Солнечные часы

Наблюдение за тенями, отбрасываемыми непрозрачными предметами, убеждает нас, что свет распространяется по прямым линиям. Положение тени дерева, столба и других предметов меняется в течение дня. Устройство солнечных часов и основано на использовании этих явлений. Роль часовой стрелки здесь выполняет тень, отбрасываемая стержнем-указателем.

В летнее время, и при солнечной погоде, если предметы дают тень, удобно пользоваться солнечными часами. Из существующих типов опишем устройство простейших, так называемых экваториальных, часов, имеющих наклонный циферблат.

Экваториальные солнечные часы вполне пригодны, если их правильно установить, для определения времени при солнечной погоде в промежутке от 21 марта до 23 сентября.

Основные части часов: доска циферблата, стержень, задняя стенка, основание.

Начните с изготовления циферблата. На квадратной дощечке из общего центра проведите три окружности. Центр окружности находится в месте пересечения диагоналей квадрата. Каждый круг разделите на 24 части. Можно это сделать с помощью транспортира (полукруга, разделенного на 180°), разделив окружность на части через 15°.

Если нет транспортира, можно поступить иначе. Проведите через центр две линии под углом 90° друг к другу. Проверьте линейкой, соединив точки пересечения отрезков прямых с окружностью. При точном распределении все четыре расстояния будут равны. Окружность будет точно разделена на четыре части, заключающие в себе каждая по 90°. Каждую дугу разделите на 3 части. Снова проверьте; это будут дуги по 30°. Еще раз разделите эти дуги пополам и проверьте. Получите 24 дуги по 15°.

При правильном делении промежутков линейка, соединяющая противоположные метки, обязательно должна пройти через центр циферблата.

Промежутки меньше часовых можно делить, в зависимости от диаметра циферблата, или пополам, или на более мелкие части, например на четыре (15-минутные промежутки). При диаметре от 500 мм и выше можно делить 15-минутные промежутки еще на три части (5-минутные промежутки). Стержень, тень которого и показывает время, сделайте из гвоздя, проволоки или булавки. Наибольшая длина его рекомендуется в 2,5 раза меньше радиуса окружности, в 5 раз меньше диаметра циферблата.

Установлен стержень должен быть строго перпендикулярно (отвесно) к плоскости циферблата. Задняя стенка должна сохранять постоянство наклона основания с циферблатом. Угол наклона зависит от географической широты данного места.

Основание — доска, на которой и устанавливают циферблат с задней стенкой.

Чтобы часы точно показывали время, необходимы следующие условия: циферблат должен освешаться солнечными лучами непосредственно, чтобы не было тени или отраженного света.

Угол наклона вычисляется так: широта Москвы около 56°. Отняв эту величину от 90°, получим 34°. Следовательно, для Москвы угол наклона циферблата к основанию —34°. Для Ленинграда угол наклона будет 30°, в Киеве — 40°, в Баку — 50° и т. д.

Нижняя часть стенки опирается на доску основания. Циферблат установите точно на север. Сделайте это так: по компасу установите циферблат приблизительно на север. В час дня проследите за тенью стержня. В тот момент, когда тень становится наиболее короткой, проверьте время по обычным часам. Теперь циферблат солнечных часов поверните так, чтобы тень стержня показывала на них то же время. В таком положении окончательно закрепите циферблат. В направлении тени на циферблате проведите полуденную линию север — юг, а под прямым углом к ней линию восток — запад.

Часы называются экваториальными, потому что плоскость их циферблата параллельна плоскости экватора. Рисунки ниже изображают часы сбоку и со стороны циферблата.

Солнечные часы установите в цветочной клумбе, на столбе и других местах для того, чтобы все могли ими пользоваться.