해시계는 어떻게 작동합니까?

인터넷이없는 세상을 상상해보십시오. 그것은 적어도 작은 불편 하죠? 이제 디지털 카메라 및 GPS 기술과 함께 모든 종류의 모바일 장치를 방정식에서 제거하십시오.

더 나아가서 믹스에서 손목 시계와 벽시계를 꺼내면 상황이 서두르고 거의 당황하기 시작합니다. 오늘날 1800 년대 초까지 해시계 수천 년 동안 시간을 ​​유지하는 인류의 주요 방법이었습니다!

이 모든 것이 실제 질문에 대한 준비입니다. 시간을 알 수 없다면 어떨까요? 조금도? 에서처럼, 삶에 즉각적인 의미와 유사한 어떤 것에서 "언제"의 전체 개념을 고정 할 맥락이 없다면 어떨까요? (현대 지구인은이 질문에 맞설 수있는 능력이 부족합니다. 초, 분, 시간의 전체 개념과 구조화 된 시간의 전체 계획이 제공하는 예측 가능성에 대해 마음을 지우는 것은 아마도 불가능할 것입니다.)

인간의인지 진화의 어느 시점에서, 당신의 조상들은 일상적인 또는 적어도 규칙적인 천문 현상을 고정 된 천문 현상과 연관시키는 능력을 개발했습니다. "시간"의 양, 어떤 식 으로든 그들이이 양을 구상했습니다 (수학에서 그것을 설명 할 방법이 있더라도 오늘날에도 적절한 설명을 피할 수 있습니다. 물리학).

그 예로는 매일 태양, 별, 달의 상승 및 설정, 달의 위상 및 하늘이 정밀하게 순환하는 방식이 있습니다. 지구가 자전축 ( "하루")을 중심으로 또 다른 회전을 완료하거나 태양 주위를 여행 (a "년").

인간 또는 인간 이전 진화의 주어진 단계에서 정교한 도구를 만들어 조상이 다른 유인원과의 효과적인 분리를 가속화 할 수있었습니다. 호미니드의 두뇌는 환경의 물리적 불가피성과 필요한 생물학적 현실 사이의 시간적 관계를 이해할 수있을만큼 정교 해졌습니다. "밤에"(즉, 어둠 속에서) 잠을자는 것이 더 쉽다는 사실뿐만 아니라 특정한 위험한 포식자들이 잠을 잘 때 배회한다는 사실 등을인지해야합니다. 어두운.

해시계는 무엇입니까? 공식적으로 그것은 현지 시간을 표시하기 위해 수직 막대에 떨어지는 햇빛에 의해 생성되는 그늘을 사용하는 크로노 미터 (즉, 시계).

따라서 지정된 지리적 위도에서 막대는 해당 위도의 크기와 동일한 수평 (즉, 수평) 각도로 기울어 져야합니다.

예를 들어, 미국 콜로라도 주 볼더에서 위도 40 °에 해시계를 만드는 사람은 gnomon은 북쪽 수평선의 중앙에서 40도 위, 바로 머리 위에있는 지점 ( 천정). 아시다시피 원은 360도이므로 하늘과 같은 반원은 180도를 덮습니다. 이것은 지평선에서 천정까지의 각도 거리가 이것의 절반 또는 90 도임을 의미합니다.

• 노트 : 이 기사의 지침은 북반구의 독자를 대상으로합니다. 다른 사람들은이를 요구하는 상황이 발생하면 남북 방향을 바꿔야합니다.

기본적인 해시계 사실을 제대로 처리하려면 움직이지 않는 몇 가지 부품의 이름을 암기해야하지만, 이 생각에 천문학 자처럼 접근하여 고품질 해시계의 놀라운 장인 정신뿐만 아니라이 등급의 장치가 수천 년 동안 하나의 끝없는 작업을 수행 할 수있게 해준 과학에 감사드립니다. 인간의 역사.

이 기사를 읽으면서 모든 종류의 흥미로운 새로운 용어에 노출 될 것이며, 당신이 지나갈 때 쯤이면 자신 만의 해시계를 만들 수있을 것입니다. 겸손하든 정교하든간에 요. 하지만 여기에서 생각을 집중하기 위해 가장 중요한 것은 황도, 천구의 적도, 그리고 천체 기둥.

해시계에 대해 배울 때 인간 기술의 거대하고 지속적인 점프 덕분에 더 이상 필요하지 않은 기이 한 도구를 만드는 방법을 실제로 배우는 것은 아닙니다. 천문학의 틀에 대해 많은 관심을 기울이고 있습니다. 물체의 위치와 레이블, 당신이보고 당연하게 여기는 천상의 순환은 기원전 1500 년의 가장 이른 해시계에도 통합되었습니다. 그래서.

해시계를 만든 최초의 제작자는 단순한 기하학과 동작, 특히 명백한 하늘에있는 물체의 행동. 구별이 중요합니다. 해시계의 목적 상 지구는 고정 된 것으로 취급되고 다른 것들은 "상승"하고 "설정"되고 "하늘을 가로 지르는"– 지구 관측자의 기준점에서만 의미가 있으며 고대인이 왜 그런지 설명하는 설명 했다 우주의 모든 것이 말 그대로 지구를 중심으로 회전한다고 생각하는 것은 당연합니다.

하늘에서 물체를 매핑하는 데 사용되는 시스템을 상상하는 가장 쉬운 방법은 여기 지구에서 사용 된 시스템 (위도 및 경도)을 사용하는 것입니다. 상상의 구 (실제로는 반구, 반만 볼 수 있기 때문에)에 투영되는 상상의 선을 상상해보십시오. 하늘. 적도를 통해 지구의 중앙을 통과하는 평면이 교차합니다. 천구 원으로 표시됩니다. 천구의 적도.

한편, 하늘의 또 다른 원형 선은 태양 주위의 지구 혁명 평면의 확장에 의해 형성됩니다. 이 가상의 선을 황도, 그리고 멀리 떨어진 배경 별과 관련하여 매년 태양의 360도 경로를 나타냅니다. 이 별들 나타나다 태양과 행성에 비해 움직이지 않는 이유는 후자의 움직임을 측정하는 한 가지 방법은 전자를 "고정 된"기준 프레임으로 취급하는 것입니다.

• 자동차 여행 중에는 구름과 먼 산과 같은 먼 것들이 당신과 함께 움직이는 것처럼 보입니다. 자신과 나무, 소 및 기타 물체에 훨씬 더 가까운 물체 사이의 수평 거리를 빠르게 두십시오. 도로. 먼 별처럼 그 산들이 실제로 당신 자신의 위치에 따라 움직이고 있지만 이것은 사실입니다. 그들은 단지 너무 많이, 훨씬 더 느리게하고 있습니다.

지구의 자전축은 태양 주위의 회전면에서 23.4 ° 기울어 져 있기 때문에 황도와 천구의 적도는이 양만큼 오프셋 (기울어 짐)됩니다. 그러나 그들은 같은 크기의 교차하는 훌라후프처럼 두 지점에서 만납니다. 태양은이 이틀 동안 지구의 모든 곳에서 천구의 적도를 따라갑니다. 춘분 (북반구에서 겨울에서 봄으로 전환) 여름에서 가을로 전환 (추분).

• 지구가 매일 자전하고 태양 자체가있을 때 별이 보이지 않는다는 사실은 신인이 황도를 시각화하기 어렵게 만듭니다. 해시계에 대해 읽을 때 다이어그램을 자주 참조하십시오!

지구상에서 위 도선은 적도에서 양 극까지 서로 평행합니다. 위 도선에 해당하는 하늘의 선을 기움, 남북 차원 위치를 설정합니다.

반면에 경도선은 지구상에서 경락이라고도합니다. 이들은 천구의 극에 의해 형성된 두 지점에서 바깥쪽으로 방사되고 반대 극에서 다시 만나는 것으로 상상할 수 있지만 지구 관찰자는 두 극을 동시에 볼 수 없습니다. 지평선의 바로 북쪽에서 천정을 통과하고 반대편 지평선의 정 남쪽을 향하는 선은 천체 용어로 "자오선"으로 알려져 있습니다.

• 자오선은 천구를 동쪽과 서쪽으로 분리하기 때문에 해시계 디자인과 위치 지정에 중요한 역할을합니다.

천체의 하늘에서 동서 위치를 식별 할 때 좌표의이 부분은 다음과 같이 알려져 있습니다. 적경.

태양이 수평선에 가까울 때 (이른 아침 또는 늦은 오후), 그림자가 태양이 당신 바로 위에있을 때보 다 더 길다는 것을 확실히 알고 계실 것입니다. 그러나 태양은 그림자의 크기와 모양이 다른 속도로 변하더라도 항상 같은 속도로 하늘을 가로지 릅니다.

이 기하학의 변덕은 최초의 해시계에 영감을주었습니다. 그들의 발명가들은 "시간"이 일로뿐만 아니라 하루의 일부로도 안정적으로 나눌 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그러한 시스템 하에서 생활 활동을 스케줄링하는 것이 용이하다는 것은 분명합니다.

가장 초기의 해시계는 기원전 1500 년경 이집트로 거슬러 올라갑니다. 이 중 일부는 실제로 주머니 크기 였고 휴대 할 수있었습니다. 노몬 ( "극"을 의미하는 그리스어) 실제로 막대 대신 핀홀이 될 수 있습니다. 그것들은 기계식 시계가 보편화되고 신뢰할 수있게되었을 때까지 시간을 기록하는 데 유용 해졌고 1800 년대에 "실제"시계의 정확성을 확인하는 데 잘 사용되었습니다.

그만큼 노몬 이미 언급되었습니다. 두 가지 특성이 필요합니다. 천체의 극을 향해야하며 관찰자의 위도와 정확히 같은 수평선에 대해 기울어 져야합니다. 종종 지느러미 모양으로 만들어집니다.

그만큼 다이얼 플레이트 태양의 그림자가 투영되는 표면입니다. 원통형 또는 평면 일 수 있으며 정확한 시간과 일치하는 한 제작자가 선택한 모든 부문으로 표시됩니다.

시간 라인 거의 모든 해시계에서 자명 한 이유로 발견되며 정확한 시점 (어떤 의미에서는 임의로 선택되었지만)을 표시합니다.

그만큼 난국 는 그림자의 선을 따라 정확하고 날카로운 위치를 결정할 수있는 노몬의 노치입니다.

해시계는 두 가지 기본 유형으로 나눌 수 있습니다. 고도 다이얼 과 방향 다이얼.

안 고도 다이얼 수평선 위의 태양 거리를 사용하여 시간을 결정할 수 있습니다. 모든 경우에 이것들은 나침반 방향을 향해야하지만 다른 경우에는 태양 자체가 기준점입니다. 선택한 종류에는 평면 다이얼, 실린더 다이얼, 스 캐프 다이얼 및 링 다이얼이 포함됩니다.

ㅏ 방향 다이얼 정오에 자오선에 가까워 질 때 방위각 (나침반 방향)과 태양의 각도에 의존합니다. 하위 유형에는 수평, 극 수직, 방위각 및 춘분 다이얼이 포함됩니다.

모든 경우에 태양이 떠오르고 한쪽에서 점차 좁아지는 넓은 그림자를 드리 우는 것을 상상할 수 있습니다. 정오가 다가 오면 줄을 서고해질 때까지 다이얼 플레이트 반대편에서 "영화"를 반대로 반복합니다. 발생합니다.

나만의 해시계를 만들기위한 제안은 쉽게 찾을 수 있으며 시작하는 데 도움이되는 제안은 리소스에 포함되어 있습니다. 가장 중요한 것은 정확한 재료 나 창작물의 화려 함이 아니라는 것을 기억하십시오. 그것은 당신이 물리학을 이해하고 당신의 노력에 대해 물어 보는 좋은 감각을 가진 누구에게나 그것을 설명 할 수 있다는 것입니다.

아, 그리고 마지막 팁: 시연을 위해 비오는 날을 선택하지 마십시오. 이렇게하면 모든 참석자들에게 더 많은 "빛나는"운동이 될 것입니다!