Güneş Saati Nasıl Çalışır?

İnternetin olmadığı bir dünya hayal etmeye çalışın. bu en azından bir küçük rahatsız, değil mi? Şimdi, dijital kameralar ve GPS teknolojisi ile birlikte her türlü mobil cihazı denklemden çıkarın.

Daha da ileri gidip kol saatlerini ve duvar saatlerini karışımdan çıkardığınızda, işler aceleyle neredeyse paniğe kapılmaya başlar. 1800'lerin başına kadar, güneş saati binlerce yıldır insanoğlunun zamanı tutmanın ana yoluydu!

Bu şeyler, asıl soru için hazırlık olsa da: Ya zamanı söyleyemezsen? Hiç mi? Olduğu gibi, ya yaşam, "ne zaman" kavramını, dolaysız anlamda andıran herhangi bir şekilde tespit etmek için herhangi bir bağlamdan yoksunsa? (Modern bir Dünyalı, bu soruyla yüzleşmek için bile yetersiz donanıma sahiptir; Saniyeler, dakikalar ve saatler kavramından ve tüm yapılandırılmış zaman şemasının sunduğu öngörülebilirlikten zihninizi temizlemeniz muhtemelen mümkün değildir.)

İnsan bilişsel evriminin bir noktasında, atalarınız rutin veya en azından düzenli astronomik fenomenleri sabit olayların geçişi ile ilişkilendirme yeteneğini geliştirdi. Bu niceliği nasıl ve ne şekilde kavrarlarsa tasarlasınlar (bu, matematikte ve matematikte açıklamanın bir yolu olsa bile, bugün bile doğru tanımdan kaçar). fizik).

Örnekler, güneşin, yıldızların ve ayın her gün doğuşu ve batışı, ayın evreleri ve gökyüzünün kesin bir döngü içinde dönme şeklidir. ve Dünya'nın kendi dönme ekseni etrafında başka bir dönüşü (bir "gün") ya da güneşin etrafında dönüşü (bir "yıl").

İnsan veya insan öncesi evrimin belirli bir aşamasında, ayrıntılı araçların yaratılması, atalarınızın diğer maymunlardan etkili bir şekilde ayrılmalarını hızlandırmasına izin verdi. İnsansı beyinler, çevrelerindeki fiziksel kaçınılmazlıklar ile ihtiyaç duydukları biyolojik gerçeklikler arasındaki geçici ilişkiyi takdir edecek kadar sofistike hale geldi. "Geceleri" (yani karanlıkta) uyumanın daha kolay olduğu gerçeği gibi, aynı zamanda bazı tehlikeli yırtıcıların, karanlık.

güneş saati nedir? Resmi olarak, yerel saati göstermek için dikey bir çubuk üzerine düşen güneş ışığının ürettiği gölgeyi kullanan bir kronometre (yani bir saat). Birazdan göreceğiniz nedenlerden dolayı, çubuk olarak adlandırılan çubuk güneş saati mili, Dünya'nın dönme eksenine paralel olarak konumlandırılmalı ve gökyüzünde tam kuzeye karşılık gelen bir konuma işaret etmelidir veya göksel kuzey kutbu (CNP).

Bu nedenle, herhangi bir coğrafi enlemde, çubuk, o enlemin büyüklüğüyle aynı olan ufka (yani yataya) bir açıyla eğilmelidir.

Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde Boulder, Colorado'da 40° enleminde bir güneş saati yapan biri, gnomon kuzey ufkunun ortasından 40 derece yukarıda, doğrudan tepedeki noktanın tam yarısının altında ( başucu). Bildiğiniz gibi, bir çemberde 360 ​​derece olduğu için, gökyüzü gibi bir yarım daire 180 dereceyi kaplar; bu, herhangi bir ufuktan başucu noktasına olan açısal mesafenin bunun yarısı veya 90 derece olduğu anlamına gelir.

• Not: Bu makaledeki yönergeler Kuzey Yarımküre'deki okuyuculara yöneliktir. Diğerleri, bunu gerektiren durumlar ortaya çıktıkça kuzey-güney yönünü tersine çevirmelidir.

Temel güneş saati gerçeklerine hakim olmak, hareket etmeyen birkaç parçanın isimlerini ezberlemeyi gerektirir, ancak bu düşünceye bir astronom gibi yaklaşacağınız ve bir astronom gibi davranacağınız umulmaktadır. Sadece yüksek kaliteli bir güneş saatinin inanılmaz işçiliğini değil, aynı zamanda bu sınıf cihazların binlerce yıldır tek ve sonsuz işlerini yapmalarına izin veren bilimi de takdir edin. insanlık tarihi.

Bu makaleyi okurken her türlü ilginç yeni terime maruz kalacaksınız ve işiniz bittiğinde - ister mütevazi ister ayrıntılı - kendi güneş saatinizi oluşturmaya bile hazır olacaksınız. Ancak burada düşüncenizi odaklamaya çalışmanız gereken en önemli şey, iki kişi arasındaki ilişkilerdir. ekliptik, Göksel ekvator, ve gök kutupları.

Görüyorsunuz, güneş saatlerini öğrenirken, insan teknolojisindeki devasa ve süregelen sıçramalar sayesinde artık ihtiyaç duyulmayan, büyüleyici olsa da tuhaf bir aletin nasıl yapıldığını gerçekten öğrenmiyorsunuz. Astronominin çerçevesine - nesnelerin nasıl yerleştirildiği ve etiketlendiği ve nasıl Gördüğünüz ve kabul ettiğiniz göksel döngüler, MÖ 1500'den ya da M.Ö. yani.

Güneş saatinin orijinal yaratıcıları, basit geometri ile davranış arasındaki ilişkiyi ya da özellikle belirgin gökyüzündeki nesnelerin davranışları. Ayrım önemlidir, çünkü bir güneş saati açısından Dünya, diğer şeyler "yükselen" ve "ayarlayan" ve sabit olarak kabul edilir ve "gökyüzünü geçmek" - yalnızca bir Dünya gözlemcisinin referans noktasından anlamlı olan ve neden eskilerin nedenini açıklayan açıklamalar yaptı Evrendeki her şeyin kelimenin tam anlamıyla Dünya'nın etrafında döndüğünü anlaşılır bir şekilde düşünün.

Gökyüzündeki nesneleri haritalamak için kullanılan sistemi hayal etmenin en kolay yolu, burada Dünya'da kullanılanı (enlem ve boylam) almak ve hayali bir küreye (aslında bir yarım küre, çünkü sadece yarısını görebildiğiniz için) yansıtılan hayali çizgileri hayal edin. gökyüzü. Ekvatoru boyunca Dünya'nın ortasından çizilen bir düzlem bunu keser. Gök küresi adı verilen bir çizgi olarak sunulan bir daire içinde Göksel ekvator.

Bu arada, gökyüzünde başka bir dairesel çizgi, Dünya'nın güneş etrafındaki dönüş düzleminin uzatılmasıyla oluşur. Bu hayali çizgiye denir. ekliptik, ve uzak arka plandaki yıldızlara göre güneşin her yıl boyunca görünen 360 derecelik yolunu temsil eder. bu yıldızlar görünmek Güneş ve gezegenlere kıyasla hareketsizdir, çünkü ikincisinin hareketini ölçmenin bir yolu, birincisine "sabit" bir referans çerçevesi olarak muamele etmektir.

• Bir araba yolculuğu sırasında, bulutlar ve uzaktaki dağlar gibi uzaktaki şeyler, siz hareket halindeyken bile sizinle birlikte hareket ediyormuş gibi görünür. Kendiniz ile çok daha yakın olan ağaçlar, inekler ve diğer nesneler arasına hızla yatay bir mesafe koyun. karayolu. Bu dağlar, uzaktaki yıldızlar gibi aslında sizin konumunuza göre yer değiştiriyor olsalar da doğrudur; çok daha yavaş yapıyorlar.

Dünya'nın dönme ekseni, güneş etrafındaki dönüş düzleminden 23.4° eğik olduğundan, ekliptik ve gök ekvatoru bu miktarda dengelenir (eğik olur). Ama aynı büyüklükteki kesişen hulahoplar gibi iki noktada buluşurlar. Güneş, bu iki günde dünyanın her yerinde göksel ekvatoru takip eder. ilkbahar gündönümü (Kuzey Yarımküre'de kıştan ilkbahara geçiş) ve yazdan sonbahara geçiş (sonbahar ekinoksu).

• Dünyanın günlük dönüşü ve güneşin kendisi olduğunda hiçbir yıldızın görünmemesi, yeni gelenler için ekliptiğin görselleştirilmesini zorlaştırır. Güneş saatleri hakkında okurken sık sık diyagramlara başvurduğunuzdan emin olun!

Dünya'da enlem çizgileri ekvatordan her iki kutba kadar birbirine paraleldir. Enlem çizgilerine karşılık gelen gökyüzündeki çizgilere çizgiler denir. sapma, ve kuzey-güney boyutlu konum belirlemek.

Boylam çizgilerine ise Dünya'da meridyenler de denir. Bunların, gök kutuplarının oluşturduğu iki noktadan dışarıya doğru yayıldığı ve karşı kutupta tekrar buluştuğu düşünülebilir, ancak hiçbir Dünya izleyicisi her iki kutbu aynı anda göremez. Ufukta doğrudan kuzeyden başucu boyunca ve karşı ufukta tam güneye doğru geçen çizgi, göksel lingoda "" meridyen olarak bilinir.

• Meridyen, gök küresini doğu ve batı olarak ikiye ayırdığından, güneş saatinin tasarımında ve konumlandırılmasında kritik bir rol oynar.

Bir gök cismi gökyüzündeki doğu-batı konumunu belirlerken, koordinatın bu kısmı olarak bilinir. sağ yükseliş.

Güneş ufka yakınken (sabah erken veya öğleden sonra geç saatlerde), gölgelerin güneş tam üzerinizdeyken olduğundan daha uzun olduğunu mutlaka fark etmişsinizdir. Yine de güneş, gölgeler farklı hızlarda boyut ve şekil değiştirse bile, gökyüzünü her zaman aynı hızda geçiyor.

Bu geometri hevesi, ilk güneş saatlerine ilham verdi, çünkü mucitleri "zamanın" sadece günlere değil, günün bölümlerine de güvenilir bir şekilde bölünebileceğini fark ettiler. Böyle bir sistem altında yaşam aktivitelerini programlamanın artan kolaylığı aşikardır.

En eski güneş saatlerinin MÖ 1500 dolaylarında Mısır'a kadar uzandığına inanılıyor. Bunlardan bazıları aslında cep boyutundaydı ve etrafta taşınabilirdi, çünkü güneş saati mili (Yunanca "kutup") aslında bir çubuk yerine bir iğne deliği olabilir. Mekanik saatler sıradan ve güvenilir hale geldiğinde ve 1800'lere kadar "gerçek" saatlerin doğruluğunu kontrol etmek için kullanıldığından, zaman işleyişi için dakikasına kadar kullanışlı hale gelmişlerdi.

güneş saati mili zaten bahsedilmiştir. İki özelliğe sahip olması gerekir: Göksel kutbu işaret etmeli ve ufka tam olarak gözlemcinin enlemine eşit bir açıyla eğimli olmalıdır. Genellikle bir yüzgeç şeklinde yapılır.

arama plakası Güneşin gölgesinin yansıtıldığı yüzeydir. Silindirik veya düz olabilir ve bunlar doğru zamanla uyumlu olduğu sürece üreticisinin seçtiği bölümlere göre işaretlenebilir.

Saat çizgileri hemen hemen tüm güneş saatlerinde aşikar nedenlerle bulunur ve zaman içinde kesin (bir anlamda keyfi olarak seçilmiş olsa da) noktaları işaretler.

nodus aksi takdirde bulanık olabilecek gölge çizgisi boyunca kesin, keskin bir konumun belirlenmesine izin veren gnomondaki bir çentiktir.

Güneş saatleri iki temel türe ayrılabilir, irtifa aramaları ve yönlü kadranlar.

bir yükseklik kadranı güneşin ufkun üzerindeki mesafesini kullanarak zamanın belirlenmesini sağlar. Her durumda, bunlar bir pusula yönüne yönlendirilmelidir, diğerlerinde ise güneşin kendisi bir referans noktasıdır. Seçilen türler arasında düz kadranlar, silindir kadranlar, scaphe kadranlar ve halka kadranlar bulunur.

bir yönlü kadran azimut (pusula yönü) ve öğle saatlerinde meridyene yaklaşırken güneşin açısına dayanır. Alt tipler arasında yatay, kutupsal dikey, azimut ve ekinoktal kadranlar bulunur.

Her durumda, güneşin yükseldiğini ve bir taraftan giderek daralan geniş bir gölge oluşturduğunu hayal edebilirsiniz. öğlen yaklaşırken çizgi ve ardından "filmi" gün batımına kadar kadran plakasının diğer tarafında tersten tekrarlar oluşur.

Kendi güneş saatinizi yapmak için öneriler bulmak kolaydır ve başlamanıza yardımcı olacak bir tane Kaynaklar'da bulunmaktadır. Unutmayın, en önemli olan tam olarak materyaller veya yaratılışın ne kadar süslü göründüğü değil; bu, fiziği anlamanız ve bunları size sıkı çalışmanız hakkında soru sormak için sağduyulu herkese açıklayabilmenizdir.

Ve son bir ipucu: Gösteriniz için yağmurlu bir gün seçmeyin - bu, egzersizi mevcut herkes için çok daha "aydınlatıcı" hale getirecek!