Персональный блог. Темы: физика, ход солнца, солнечные часы

 
 
 Категории
   
 
 
 Популярные
   
 
 
 
 
  Как сделать простые горизонтальные солнечные часы
Категория: Солнце | Автор: daybit | (2012-08-28 09:37)
 
Обновлено:

Летом 2012 года я побывал в предгорьях Алма-Аты. Там такое количество Солнца, что я не удержался и сделал совершенно простые солнечные часы горизонтального типа. Причем аж два раза. Рассказываю методику.

0. Находим ровную палку, которую можно вбить в землю. Для вторых часов в качестве палки ничего не находилось, и я недолго думая пошел в хозяйственный магазин и купил черенок от лопаты - прекрасная вещь для такого варианта часов, на скорую руку. Далее находим место, где не бегает много людей и собак и которое хорошо видно отовсюду. Главное, чтобы оно было освещено солнцем большую часть дня. Для этого найдите юг (либо сориентируйтесь по Google Earth, либо в районе 12-13 часов повернитесь лицом к солнцу) и поищите на участке место с максимально свободной южной половиной неба. В двух словах траекторию Солнца не опишешь, но если схематично, то так:
** в конце июня солнце встает на северо-востоке, по дуге поднимается к югу на самую большую высоту (58 градусов для Москвы, 68 градусов для Краснодара), и затем опускается, заходя на северо-западе;
** в конце марта/сентября солнце ходит по "классической траектории": встает строго на Востоке, через 6 часов, в полдень, поднимается на юге до высоты 35 градусов (для Москвы, для Краснодара - 45 градусов), и еще через 6 часов уходит за горизонт строго на Западе;
** зима нас не особо интересует - солнца почти нет, дачный сезон закрыт.

Так что вот эта "летняя дуга" небосвода для выбранного места установки солнечных часов должна быть по мере возможности свободной от крыш, деревьев, и т.п.

https//daybit.ru/img2/2013-05-02_kak_sdelat_soln_4asy_.jpg

1. К моменту истинного полудня (солнечной кульминации, еще ее ошибочно называют "зенитом") готовим отвес (например подвешиваем на веревке камешек) и площадку, на которой видна тень от отвеса. Подчеркну - истинный полдень "плавает" в течение года плюс-минус четверть часа, поэтому надо уточнять его на конкретную дату, метод вычисления этого момента описан отдельным постом.

2. В момент истинного полудня отмечаем направление солнечной тени отвеса, например, с помощью нескольких камешков, которые выкладываем вдоль тени. Это точное направление север-юг (направление меридиана).

3. Вычисляем тангенс угла к горизонтали, под которым должен стоять гномон (то есть наша палка). Для этого выясняем широту места, вбиваем ее в калькулятор и жмем tan. Например, если широта 43.5, то tan(43.5) = 0.949.
Раскрыть
Тут надо отметить: люди зачастую не понимают разницу между десятичными долями градуса и угловыми минутами (секундами). Объясню на примере. Вбиваем в Яндекс слова "москва координаты", и яндекс нам выдает "Координаты 55°45′06″ с. ш. 37°37′04″ в. д." Надо понимать что символами ' и '' обозначены угловые минуты и секунды соответственно. По аналогии с минутами и секундами внутри часа, здесь мы имеем ту же картину: в одном градусе у нас 60 угловых минут и 3600 угловых секунд. Значит чтобы перевести широту 55°45′06″ в тот вид, который можно подсунуть калькулятору, надо посчитать 55 + 45/60 + 6/3600 = 55.75167 (округления до четырех-пяти знаков после запятой предостаточно). Именно это число мы и вставляем в калькулятор. И если нам для текущей задачи сгодится и целое число градусов (можно просто вбить 56 и не париться), то в случае, если вы ищете по координатам какое-то место на картах, округлять до целых градусов не прокатит - точность выйдет около 50-100 км. Иногда люди пытаются вбивать координаты в таком же виде как видят, просто убирая непонятные значки минут и секунд, например для случая широты Москвы пишут 55.4506, что, разумеется, неверно.
Умножаем это число например на полметра (50 см), получаем 47.5 см. Втыкаем палку в землю, в направлении строго на север (мы его выяснили в прошлом пункте по отвесу) от этого места кладем камешек в 50 см от места, где воткнута палка, и наклоняем палку таким образом, чтобы она проходила над камешком на высоте 47.5 см. На рисунке 3 (и 3а для пущей наглядности) я показал отвес, который спускается от гномона и попадает на линию меридиана. Вместо отвеса можно "стрелять" глазом, но получится не так точно. И в таком положении начинаем вбивать палку, время от времени проверяя, что она проходит над нашим "полуметровым" камешком на заданной высоте. Как только палка будет крепко держаться, можем себя поздравить - самая ответственная часть работы сделана: мы сориентировали наш гномон параллельно земной оси. И, кстати, он заодно с хорошей точностью указывает на Полярную звезду (можете проверить ночью, "стрельнуть" глазом).

Следующие стадии, 4 и 5 - это следующие положения часовых меток, сделанные по будильнику через 1 час и через 2 часа после полудня соответственно.

Еще раз обращаю внимание на разницу между 12 часами солнечного времени и административного. Какое именно время будут показывать ваши часы - решать вам. Если солнечное - значит 12-часовая метка совпадет с направлением север-юг. Если административное, то вы просто в 12 часов по своим часам отметите положение тени (уж таким, каким оно получится на тот момент). Надо лишь понимать, что направление и метод ориентирования гномона в любом случае остается привязанным к истинному полудню.

Как разметить часовые метки - дело вкуса. Если нравится, можно побегать по будильнику каждый час, отмечая реальную солнечную тень. А можно просто каким-либо образом перенести рассчитанный для заданной широты циферблат горизонтальных солнечных часов (например в программе Shadows): взять расчетные углы и отмерить их на земле. Сами часовые метки могут быть какими угодно: можно вбить таблички с цифрами, можно выложить камнями, можно в конце концов засеять цветами.

Одни из моих часов получились примерно так:

https//daybit.ru/img2/2012-08-27_soln_4asy_almat_palk_kamni_.jpg
зы. вопросы, уточнения, пожелания приветствуются

зы2. это дополненная копипаста из моего жж-поста


 




----
 
 Календарь
 
« Декабрь 2018 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
 
 
Архив сайта
   
 
 
© 2012-... daybit
Движок: NG CMS
SQL запросов: 7 | Генерация страницы: 0.09 сек 
Яндекс.Метрика