცოდეთ, მაგალითად ის ფაქტი, რომ უფრო ადვილია ძილი "ღამით" (ანუ სიბნელეში), მაგრამ ასევე ის ფაქტი, რომ გარკვეული საშიში მტაცებლები მიდიან მიწაზე, როდესაც ის ბნელი.

რა არის მზის საათი? ფორმალურად, ასეა ქრონომეტრი (ე.ი. საათს), რომელიც იყენებს მზის შუქზე წარმოქმნილ ჩრდილს ვერტიკალურ წნელზე, ადგილობრივი დროის საჩვენებლად. მიზეზების გამო, რომელსაც მალე ნახავთ, ჯოხი, რომელსაც ეწოდება გნომონი, უნდა იყოს განლაგებული დედამიწის ბრუნვის ღერძის პარალელურად და მიმართული იყოს ცაზე მდებარეობისკენ, რომელიც შეესაბამება ჩრდილოეთს, ან ციური ჩრდილო პოლუსი (CNP).

ამიტომ, მოცემულ გეოგრაფიულ გრძედის დროს, ჯოხი უნდა იყოს დახრილი ჰორიზონტის კუთხით (ეს არის ჰორიზონტალური), რომელიც იდენტურია ამ გრძედის სიდიდისა.

მაგალითად, ადამიანი, რომელიც შეერთებულ შტატებში, კოლორადოს შტატში, ბოლდერში, 40 ° გრძედის საათზე საათის საათს აშენებს, მიზანს ისახავს gnomon 40 გრადუსით ჩრდილოეთით მდებარე ჰორიზონტის შუაგულიდან, შუა ნაწილამდე მისულიდან პირდაპირ ზევით () ზენიტი). როგორც მოგეხსენებათ, რადგან წრეში 360 გრადუსია, ცის მსგავსი ნახევარი წრე 180 გრადუსს ფარავს; ეს ნიშნავს, რომ კუთხის მანძილი ნებისმიერი ჰორიზონტიდან ზენიტამდე არის ამის ნახევარი, ანუ 90 გრადუსი.

• Შენიშვნა: ამ სტატიის მითითებები მიმართულია ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს მკითხველებისკენ. სხვებმა უნდა შეცვალონ ჩრდილოეთ-სამხრეთის მიმართულებები, რადგან ამ სიტუაციებში ვითარდება სიტუაცია.

ძირითადი მზის საათების სათანადო გატარება მოითხოვს რამდენიმე არამძრავი ნაწილის სახელების დამახსოვრებას, მაგრამ იმედი გვაქვს, რომ ამ აზროვნებას ასტრონომივით მიუახლოვდებით და ვაფასებთ არა მხოლოდ მაღალი ხარისხის მზის საათის საოცარ ოსტატობას, არამედ მეცნიერებას, რომელმაც საშუალება მისცა ამ კლასის მოწყობილობებს შეასრულონ თავიანთი ერთიანი, დაუსრულებელი სამუშაო ათასობით წლის განმავლობაში კაცობრიობის ისტორია.

ამ სტატიის წაკითხვისას თქვენ გაეცნობით ყველა საინტერესო და საინტერესო ტერმინს და მზად იქნებით ააშენოთ თქვენი საკუთარი მზის საათი - იქნება ეს მოკრძალებული თუ დახვეწილი - ამ დროის განმავლობაში. მაგრამ თქვენთვის ყველაზე მთავარია, რომ შეეცადოთ აქცენტი გადაიტანოთ აქ არის ურთიერთობა ეკლიპტიკური, ციური ეკვატორი, და ციური ბოძები.

ხედავთ, როდესაც მზის საათების შესახებ სწავლის დროს, ნამდვილად არ სწავლობთ, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ უცნაური, თუ მომხიბლავი ინსტრუმენტი, რომელიც აღარ არის საჭირო ადამიანის ტექნოლოგიაში კოლოსალური და მიმდინარე ნახტომის წყალობით. თქვენ მნიშვნელოვნად მიაჩნიათ ასტრონომიის ჩარჩოს - როგორ ხდება ობიექტების განთავსება და ეტიკეტირება და როგორ ზეციური ციკლები, რომლებსაც ხედავთ და თავისთავად მიიჩნევთ, ინტეგრირებული იყო თუნდაც ყველაზე ადრეულ მზის საათებში ძვ. წ. 1500 წლიდან ისე.

მზის საათის ორიგინალურმა შემქმნელებმა აღიარეს კავშირი მარტივ გეომეტრიასა და ქცევას შორის, კერძოდ კი აშკარაა ცათა საგნების ქცევა. განსხვავება მნიშვნელოვანია, რადგან საათის საათისთვის დედამიწა განიხილება, როგორც ფიქსირებული, სხვა რამით "იზრდება" და "ჩასვლა" და "ცის გადაკვეთა" - აღწერილობები, რომელსაც მხოლოდ დედამიწის დამკვირვებლის საცნობარო წერტილიდან აქვს აზრი, და რომლებიც ითვალისწინებენ ძველ გააკეთა გასაგებია, რომ კოსმოსში ყველაფერი ფაქტიურად დედამიწის გარშემო ტრიალებს.

უმარტივესი გზა წარმოსადგენია სისტემა, რომელიც ცაზე ობიექტების დასახაზად არის დედამიწაზე გამოყენებული (გრძედი და გრძედი) და წარმოიდგინეთ წარმოსახვითი ხაზების პროექტირება წარმოსახვით სფეროზე (სინამდვილეში ნახევარსფეროში, რადგან მისი მხოლოდ ნახევარს ხედავთ) ცა. დედამიწის შუაზე გაყვანილი თვითმფრინავი ეკვატორის მეშვეობით კვეთს ამას ციური სფერო წრეში, რომელიც წარმოადგენს ხაზს, რომელსაც ეწოდება ციური ეკვატორი.

ამასობაში, ცაში კიდევ ერთი წრიული ხაზი იქმნება დედამიწის რევოლუციის სიბრტყის გაფართოებით მზის გარშემო. ამ წარმოსახვით ხაზს ეწოდება ეკლიპტიკური, და წარმოადგენს მზის აშკარა 360 გრადუსიან გზას ყოველწლიურად შორეულ ფონურ ვარსკვლავებთან მიმართებაში. ეს ვარსკვლავები გამოჩნდება უმოძრაოა მზესა და პლანეტებთან შედარებით, რადგან ამ უკანასკნელის მოძრაობის გაზომვის ერთ-ერთი გზაა პირველი, როგორც "ფიქსირებული" საცნობარო ჩარჩო.

• მანქანით მგზავრობის დროს, როგორც ჩანს, შორეული საგნები, როგორიცაა ღრუბლები და შორეული მთები, მოძრაობენ თქვენთან ერთად სწრაფად დააყენეთ ჰორიზონტალური მანძილი საკუთარ თავს და ხეებს, ძროხებს და სხვა საგნებს, რომლებიც ბევრად უფრო ახლოს არიან საგზაო გზა. ეს მართალია, მიუხედავად იმისა, რომ ეს მთები, შორეული ვარსკვლავების მსგავსად, სინამდვილეში იცვლება თქვენი საკუთარი მდგომარეობის მიმართ; ისინი უბრალოდ ამდენს აკეთებენ, უფრო ნელა.

იმის გამო, რომ დედამიწის ბრუნვის ღერძი მზის გარშემო მისი რევოლუციის სიბრტყიდან 23,4 ° -ით არის დახრილი, ეკლიპტიკური და ციური ეკვატორი ამ რაოდენობით ანაზღაურდება (იხრება). მაგრამ ისინი ხვდებიან ორ წერტილზე, ისევე როგორც იმავე ზომის კვეთის ჰულა ჰოოპებს. მზე ამ ორ დღეს მიჰყვება ციურ ეკვატორს ყველგან დედამიწაზე გაზაფხულის ბუნიობა (გადასვლა ზამთარიდან გაზაფხულზე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში) და გადასვლა ზაფხულიდან შემოდგომაზე (შემოდგომის ბუნიობა).

• დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვა და ის ფაქტი, რომ არცერთი ვარსკვლავი არ ჩანს, როდესაც თავად მზეა, ახალმოსულს რთულებს ეკლიპტიკის ვიზუალიზაციას. ხშირად დარწმუნდით დიაგრამებზე ხშირად, როდესაც კითხულობთ მზის საათების საათებს!

დედამიწაზე გრძედის ხაზები პარალელურია ერთმანეთისაგან ეკვატორიდან ორივე პოლუსამდე. ცაზე გრძედის ხაზების შესაბამის ხაზებს ეწოდება ხაზები დეკლარაციადა ჩრდილო-სამხრეთის განზომილებიანი მდებარეობის დადგენა.

გრძედის ხაზებს დედამიწაზე მერიდიანებსაც უწოდებენ. ეს შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც ციური პოლუსების მიერ შექმნილი ორი წერტილიდან გარედან გამოსხივება და ისევ მოპირდაპირე პოლუსთან შეხვედრა, თუმცა დედამიწის არცერთ მნახველს ერთდროულად ვერ ხედავს ორივე პოლუსს. ხაზი ჰორიზონტზე პირდაპირ ჩრდილოეთიდან ზენიტის გავლით და სამხრეთით მოპირდაპირე ჰორიზონტზე გადის და ცნობილია როგორც "მერიდიანი" ციურ ენაში.

• იმის გამო, რომ მერიდიანი ციურ სფეროს ჰყოფს აღმოსავლეთისა და დასავლეთის ნახევრებად, ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მზის საათების დიზაინსა და პოზიციონირებაში.

ციური ობიექტის ცაზე აღმოსავლეთი-დასავლეთის პოზიციის დადგენისას, კოორდინატის ეს ნაწილი ცნობილია, როგორც მარჯვენა ამაღლება.

თქვენ ნამდვილად შენიშნეთ, რომ როდესაც მზე ჰორიზონტთან ახლოსაა (დილაადრიან ან ნაშუადღევს გვიან), ჩრდილები უფრო გრძელია ვიდრე ისინი, როცა მზე უფრო მაღლა დგას თქვენზე. მიუხედავად ამისა, მზე ცაზე მუდმივად ერთი და იგივე სიჩქარით კვეთს, მაშინაც კი, თუ ჩრდილები სხვადასხვა სიჩქარით იცვლიან ზომასა და ფორმას.

გეომეტრიის ამ ახირებამ შთააგონა პირველი მზის საათები, რადგან მათი გამომგონებლები მიხვდნენ, რომ "დრო" საიმედოდ შეიძლება დაიყოს არა მხოლოდ დღეებად, არამედ დღის ნაწილად. აშკარაა, რომ ამგვარი სისტემის საქმიანობის დაგეგმვის გაუმჯობესებული მარტივია.

სავარაუდოდ, ყველაზე ადრეული მზის საათები ეგვიპტეში თარიღდება, დაახლოებით ძვ. ზოგი მათგანი სინამდვილეში ჯიბის ზომის იყო და მათი ტარება შეიძლებოდა, რადგან გნომონი (ბერძნულად "ბოძზე") შეიძლება სინამდვილეში იყოს ხვრელი ჯოხის ნაცვლად. ისინი ქრონომეტრაჟისთვის სასარგებლოც კი გახდნენ წუთში, როდესაც მექანიკური საათები გახდა ჩვეულებრივი და საიმედო და გამოიყენებოდა 1800-იან წლებში ”რეალური” საათების სიზუსტის შესამოწმებლად.

გნომონი უკვე აღინიშნა. მას უნდა ჰქონდეს ორი მახასიათებელი: იგი უნდა იყოს მიმართული ციური პოლუსისკენ და იგი ჰორიზონტის კუთხით უნდა იყოს დახრილი, ზუსტად დამკვეთის გრძედის ტოლი. იგი ხშირად მზადდება ფარფლის ფორმის სახით.

აკრიფეთ ფირფიტა არის ზედაპირი, რომელზეც დაპროექტებულია მზის ჩრდილი. ეს შეიძლება იყოს ცილინდრული ან ბრტყელი და მონიშნულია ნებისმიერ დაყოფად, რომელსაც აირჩევს მისი მწარმოებელი, სანამ ეს შესაბამისობაშია ზუსტ დროსთან.

საათის ხაზები გვხვდება თავისთავად გასაგები მიზეზების გამო პრაქტიკულად ყველა მზის საათზე და დროულად აღნიშნავს ზუსტ (თუმცა თვითნებურად შერჩეულ, გარკვეულწილად) წერტილებს.

კვანძი არის გნომონის ნაკვეთი, რომელიც საშუალებას იძლევა დადგინდეს ზუსტი, მკვეთრი პოზიცია ჩრდილის ხაზის გასწვრივ, რაც სხვაგვარად შეიძლება ბუნდოვანი იყოს.

მზის საათები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ტიპად, სიმაღლეზე აკრიფეთ და მიმართულების აკრიფეთ.

ან სიმაღლეზე აკრიფეთ დროის განსაზღვრის საშუალებას იძლევა ჰორიზონტზე მზის დაშორების გამოყენებით. ყველა შემთხვევაში, ეს ორიენტირებული უნდა იყოს კომპასის მიმართულებაზე, დანარჩენებში კი მზე თავად არის მითითების წერტილი. არჩეულ ტიპებში შედის თვითმფრინავის აკრეფა, ცილინდრული აკრიფეთ ღილაკები, სკაფის აკრეფა და ბეჭედი.

ა მიმართულების აკრეფა ეყრდნობა აზიმუტს (კომპასის მიმართულებას) და მზის კუთხეს, როდესაც ის შუადღისას მერიდიანს უახლოვდება. ქვეტიპებს მიეკუთვნება ჰორიზონტალური, პოლარული ვერტიკალური, აზიმუტალური და ეკვინოკალური ციფერბლატები.

ყველა შემთხვევაში, თქვენ წარმოიდგინეთ, რომ მზე ამოდის და ერთი მხრიდან ფართო ჩრდილს აყრის, რომელიც თანდათან ვიწროვდება ა შუადღის მოახლოებისთანავე და შემდეგ იმეორებს "ფილმს" უკუქცევით აკრეფის ფირფიტის მეორე მხარეს მზის ჩასვლამდე ხდება.

საკუთარი მზის საათის შექმნის შესახებ წინადადებები მარტივად მოიძებნება, ხოლო ერთ – ერთი დასაწყებად შედის რესურსებში. გახსოვდეთ, რომ ყველაზე მნიშვნელოვანი არ არის ზუსტი მასალები ან რამდენად მორთული ნამუშევარი; ეს არის ის, რომ გესმით ფიზიკა და შეგიძლიათ აუხსნათ მათ ყველას, ვისაც კარგი გრძნობა აქვს, რომ გკითხოთ თქვენი შრომის შესახებ.

ოჰ, და ერთი ბოლო რჩევა: ნუ აირჩევთ წვიმიან დღეს თქვენი დემონსტრაციისთვის - ეს გახდის სავარჯიშოს ბევრად უფრო "განათებას" ყველა დამსწრისთვის!