RELÓGIO DE SOL
Um antigo dispositivo para medir o tempo pelo Sol. Este é provavelmente o instrumento científico mais antigo que chegou até nós inalterado e representa a primeira utilização pelo homem do seu conhecimento do movimento. corpos celestiais. Embora seja conhecida uma grande variedade de relógios de sol, todos eles podem ser divididos em vários tipos principais. Os relógios mais comuns são do tipo horizontal; eles podem ser vistos em muitos parques e jardins. Relógios com mostrador vertical costumam ser encontrados em paredes orientadas para os pontos cardeais. O mostrador girado é feito para relógios verticais colocados em paredes que não estão orientadas para os pontos cardeais. E os mostradores desviados e inclinados são inclinados respectivamente do observador e em direção a ele. Eles geralmente são encontrados em relógios multifacetados, que combinam três ou mais mostradores e geralmente têm o formato de um cubo; são colocados em telhados e cumeeiras de paredes orientados para os pontos cardeais. Os mostradores girados-declinados e girados-inclinados são colocados em edifícios não orientados nas direções cardeais. Para relógios equatoriais e polares, os planos dos mostradores são paralelos ao plano do equador e ao eixo polar, respectivamente. Os relógios armilares possuem mostrador equatorial; eles são frequentemente usados ​​para fins decorativos. Eles contêm de dois a dez anéis, representando os grandes círculos da terra e esferas celestes. As divisões das horas são marcadas dentro do círculo equatorial, e o gnômon que projeta a sombra é uma haste que representa o eixo polar.

O relógio de sol mais antigo conhecido hoje foi feito por volta de 1500 AC. São feitos de pedra em forma de bloco com cerca de 30 cm de comprimento e um topo vertical em forma de T numa das extremidades. O tempo foi contado por marcas marcadas no bloco em intervalos irregulares. O relógio foi ajustado horizontalmente e em prumo. A extremidade em forma de T era voltada para leste pela manhã e para oeste à tarde. A sombra na borda superior do “T” indicava a hora. Estes e outros instrumentos solares antigos mostravam “horas desiguais”, resultantes da divisão do tempo entre o nascer e o pôr do sol num número fixo de partes. Desde a duração horário de verão muda ao longo do ano, e a duração da hora também muda: no verão é mais longa e no inverno é mais curta.

SUNDICK TÍPICO DE JARDIM. Eles mostram a hora solar verdadeira, que difere da hora padrão de maneira diferente nas diferentes estações do ano. "Gnômon" - nome comum para um indicador que projeta uma sombra, e o “ponteiro” é a borda do gnômon ao longo da qual a contagem regressiva é realizada. Para medir o tempo com precisão, o ângulo entre o ponteiro e o mostrador horizontal deve ser igual a latitude geográfica lugares.

Fazer tal relógio não foi difícil. Muitos deles tinham linhas horárias para certos dias anos separados por aproximadamente um mês, e também para as datas dos equinócios e solstícios. As marcas das horas para cada dia foram obtidas conectando os pontos em que o esta hora a sombra projetada pelo gnômon nos dias dos equinócios e solstícios. Por volta do início da era cristã, foi descoberto o princípio do gnômon inclinado, que possibilitou a introdução de “relógios iguais”, o que garantiu um armazenamento mais preciso do tempo. Foi descoberto que se a haste do gnômon for direcionada para o pólo celeste, ela se tornará, por assim dizer, o eixo do círculo paralelo ao equador ao longo do qual o Sol gira. Dividindo em 24 partes iguais, obtivemos horas de mesma duração. Depois disso, fazer um relógio de sol preciso e uniforme tornou-se uma tarefa geométrica e trigonométrica simples. A evolução dos relógios de sol andou de mãos dadas com o desenvolvimento da matemática e da astronomia. No entanto, durante muitos séculos, apenas artesãos familiarizados com a gnomónica dominaram a arte de criar relógios de sol. Dos séculos XIV ao XVIII, muitos artesãos mostraram engenhosidade e habilidade na fabricação de relógios de sol de bolso de alta precisão, que se tornaram as joias da coroa da relojoaria. O aparecimento dos relógios mecânicos só desapareceu no século XVIII. usando um relógio de sol para marcar o tempo. Os fabricantes de relógios de sol acompanharam os projetistas de relógios mecânicos, inventando instrumentos solares para determinar o “tempo médio”. Quando foi introduzido? horário padrão", os relógios de sol também foram adaptados para isso. (O tempo da área é o tempo solar médio em um meridiano específico.) No final do século 19 e início do século 20, muitos relógios de sol muito precisos foram feitos para determinar o tempo padrão, chamados heliocronômetros.
Construção do relógio. Para que um relógio de sol seja útil, ele deve ser construído em local adequado. Deve-se conhecer a latitude do local, bem como a posição relativa ao horizonte e meridiano do local ou superfície sobre a qual serão traçadas as linhas horárias.

RELÓGIO DE SOL PARA "TEMPO MÉDIO". In alidade (transferidor com mira) raio de Sol cai no analema (uma figura em oito mostrando os desvios sazonais do sol). Quando a alidade é posicionada de forma que o ponto de luz atinja a marca de um determinado dia, o ponteiro mostra a hora solar média. Portanto, esses relógios compensam “automaticamente” as irregularidades sazonais no movimento do sol.

As partes mais importantes de um relógio de sol são o mostrador, ou seja, uma superfície na qual as linhas horárias são desenhadas e um gnômon para projetar uma sombra. Ponteiro, ou seja, aquela borda do gnômon, cuja sombra indica o tempo, está sempre direcionada para o pólo celeste. A altura do ponteiro é o ângulo no qual o ponteiro está inclinado em relação ao mostrador, e o centro do mostrador (o ponto de onde irradiam as linhas horárias) é o ponto em que o ponteiro cruza o plano do mostrador. O nó é ponto único no indicador, cuja sombra é usada para medir altitude, declinação e azimute, bem como tempo. Métodos para determinar a hora pelo sol. Existem três métodos para determinar a hora a partir do Sol: medindo o ângulo horário em relação ao meridiano, como num relógio de sol de jardim comum; medindo sua altura acima do horizonte e pelo seu azimute (o ângulo medido no plano do horizonte entre a direção do ponto sul e o círculo vertical que passa pelo sol), o que requer um ponteiro vertical no gnômon. A maioria dos relógios de sol estacionários mede o ângulo horário. Os outros dois métodos são frequentemente usados ​​em relógios portáteis.

Existem também três formas de indicar a hora: sombra, ponto de luz e agulha magnética. A maioria dos relógios usa uma sombra. A luz raramente é usada em relógios estacionários. E nos portáteis, todos os três métodos são usados. Existem dois tipos de relógios magnéticos. Na primeira, marcas de horas são aplicadas ao corpo da bússola, que geralmente é dado forma quadrada. Depois de virar a caixa para que as sombras nas faces laterais desapareçam, leia a hora na direção da seta. Nos aparelhos do segundo tipo, os marcadores de horas são aplicados a uma faixa elíptica, que se move de acordo com o dia do ano, como em muitos relógios azimutais. Neste caso, o corpo também é girado até que a sombra nas faces laterais desapareça e a hora seja lida na direção da seta. Este tipo de relógio é mais preciso; seu erro é determinado apenas pelo fato de a agulha magnética se desviar da direção verdadeira para o norte.
Relógio de sol especial. Como regra, os relógios de sol são dispostos em certo lugar, mas você também pode fazer um relógio universal para usar em qualquer lugar. Às vezes, eles são feitos apenas para indicar meio-dia ou feriados. Hoje em dia, os mais comuns são os relógios horizontais com gnômon triangular e os verticais nas paredes das casas. No entanto, você pode encontrar muitos outros designs. Fazer relógios de sol portáteis tornou-se um hobby popular.
Veja também ESFERA CELESTIAL ; TEMPO .

Enciclopédia de Collier. - Sociedade Aberta. 2000 .

Veja o que é "SUNDIAL" em outros dicionários:

SUNDICK, aparelho que começou a ser usado há cerca de 5.000 anos no Oriente Médio para determinar a hora do dia. Tradicionalmente, um relógio de sol consiste em uma base curta com topo plano sobre a qual está montado um gnômon, uma coluna,... ... Dicionário enciclopédico científico e técnico

Eles consistem em um mostrador e uma haste, cuja sombra, movendo-se através do mostrador devido ao movimento do Sol no céu, mostra a verdadeira hora solar... Grande dicionário enciclopédico

- (Sun dial) um dispositivo para determinar a verdadeira hora solar. Consiste em um mostrador e uma haste. Quando iluminada pelo sol, a sombra da haste indica a verdadeira hora solar no mostrador. Samoilov K.I. Dicionário marinho. M.L.: Militar do Estado... ... Dicionário Naval

Este termo tem outros significados, veja Relógio de sol(significados). Relógio de sol de parede (vertical) no Mosteiro Solovetsky. Horário de filmagem 13h40, horário de Moscou... Wikipedia

Um dispositivo usado para determinar a hora pelo Sol. Os relógios solares consistem em uma haste ou placa que projeta uma sombra e um mostrador sobre o qual a sombra incide, indicando a verdadeira hora solar. Dependendo da localização do plano de discagem... ... Grande Enciclopédia Soviética

Um dispositivo para determinar o tempo pelo Sol. Geralmente consiste em um mostrador localizado. verticalmente, horizontalmente ou perpendicularmente ao eixo de rotação da Terra, e uma haste ou placa projetando uma sombra no mostrador (ver figura). A posição da sombra indica... ... Grande Dicionário Enciclopédico Politécnico

Eles consistem em um mostrador e uma haste, cuja sombra, movendo-se através do mostrador devido ao movimento do Sol no céu, mostra a verdadeira hora solar. * * * RELÓGIO DE SOL Um RELÓGIO DE SOL consiste em um mostrador e uma haste, cuja sombra... ... dicionário enciclopédico

Um relógio de sol consiste em três partes: um gnômon, ou seja, um objeto que projeta uma sombra, um mostrador sobre o qual essa sombra incide e o próprio sol. As linhas do mostrador, a forma e o tamanho do gnômon são calculados individualmente para cada relógio, dependendo coordenadas geográficas locais de sua instalação.
Um relógio de sol é um instrumento astronômico projetado para medir a altitude, o azimute e a declinação do sol. A dimensão dessas quantidades é graus de arco. A nosso critério, podemos dar-lhes diferentes significado físico. Assim, pelo azimute e altitude do Sol acima do horizonte, podemos medir o tempo. E de acordo com o valor da declinação - registre as datas da transição do Sol de um constelação do zodíaco em outro, determine o início do equinócio, do solstício ou de qualquer outra data, por exemplo, um aniversário.

A localização das linhas no mostrador do relógio de sol depende da orientação do mostrador em relação ao pólo celeste, do horizonte matemático e equador celeste. O mostrador pode ser desenhado em qualquer lugar, por exemplo, em uma superfície esférica.
Embora os designs dos relógios de sol sejam extremamente variados, a maioria das pessoas acredita que um relógio de sol é um disco com um triângulo preso a ele. Em parte, isso é verdade. Esta é a aparência dos relógios de sol horizontais mais comuns.

Vejamos como funciona um relógio de sol horizontal típico.

Escalas.

O principal elemento do dial é a escala de registro do tempo. A exatidão da escala depende da precisão da fabricação do relógio de sol e da montagem cuidadosa de suas peças. Além disso, a precisão da escala é determinada pelo tamanho do relógio de sol (quanto maior for o seu tamanho, mais precisa será a escala). As divisões de escala são segmentos das chamadas linhas horárias. Ou seja, as linhas formadas pela sombra do gnômon no mostrador de um relógio de sol. Na foto abaixo, as linhas horárias estão destacadas em cores.

Anteriormente, antes da introdução da hora padrão, uma única escala era suficiente para registrar a hora local - ou seja, a hora no meridiano que passava pelo local onde o relógio de sol estava instalado. Agora você pode ver duas ou até três escalas nos mostradores. Uma é para registrar a hora local, a segunda é para registrar o horário padrão de verão e a terceira é para registrar o horário padrão de inverno. Isso é feito para não complicar o usuário com os cálculos. Deve-se ter em mente que isso não é tipos diferentes tempo, mas apenas jeitos diferentes medidas da mesma coisa.

Há casos especiais, quando escalas adicionais são colocadas no mostrador. A necessidade disso surge quando um relógio de sol é instalado em um fuso horário, mas tem como objetivo registrar a hora em outro fuso horário, a milhares de quilômetros de distância do local de instalação. Por exemplo, como este relógio de sol, que está instalado em Umea (Suécia), mas registra a hora em Moscou.

Relógio de sol para fusos horários GMT+3 e GMT+1

Às vezes, além das escalas destinadas ao registro do tempo, os relógios de sol possuem escalas para medir o azimute do sol e a altura do sol acima do horizonte, bem como uma escala de longitude geográfica.

Escala de azimute do Sol e escala de altitude do Sol acima do horizonte, graus de arco.

Azimute é o ângulo entre a direção do pólo e a direção de algum objeto distante. Na gnomônica, ao contrário da geodésia, o azimute é tradicionalmente medido na direção sul pólo geográfico. Isto significa que neste momento meio-dia verdadeiro O azimute do sol é por definição igual a 180º, e no momento em que o sol está exatamente no oeste ou exatamente no leste, seu azimute é respectivamente 90º e -90º. A maioria das pessoas acredita que o sol sempre nasce no leste e se põe no oeste. Usando a escala de azimute é fácil verificar que não é esse o caso. Apenas duas vezes por ano, nos equinócios, o sol nasce no leste e se põe no oeste.

Uma escala que mede a altura do Sol acima do horizonte é geralmente colocada no mostrador de um relógio de sol destinado a servir auxílio didático em geografia e astronomia. EM vida comum, na vida cotidiana, não há necessidade de saber o que este momento a altura do sol acima do horizonte. Mas no relógio de sol instalado na escola sítio astronômico, tal escala é apropriada.

Escala de longitude complementada com nomes de cidades

A escala de longitude geográfica permite observar o movimento do Sol em todo o planeta. Quando o sol cruza qualquer meridiano local, o verdadeiro meio-dia solar ocorre naquele meridiano, o sol ocupa o ponto mais alto de sua trajetória diária e seu azimute é exatamente 180º. Ou seja, neste momento o sol está exatamente no sul. Se a escala de longitude geográfica for complementada com uma lista de cidades de forma que o nome da cidade fique oposto à longitude correspondente, então a partir da sombra do gnômon você poderá, sem recorrer a cálculos, descobrir em que cidade está agora verdadeiro meio-dia.

Equação de tempo e analema.

No ou perto do relógio de sol relógio de sol muitas vezes incluem uma tabela da equação do tempo (ou seu gráfico) e um analema. Para entender o que é isso, é necessário fazer algumas explicações. O fato é que as leituras do relógio de sol coincidem com as leituras do relógio de pulso apenas quatro vezes por ano - 15 de abril, 12 de junho, 1º de setembro e 24 de dezembro. Nos restantes dias do ano, o relógio de sol está adiantado ou atrasado (+14) – (-16) minutos. A razão é que os relógios de sol medem a verdadeira e objetiva tempo existente, enquanto relógio de pulso medir o chamado tempo médio, inventado especialmente pelas pessoas para simplificar o processo de medi-lo. Para descobrir o tempo médio a partir do tempo real medido por um relógio de sol, uma correção especial chamada equação do tempo deve ser adicionada às suas leituras. A equação do tempo é a diferença entre as leituras de um relógio de pulso e de um relógio de sol. EM literatura especializada geralmente é denotado como µ ou EoT. EM dias diferentes valor do ano µ Tem Significados diferentes. Dependência expressa graficamente µ de data do calendário chamado de gráfico, nomograma ou tabela da equação do tempo.

Um gráfico circular da equação do tempo e um analema para calcular o tempo médio a partir das leituras de um relógio de sol.

A Terra gira em torno do Sol em um plano chamado eclíptica. O eixo de rotação da Terra está direcionado para o norte e inclinado em relação a este plano em um ângulo de aproximadamente 23 graus. Isso significa que durante meio ano vemos o Sol abaixo da eclíptica. Nesta época é inverno no hemisfério norte. Durante a outra metade do ano vemos o sol acima da eclíptica. É verão no hemisfério norte nesta época. A altura do Sol acima da eclíptica, expressa em graus de arco, é chamada de declinação. ρ . Graficamente dependência pronunciada equações de tempo µ da declinação do sol ρ chamado de analema. Em coordenadas ρ, µ O analema é uma bela curva em forma de oito.

Relógio de sol horizontal com tabela da equação do tempo e analema localizado ao longo da linha horária. Neste relógio de sol, o analema é utilizado como ferramenta de verificação mecânica, eletrônica ou qualquer outro relógio.

Em relação aos relógios de sol, o analema pode ser utilizado de duas maneiras. O primeiro método é que os pontos correspondentes às datas do calendário sejam indicados no analema. Então, se soubermos que data é hoje, podemos usar a coordenada µ determine quantos minutos naquele dia devem ser adicionados às leituras do relógio de sol para descobrir que horas são em termos do tempo médio geralmente aceito. Ao mesmo tempo, de acordo com a coordenada ρ , podemos descobrir a magnitude da declinação do sol.

O gráfico da equação do tempo pode ser esculpido em pedra e colocado próximo ao relógio de sol como uma obra de arte separada.

O segundo método não requer conhecimento da data atual do calendário. Neste caso, um analema especialmente calculado, dividido em segmentos correspondentes às datas do calendário, é colocado ao longo de uma das linhas horárias. No momento em que a sombra do nodus (mais sobre isso abaixo) atravessa o analema (não linha horária, sic!), as leituras do relógio de sol coincidem com o tempo médio, e o ponto do analema em que a sombra do nodus o cruza corresponde à data do calendário. Um analema localizado desta forma é muito conveniente para verificar relógios mecânicos e para determinar a data atual do calendário. Se o tamanho do relógio de sol for grande o suficiente e o cruzamento de suas partes for feito com precisão, podemos dividir o analema em 365 seções e, assim, dar ao relógio de sol outra função - servir como um calendário perpétuo.

A sombra do nodus cruza duas vezes o oito do analema. Portanto, a utilização do analema como ferramenta de verificação de relógios de pulso e determinação da data pressupõe que o usuário saiba que o analema possui duas partes - inverno e verão - e que são assimétricas entre si. Graficamente, eles se parecem com curvas em forma de S espelhadas uma em relação à outra. A parte de inverno é usada no período entre os equinócios de outono e primavera, a parte de verão - no período entre os equinócios de primavera e outono.

Para mais conhecimento detalhado Com o conceito de analema, você pode consultar o material de vídeo educativo de Ivan Korolev.

Existem dezenas de maneiras imagem gráfica essas dependências e uma grande variedade de técnicas para implementá-las no material. Aqui estão alguns deles.

O gráfico e a tabela da equação do tempo podem ser feitos de pedra e metais não ferrosos folheados a ouro, patinados ou envelhecidos.

Gnômon.

Um gnômon é um objeto que projeta uma sombra no mostrador e serve para registrar o tempo. Em um relógio de sol horizontal geralmente tem a forma de um triângulo e seu ângulo de inclinação corresponde à latitude. O plano do triângulo é paralelo ao meridiano local e seu lado superior é paralelo eixo da terra e está sempre direcionado para o pólo celeste norte. (Claro, apenas no hemisfério norte).

Um gnômon é um objeto material e tem espessura. Deve ser levado em consideração no cálculo do dial. Existem quebras nas escamas, cuja largura é igual à espessura do gnômon. A rigor, um relógio de sol preciso possui dois gnômons - oriental e ocidental. Ocidental é uma costela formada por oeste e bordas superiores. Sua sombra registra o horário do nascer do sol ao meio-dia. A oriental é uma aresta formada pelas faces oriental e superior do triângulo. Sua sombra registra o horário do meio-dia ao pôr do sol.

Gnômon feito por fundição de plástico. Bronze, patinação.

Gnômon com superfície patinada texturizada. Latão.

Gnômon com nodus. Na borda leste do gnômon está gravada uma frase do livro de Harry Harrison “The Steel Rat Joins the Army”. Latão, ouro 999.

Uma das faces do gnômon é curvilínea. Isso é feito, aparentemente, não apenas por questões estéticas, mas também para não confundir qual faceta deve ser utilizada para registrar o tempo. O plano do gnômon não precisa ser sólido. Pode ser feito por fundição de plástico, corte por jato de água ou qualquer outro método, dependendo da preferência. É importante apenas que a borda destinada ao registro do tempo seja estritamente reta e localizada nos pontos calculados do mostrador.

Nodus de gnômon. Na borda oeste do gnômon está gravada uma frase do texto de um artigo de M.V. Lomonosov "Sobre a melhoria dos telescópios" 1762.

Geralmente há apenas um gnômon em um relógio de sol. A exceção é o chamado relógio de sol otomano. Dois gnômons estão instalados neles. Um é para registrar o tempo, o outro, menor, é para determinar o horário das orações islâmicas. Mas há exceções. Por exemplo, neste relógio de sol, o gnômon grande destina-se a registrar o tempo, enquanto o pequeno cônico destina-se a garantir que uma vez por ano, no aniversário do proprietário, a sombra do topo do cone siga uma linha de aniversário especialmente calculada.

Relógio de sol horizontal com dois gnômons. No aniversário do proprietário deste relógio de sol, a sombra do topo do gnômon cônico segue uma linha especialmente calculada.

Muito em casos raros Mais de dois gnômons estão instalados no relógio de sol. Portanto, este relógio de sol possui três mostradores, cada um equipado com seu próprio gnômon. Um deles é projetado para medir a hora local verdadeira no meridiano do local de instalação, o outro é projetado para medir a hora padrão verdadeira e o terceiro é para medir o azimute do sol.

Relógio de sol com três gnômons.

Nodus, linhas de declinação, linha de aniversário.

Nodus (traduzido do grego como nó) é um ponto no gnômon cuja sombra corresponde à declinação do sol. A declinação é a altura do Sol acima da eclíptica. A eclíptica é o plano em que a Terra gira em torno do sol.

O nodus geralmente é feito na forma de uma marca na face polar do gnômon.

Cada dia do ano corresponde a uma certa declinação solar. À medida que o Sol se move de leste para oeste na sua jornada diária, a sombra do nodus move-se através do mostrador de oeste para leste. A trajetória da sombra do nodus é única para cada dia do ano e não muda visivelmente ao longo dos séculos. Essa trajetória é chamada de linha de declinação.

Linhas de declinação. O mostrador está gravado com linhas de declinação correspondentes às datas da transição do Sol de uma constelação zodiacal para outra.

No Dia Internacional dos Museus, a sombra do nodus segue uma linha de declinação de aniversário especialmente calculada.

As linhas de declinação no mostrador podem ser calculadas para qualquer data. Mas geralmente são calculados para datas que têm significado astronômico. Por exemplo, para os dias do equinócio e do solstício. À medida que a Terra faz uma revolução anual em torno do Sol, o fundo estrelado da nossa luminária muda. Desde tempos imemoriais, foi dividido em 12 setores chamados constelações zodiacais, e muitas pessoas ainda tendem a considerar a transição do Sol de uma constelação zodiacal para outra como significativa. evento astronômico. Se as linhas de declinação de um relógio de sol forem calculadas para cada um desses doze setores, então o relógio de sol terá outra função. Além da hora, eles registrarão a data da mudança das constelações do zodíaco.

Durante o ano, muitos acontecimentos acontecem na vida de cada pessoa. Alguns deles são subjetivamente muito mais importantes do que a mudança dos meses do zodíaco. A linha de declinação do Sol, calculada para um dia de particular importância na vida pessoal de uma pessoa, é chamada de linha de aniversário.

Várias linhas de declinação de aniversário podem ser colocadas em um mostrador. Um para cada membro da família.

Normalmente, a linha de aniversário é calculada para o dia do casamento ou aniversário. Mas existem muitos outros eventos dignos de comparação com a posição da Terra em sua órbita. Por exemplo, o dia da conclusão da construção de uma casa, o dia da defesa de uma dissertação, o dia da publicação do primeiro poema - todas estas são ocasiões muito dignas para os celebrar anualmente com a ajuda de um relógio de sol. Em um mostrador você pode colocar várias linhas de aniversário para cada membro da família. Ou você pode fazer vários mostradores para cada um deles em um relógio de sol.

Todos os anos no mesmo dia sombra do sol segue uma linha de aniversário especialmente projetada. Isso continuará enquanto existir sistema solar. Isto é, nos próximos quatro bilhões e meio de anos.

Como os relógios de sol diferem dos relógios comuns, como os relógios mecânicos?.

O relógio de sol mostra a hora solar verdadeira.
O relógio de pulso mostra a hora solar média.
No momento em que o sol chega Ponto mais alto seu caminho diário e cruza o meridiano local, é chamado de meio-dia solar verdadeiro. O período de tempo entre dois meio-dias consecutivos é chamado de dia solar verdadeiro.

O verdadeiro dia solar não é um valor constante. Às vezes eles são mais longos, às vezes mais curtos. Conseqüentemente, suas partes, ou seja, horas, minutos e segundos, nem sempre são iguais entre si.
É difícil projetar um mecanismo de relógio de modo que ele se mova exatamente com o sol, ou seja, mais rápido em um dia e mais lento em outro. Portanto, os relógios de pulso não mostram a hora solar ou alguma outra hora chamada tempo médio. A duração de um dia médio, também denominado dia civil, é obtida por cálculo. Some a duração de todos dias ensolarados ano e divida o valor resultante pelo número de dias do ano. Dia civil e, portanto, relógio civil, minutos e segundos, é um valor constante por definição.

Antes da invenção relógio atômico, foi considerada a unidade de tempo mais estável dia sideral, determinado pelo intervalo de tempo entre dois nascimentos sucessivos de uma estrela distante. Para medir a duração de um dia solar e então, por cálculo, determinar a duração de um dia médio, tradicionalmente eles usam tempo sideral — relógio estrela, minutos e segundos.

A duração comparativa de um dia, expressa em tempo médio, é a seguinte:

Média de dias solares (civis)
24h 00m 00s

Verdadeiros dias solares
24h 00m 00s ± 17m

Dia sideral
23h 56m 4,09s

O eixo do nosso planeta está inclinado em relação ao plano de sua revolução ao redor do Sol em 23°. Além disso, a órbita do nosso planeta tem uma excentricidade, o que significa que a velocidade da sua revolução em torno do Sol não é constante. Por essas duas razões, o momento que cai exatamente no meio do dia civil e é chamado de meio-dia solar médio coincide com o meio-dia solar verdadeiro apenas quatro vezes por ano. Em outros dias, o meio-dia civil está adiantado em relação ao meio-dia solar verdadeiro ou atrasado em relação a ele. O mesmo se aplica a qualquer momento, não apenas ao meio-dia.

Diferença entre verdadeiro e médio hora solar chamada equação do tempo. Para obter leituras de pulso de um relógio de sol, devemos levar em conta a equação do tempo. Além disso, geralmente são necessários ajustes para o horário padrão, horário de verão e, se este último estiver incluído, ajuste para horário de verão.

Um relógio comum ajuda você a decidir questões práticas- Não se atrase para o trabalho, acorde na hora certa. Isto é muito coisa útil- relógio comum. Num mundo onde os horários dos comboios e os preços da gasolina são mais reais do que as próprias leis de Kepler, não se pode viver um dia sem um relógio comum. No entanto, os resultados da evolução não podem ser cancelados e os nossos corpos continuam a viver de acordo com o verdadeiro tempo solar e continuam a lembrar como se sentiam os nossos antepassados ​​​​distantes, que ainda não separaram o tempo do espaço, nem a si próprios da natureza, e por isso ficaram felizes. sozinho.

Os relógios de sol ajudam-nos a avaliar de forma mais modesta o nosso papel neste mundo. Ajudam-nos a não esquecer que a Terra é um planeta muito pequeno e com recursos limitados, que gira em torno Estrela amarela de tamanho médio, e esta estrela em si é apenas uma das muitas semelhantes que compõem o nosso pequena pátria- A Via Láctea.

A história dos relógios de sol remonta a mais de um milênio, mas não se sabe ao certo quando as pessoas começaram a usá-los. Foi estabelecido que em Antigo Egito, Babilônia e China usaram esses dispositivos antes de mil anos AC. A primeira menção à determinação do tempo pelos raios solares usando um dispositivo especial data de 1306-1290. AC.

Qualquer relógio de sol possui um mostrador com escala e sentido horário, chamado de gnômon. Além disso, de acordo com a orientação, os relógios de sol são divididos em horizontais, verticais e equatoriais. Existem muitas modificações deles, como escalonado, anel, placa, espelho, bifilar e outros.

Um relógio de sol não é necessariamente um disco com gnômon perpendicular. Assim, o mostrador pode ser um hemisfério ou um anel. Universal relógio equatorial pode ser usado em todas as latitudes. Seu design envolve dois perpendiculares entre si anéis de amigo e gnômon. Para determinar a hora, você precisa definir a latitude na escala de um dos anéis e definir a data. Então o relógio gira eixo vertical, até que um ponto apareça no mostrador mostrando a hora. Neste momento, um anel está orientado para norte ao longo do meridiano e o segundo é paralelo ao plano equatorial.

Num relógio de sol horizontal, o plano do mostrador não é perpendicular ao gnômon, que deve ser paralelo ao eixo da Terra e também apontar para o norte, ou seja, o ângulo entre eles igual à latitude terreno. Os relógios horizontais são convenientes e fáceis de instalar. Para utilizá-los em uma latitude diferente, basta mudar o ângulo e apontar o gnômon para o norte.

No antigo Egito eles foram projetados modelos diferentes um relógio de sol, por exemplo, com escala horizontal que formava um ângulo de 90 graus com o plano do meridiano local, e seus gnômons eram obeliscos, cuja altura geralmente chegava a vários metros. Para saber a hora deles, utilizou-se a direção indicada pela sombra do gnômon. Outro relógio de sol, denominado relógio de sol “degrau”, tinha duas superfícies inclinadas para leste e oeste e divididas em níveis. À medida que o sol se movia, a sombra passava de um estágio para outro, e o tempo era determinado pela sua duração.

EM A Europa Central Até o século XV, os relógios de sol verticais montados na parede, cujo gnômon era horizontal, tornaram-se difundidos. É verdade que a precisão da determinação do tempo com seu uso era baixa.

Ao mesmo tempo, havia várias opções de cronômetros de viagem, por exemplo, relógios de sol circulares. Eles consistiam em dois anéis, um dos quais possuía um orifício para a passagem dos raios solares, e no outro eram aplicadas as escalas de meses e horas. Havia também relógios de placas, em solução construtiva que incluía duas, às vezes três, placas idênticas que tinham forma retangular e presos juntos, enquanto uma bússola foi instalada na parte inferior.

Há uma descrição de varas octogonais medievais com quatro furos passantes nos cabos, nos quais era necessário inserir hastes de metal para determinar o tempo. Na mesma época, surgiram os cronômetros de janela. Eles foram classificados como verticais. O princípio de funcionamento do relógio de sol era utilizar a janela da prefeitura ou do templo como mostrador com escala translúcida aplicada. Isso possibilitou saber as horas dentro de casa. Os relógios de sol espelhados usavam um raio de sol refletido por um espelho, que direcionava para a parede do prédio onde o mostrador estava localizado.

Lugovoy Maxim, Razilova Anna, Pantyushin Vasily

Razilova Anna

Pantyushin Vasily

Gerente de projeto: Pravdina Elena Anatolyevna

(professor de matemática)

Objetivo do trabalho:

Desenvolvimento interesse cognitivo, atividade criativa dos alunos.

Apresentando às crianças a história do desenvolvimento dos relógios de sol.

Tarefas:

· Desenvolvimento de habilidades trabalho independente, trabalhar em um algoritmo, sob orientação de um professor, trabalhar em duplas, autoestima adequada, capacidade de planejar suas atividades.

· Desenvolvimento de uma percepção harmoniosa do mundo envolvente, diligência, responsabilidade, atividade.

Resumo do projeto

"Relógio de sol"

1. As formas mais antigas de medir o tempo.
2. Relógio de sol- um dispositivo para determinar o tempo.
3. O relógio de sol mais simples.
4. Data de criação do relógio de sol.
5. Clepsidra.

6. Munster - “pai da gnomônica”.

7. Um método simples de medir o tempo na França, no sul da Alemanha e em alguns outros lugares era bem conhecido ainda no século XIX.

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Relógio de sol

Os métodos mais antigos de medição do tempo eram conhecidos em 2.000 aC e seu desenvolvimento continuou até os primeiros séculos dos tempos modernos. Os instrumentos cronométricos desse período são às vezes chamados de mais simples, sua era termina primeiro melhorias importantes relógio mecânico com tração nas rodas. Isto inclui muitos tipos de sol, água, fogo, areia e outros relógios, que elementos importantes desenvolvimentos desempenharam um papel significativo na história da cronometria.

Relógio de sol - dispositivo para determinaralterando o comprimento da sombra degnômon e seu movimento ao longodiscar . O aparecimento destes relógios está associado ao momento em que uma pessoa percebeu a relação entre o comprimento e a posição da sombra do sol em certos objetos e a posiçãoSol no céu.

Protozoários solaresassistir mostrar , e não locais, ou seja, não levam em consideração a divisão da Terra em. Além disso, os relógios de sol mais simples não levam em conta. Você pode usar um relógio de sol apenas durante o dia e na presença do Sol. Atualmente, os relógios de sol praticamente não são utilizados para o fim a que se destinam e deram lugar a Vários tipos outroshoras .

O instrumento mais antigo para contar o tempo eragnômon . A mudança no comprimento de sua sombra indicava a hora do dia. Esses relógios de sol simples são mencionados emBíblia . Segundo histórias de escritores gregos, foram emprestados relógios de sol reais, ou seja, instrumentos especiais que indicavam o horário de verão.Gregos no Babilônios .

A data exata do aparecimento do relógio de sol, que em sua forma original tinha o formato de um obelisco, é desconhecida. Alguns fontes históricas A primeira menção de um relógio de sol é considerada uma mensagem sobre ele em um manuscrito do chinês Chiu-pi do período por volta de 1100 aC. .). Em seu manuscrito ele língua materna relataram que, com a ajuda deles, os chineses estabeleceram facilmente as alturas do Sol no verão e no inverno. O mais antigo documento escrito sobrevivente sobre relógios de sol, datado de 732 a.C., encontramos na Bíblia, no vigésimo capítulo do Livro dos Reis. O relógio de sol de Acaz aqui se refere ao relógio de sol do obelisco do rei Acaz, que viveu por volta de 732 AC. Descoberta de antigos relógios de sol egípcios dos séculos XIII e XV. AC. indica que o período real do aparecimento do relógio de sol foi muito anterior ao que resulta dos monumentos escritos conhecidos até agora.

A data geralmente fornecida é 3500 AC. Foi então que os babilônios foram os primeiros a inventar um relógio de sol: começaram a fixar uma pequena haste em uma placa plana (ou hemisfério) marcada com linhas - este era o mostrador do relógio de sol, e a sombra da haste servia como um ponteiro de horas. Apenas? Certamente. Relativamente preciso para a época? Sim. Mas todos entendem uma desvantagem - tudo isso só é bom durante o dia e com tempo mais ou menos ensolarado...

Bem, à noite o relógio de sol foi substituído por uma clepsidra (“ladrão de água”) - era assim que chamavam os relógios de água na Grécia, emprestados da Babilônia ou do Egito. E na China foram ainda mais cedo. Primeiro era um recipiente simples de metal ou argila e depois um recipiente de vidro cheio de água. Lentamente, gota a gota, a água escorria, seu nível diminuía e as divisões da embarcação indicavam que horas eram.

A propósito, você já se perguntou por que relógio normal as setas vão no que é chamado de “sentido horário” (trocadilho;))? Mas porque a sombra do sol no gnômon do relógio de sol também vai na mesma direção. É por isso relógio moderno e adotaram esse movimento de seus ancestrais. Mas se os relógios de sol tivessem sido inventados em hemisfério sul, tudo seria ao contrário. Ótimo!

Astrônomos árabes (, , ) deixou extensos tratados sobregnomônica , ou a arte de construir um relógio de sol. Baseado nas regras da trigonometria

Na Idade Média, muitas pessoas praticavam a gnomônica. Viveu no início do século XVI.Münster foi reconhecido como o "pai da gnomônica".

O gnômon, um obelisco vertical com uma escala marcada no chão, foi o primeiro relógio de sol a medir o tempo pelo comprimento de sua sombra. O fato de esses obeliscos servirem aos egípcios ao mesmo tempo para homenagear o culto ao deus Sol é evidenciado pelos registros de escritores antigos. Estes obeliscos sagrados situavam-se, via de regra, em frente às entradas dos templos.Os primeiros obeliscos, destinados no Egito a medir o tempo, foram construídos, com toda a probabilidade, já no século XIV. AC. Tal obelisco, com 35,5 m de altura, ainda foi preservado em São Petersburgo. Pedro em Roma, que foi trazido para lá em 38 por Calígula de Heliópolis.

Os gnômons egípcios eram instrumentos cronométricos muito imprecisos. Eles mostravam a hora corretamente apenas duas vezes por ano - nos dias do equinócio de primavera e outono. Mais tarde, sob a influência dos gregos, os egípcios começaram a construir relógios de sol com escalas especiais para diferentes meses.

Contudo, tenhamos em conta que sob o domínio do sistema agrário e da tecnologia artesanal (seja em Mundo antigo ou na Idade Média) não havia necessidade de dividir o tempo em pequenos segmentos e medi-los com precisão, como agora. As pessoas determinavam o tempo pela luz natural do Sol, os longos dias de verão e os curtos dias de inverno eram divididos igualmente em 12 horas e, portanto, o verão e horas de inverno eram diferentes.

Entre as pessoas comuns, o costume de medir o tempo pelo comprimento da sombra desde próprio corpo. O conhecimento do tempo era muito importante para o grego, pois, além da duração das suas funções laborais, o tempo indicava a aproximação do momento desejado para reforço com alimentação e para descanso.

Mas as pessoas também procuraram formas primitivas de medir o tempo usando o Sol; às vezes a única “ferramenta” para isso era mão humana. Os primeiros relatos de tais “relógios” referem-se a início do XVI século. Mão esquerda virou a palma para cima e está apontando para cima dedão serviu como uma flecha de sombra. Dependendo do comprimento dessa sombra em comparação com os demais dedos da mão, foi possível determinar aproximadamente o tempo. Este método simples de medir o tempo na França, no sul da Alemanha e em alguns outros lugares era bem conhecido ainda no século XIX.

Não deixe que lhe pareça que os relógios de sol são um conhecimento arcaico. Pode ser mais conveniente usar um pequeno mostrador brilhante em sua mão, mas um relógio de sol construído em sua dacha (villa, chalé, etc :)) ficará muito legal e certamente causará surpresa e admiração entre seus amigos e vizinhos - afinal , é isso que eles provavelmente não têm.

A maioria das pessoas pensa no relógio de sol como um método antigo e infinitamente desatualizado de marcar o tempo. Afinal, todos já estão acostumados com o cálculo juliano, a uniformidade do cálculo do tempo por mecanismos e eletrônica. A questão é: por que usar um relógio de sol na era da alta tecnologia?

Mas a questão é que, graças ao Sol, você pode obter o tempo verdadeiro de uma determinada latitude, e não uma média. Afinal, os biorritmos de todos os seres vivos funcionam de acordo com milhares de anos de padrões comprovados, que, antes da regulamentação directiva do transferências inverno-verão atirador "não importa." Os ciclos astronômicos acontecem aqui papel fundamental. A rotação da Terra em torno do Sol e em torno próprio eixo, os meses lunares (a revolução da lua em torno do eixo do nosso planeta) são os mais importantes deles. Antigamente o homem vivia em plena harmonia com os ritmos naturais, sincronizando suas atividades com os ciclos solares.

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E agora surge a chamada tecnosfera, reestruturando o modo de vida das pessoas. Já não admiramos o esplendor céu estrelado, não consideramos sagrados os dias do equinócio e dos solstícios, como nossos sábios ancestrais. E começaram a acordar pelo despertador, e não pelo sol. Apenas alguns de nós cumprimentamos o luminar, principalmente iogues (Surya Namaskur) e atletas.

Este artigo abordará algumas questões básicas sobre relógios de sol.

O que é um relógio de sol e como funciona?

Um relógio de sol é um medidor astronômico da declinação e do azimute do Sol. Suas variedades mais simples consistem em um ponteiro (gnomon - em grego antigo) e um mostrador. O tempo verdadeiro pode ser calculado medindo o comprimento e o movimento da sombra projetada pelo gnômon na superfície do mostrador.

Por que as pessoas modernas precisam de um relógio de sol?

A atratividade dos relógios de sol na modernidade tecnocrática não diminuiu em nada. Instalados em um parque da cidade ou outro local, tornam-no mais bonito e majestoso. Observar a passagem do tempo natural é bastante incomum e fascinante; muitas pessoas gostam de tirar fotos com um relógio ao fundo. O que os torna tão especiais?

Projeto paisagístico área suburbana adquire um encanto muito especial após a instalação de um relógio de sol. Eles são a lembrança perfeita para Amado ou parceiro de negócios. Você pode usar temas interessantes no design de relógios: brasões de família, lemas brilhantes e memoráveis, mensagens, logotipos de marcas.

Datas memoráveis

Após alguns cálculos, é bem possível antecipar com alta precisão o tempo indicado pelo gnômon do mostrador. Assim, podemos desenhar um relógio de sol, anotando a data que desejar - qualquer data que desejar: Aniversários, aniversários de família, data de fundação da empresa, etc.

Fazendo um relógio de sol

Os materiais para criação podem ser muito diferentes. Há muitos fatores a serem considerados antes de projetar um relógio de sol: estilo projeto paisagístico, características arquitetônicas do edifício, ambiente e, claro, as preferências do próprio cliente. A escolha também é feita em função do formato e tamanho do relógio.

Em parques e áreas ajardinadas costuma-se usar aço, pedra, concreto e madeira; na criação de esculturas, usa-se aço inoxidável, bronze e latão. Para pequenos presentes e relógios de sol “corporativos” - madeira nobre, mármore, latão.

Qual é o melhor lugar para comprar e encomendar um relógio de sol?

Em companhia " Nova ideia “Existem entusiastas da gnomônica. Esta não é a ciência dos pequenos gnomos: a gnomônica é o estudo dos relógios de sol. Para eles, projetar e fabricar relógios de sol é uma grande alegria de realização estética e criativa. Crie 100% exclusivo para você relógio de sol personalizado dará aos funcionários grande satisfação.

Cálculos complexos e a fabricação de relógios de sol devem ser confiados a profissionais que saibam analisar a localização da futura instalação e não cometer erros nos cálculos. Infelizmente, muitos vendedores não têm interesse em se aprofundar na essência do assunto, por isso oferecem apenas souvenirs e relógios de sol decorativos. Estes produtos são simplesmente imitações daqueles feitos de boa fé. Eles servem mais como um elemento de design de interiores ou como um terreno rural. Também deve-se levar em consideração que o relógio de sol está estritamente vinculado a uma área específica onde será utilizado.

Variedades de relógios de sol

As tentativas de introduzir uma classificação de relógios de sol começaram em Roma antiga. O então famoso mecânico e arquiteto Vitrúvio descreveu cerca de três dúzias de seus tipos. Em termos de design dos relógios de sol, eles diferem, em primeiro lugar, na orientação e, em segundo lugar, na forma do gnômon e do mostrador.

Relógio polar com mostrador horizontal

O relógio de sol mais comum no momento é o relógio gnômon polar. Neste tipo de relógio, o gnômon está localizado paralelo ao eixo de rotação da Terra e orientado na direção da estrela polar. O ângulo de inclinação do gnômon φ é igual à latitude da localização do relógio de sol, respectivamente, nos pólos o gnômon estará localizado verticalmente e no equador horizontalmente. Este relógio de sol também é chamado de relógio de sol do parque. Eles podem ser colocados em qualquer superfície plana uma área suburbana ou parque, não sombreada por árvores ou outros edifícios.

Hoje, o relógio de sol mais comum é o com gnômon polar (ponteiro). Ele está localizado paralelo ao eixo de rotação da Terra e orientado para a Estrela Polar da constelação da Ursa Menor, localizada perto do Pólo Norte. O ângulo de inclinação do gnômon é igual à latitude do relógio: verticalmente - nos pólos, horizontalmente - no equador. Este tipo de relógio de sol também é chamado de relógio de sol de parque. Eles são convenientes para colocar em qualquer superfície plana e sem sombra.

Polar com mostrador vertical

Esses relógios são instalados principalmente nas fachadas dos edifícios. Magníficos monumentos arquitetônicos com um antigo relógio de sol foram preservados. Se houver forte sombra de árvores, colocá-las na fachada é a solução ideal. É melhor quando a fachada está localizada estritamente ao sul. Se o edifício se desviar das direções cardeais, cálculos adicionais deverão ser feitos para levar em conta o ângulo de desvio.

Este é um relógio polar com um eixo gnômon polar localizado no mostrador, paralelo ao plano do equador. O mostrador é dividido em 24 partes iguais. A sombra que indica a hora se move a uma velocidade de 15 graus por hora. Se posicionado corretamente (ângulo gnômon = latitude da área), este relógio será universal.

Levando em consideração a localização do Sol no inverno (abaixo do plano equatorial), as leituras de tempo no inverno são lidas na direção oposta, e a escala de tempo lado oposto numerados no sentido anti-horário.

Este é um relógio polar, no qual o gnômon e o mostrador estão localizados paralelamente ao eixo de rotação do planeta. O design tem uma desvantagem - o intervalo limitado de tempo de exibição (de 7 a 17 horas). Isso é eliminado alterando o ângulo do mostrador (para leste ou oeste), o que permite ampliar o intervalo de horário da manhã e da noite. Um gnômon pode ser uma vara e um prato, perpendicular ao plano discar. É bom colocar alguma frase, desenho ou sinal no prato.

Esfera armilar

Esta variedade combina as vantagens dos relógios de sol equatoriais e polares, mas sem as suas desvantagens. O mesmo mostrador mostra a hora durante todo o ano ampla variedade valores. A escala de tempo está localizada em uma faixa situada no plano equatorial, como em um relógio equatorial. Um relógio de sol armilar também pode funcionar como um calendário, demonstrando a declinação do Sol (geralmente nos momentos em que a estrela entra em uma determinada constelação do zodíaco).

Relógio de sol vertical, analemático

Um dos tipos mais antigos de relógios de sol são aqueles em que o próprio observador é um gnômon. A proporção entre a altura de uma pessoa e o comprimento dos pés é de aproximadamente 1:6. O ângulo do Sol é determinado pelo comprimento da sombra. Neste caso, leva-se em consideração que a sombra é projetada em direções diferentes V tempo diferente ano, exceto ao meio-dia, quando cai para o norte. O papel do mostrador é uma elipse situada em plano horizontal. No centro desta elipse está a marcação das estações. O Gnomon está instalado em tempo certo V no lugar certo, permitindo determinar o tempo verdadeiro. Todos, se desejarem, têm a oportunidade de determinar o tempo com sua própria sombra.

É curioso que se um gnômon polar for adicionado ao mostrador, quando as leituras dos dois gnômons forem combinadas, a orientação do relógio será reduzida a esse deslocamento.

Existem duas subespécies desta variedade - relógio cilíndrico e hemiciclo. Os cilíndricos são um mostrador cilíndrico vertical e um gnômon fixado horizontalmente na parte superior. O ponteiro gnômon horizontal é fixado em um suporte giratório que gira ao longo do eixo do cilindro para a posição do mês atual. A sombra fica verticalmente, indicando uma marcação temporária. Como o relógio mostra a hora dependendo da altitude do Sol, que é a mesma duas vezes durante o dia, o mesmo relógio mostra a hora da manhã e da noite.

O hemiciclo funciona segundo o princípio de um relógio de sol com gnômon polar, indicando o tempo real e a declinação da estrela. O mostrador é dividido em intervalos iguais tempo. Os hemiciclos apareceram pela primeira vez em Grécia antiga onde a gnomônica alcançou alto nível desenvolvimento.