Гномон что это по географии сделать
Что такое гномон и для чего он нужен?
Гномон – это один из древнейших географических и астрономических инструментов, изобретенных человеком. Он представляет собой вертикальный шест, стоящий на основании (обычно круглом). Шест может иметь разную форму, главное его назначение – отбрасывать тень на основание.
Именно на измерении тени и основан принцип работы гномона. Она становится кратчайшей в полдень, то есть с помощью гномона можно определять время. При этом в полдень направление тени совпадает с направлением меридиана, то есть тень начинает указывать на северный географический полюс Земли. Это правило верно в Северном полушарии, в Южном тень будет указывать на юг.
По длине тени можно определить и широту, в которой находится гномон и, соответственно, использующий его человек. Чем ближе гномон к полюсу, тем длиннее тень в полдень. При приближении же к экватору тень становится более короткой.
Надо заметить, что определять момент, когда тень наиболее коротка, не всегда удобно. Поэтому иногда измеряют положение двух одинаковых по длине теней, измеренных утром и вечером. Они образуют угол, для которого можно построить биссектрису. Эта биссектриса также в зависимости от полушария будет указывать либо на север, либо на юг.
Однако важно учитывать, что показания таких часов зависят от места их расположения. Верные данные они будут показывать только в одном месте, при их перевозке шкалу на часах нужно будет перекалибровать.
Список использованных источников
Солнечные часы своими руками. Мастер-класс
Здравствуйте, дорогие читатели КАРТОНКИНО.ru! Весна. Где-то она уже в самом разгаре, где-то её прихода пока только ждут, через месяцок-другой, но солнце везде светит ярче и дольше. И у нас есть прекрасная возможность пустить солнечный свет в дело, смастерив солнечные часы своими руками. Разумеется, они не заменят традиционные — механические и электронные — часы, но самоделка эта — очень занимательная, а для представителей подрастающего поколения — ещё и познавательная, ведь модель солнечных часов, которую мы будем делать, — самая что ни на есть действующая, а её изготовление потребует определённых знаний в области астрономии и тригонометрии.
Существует немало разновидностей этого древнейшего прибора для измерения времени. Но среди всего многообразия солнечных часов, когда-либо использовавшихся, в качестве основных или классических выделяют следующие типы:
— экваториальные (у таких солнечных часов плоскость кадрана (циферблата) параллельна экватору, а гномон (та часть, которая отбрасывает тень), обычно представляющий собой металлический стержень, параллелен земной оси);
Экваториальные солнечные часы на берегу Темзы (Лондон, Англия)
— горизонтальные (плоскость кадрана параллельна плоскости горизонта, а гномон имеет форму треугольника, одна из сторон которого наклонена к плоскости кадрана на угол, равный географической широте места установки часов);
Горизонтальные солнечные часы (Лимассол, Кипр)
— вертикальные (как следует из названия, циферблат таких часов размещается в вертикальной плоскости, обычно на стенах зданий).
Настенные солнечные часы (Собор Или, Англия)
Мы с вами будем делать солнечные часы экваториального типа, как самые простые в изготовлении. Благодаря тому, что циферблат устанавливается параллельно экватору, а солнце движется по небесной сфере практически равномерно, тень от гномона за каждый час будет смещаться на угол, равный 15°. Поэтому часовые деления на циферблат наносятся также, как и в обычных часах, только отметок нужно не 12, а 24. Понятно, что верхняя часть циферблата вряд ли пригодится, разве только жителям заполярья, когда наступит полярный день, и солнце будет светить круглосуточно.
Чертить циферблат самостоятельно необходимости нет, можете воспользоваться готовыми шаблонами — круглым или квадратным (какой больше по душе):
Наша задача сводится к тому, чтобы правильно сориентировать в пространстве солнечные часы. Угол наклона циферблата относительно горизонтальной плоскости определяется так:
где φ — географическая широта. Узнать широту своего места жительства можно по карте или в Википедии.
А зная необходимые углы, очень просто сделать для наших солнечных часов наклонную подставку из картона или бумаги и потом наклеить на неё распечатанный на принтере циферблат либо подготовить в графическом редакторе развертку корпуса часов с нанесённым изображением циферблата.
Давайте посмотрим, как рассчитать размеры корпуса солнечных часов.
Размеры шаблона циферблата нам известны. Боковая сторона корпуса представляет собой прямоугольный треугольник. Таким образом, нам известны длина гипотенузы С и углы треугольника, а длины катетов A и B рассчитываются по тригонометрическим формулам:
Остаётся только начертить развёртку по полученным размерам, можно даже без боковых стенок.
Я сделала корпус с открывающейся задней крышкой (ниже объясню, для чего):
Что ни делай, всё равно коробочка получается 
Ну вот, теперь в центре циферблата нужно установить гномон. Для этого можно использовать любой подходящий по размеру стержень (например, пластиковую трубочку от пакетика с соком). А можно также сделать его из картона или бумаги:
— вырезаем прямоугольную полоску шириной 60 мм (длину определяем эмпирически, на глаз, так, чтобы при сворачивании получилась плотная трубочка диаметром около 5-6 мм с небольшим отверстием);
— наклеиваем на 1 край двусторонний скотч и сворачиваем трубочку;
— вырезаем ещё одну прямоугольную полоску шириной 15-20 мм и также сворачиваем ее в трубочку диаметром, совпадающим с диаметром отверстия первой трубочки;
— отрезаем часть первой трубочки на расстоянии 10 мм от края (это будет что-то вроде гайки)
и соединяем детали;
— закрепляем гномон на циферблате, фиксируя его с обратной стороны «гайкой» (тут-то и пригодилась открывающаяся крышка).
Солнечные часы готовы. Теперь, чтобы они работали правильно, нужно поставить их на освещённом солнцем месте (на подоконнике, на балконе и т.д.) так, чтобы гномон «смотрел» на север (направление определяем по компасу).
Конечно, ждать точного совпадения показаний таких солнечных часов с показаниями обычных часов не стоит. Во-первых, солнечные часы, показывающие истинное солнечное время, не учитывают поясное время в конкретной местности. Во вторых, не стоит забывать, что магнитный и географический полюса Земли имеют расхождение, и то, что часы мы ориентировали по магнитному полюсу, также внесёт некоторую погрешность.
И наконец, главный момент, с которым также придётся считаться, — экваториальные часы работают только в период между днями весеннего и осеннего равноденствия. Всё остальное время время верхняя поверхность кадрана будет находиться в тени. Но день весеннего равноденствия в северном полушарии уже скоро, так что ждать остаётся недолго. Времени как раз хватит, чтобы сделать солнечные часы своими руками и настроить их на работу.
Успешных вам экспериментов!
Понравилась статья? Впереди ещё много интересного — подписывайтесь на обновления и получайте анонсы прямо себе на почту!
Кстати, уже готов новый мастер-класс по изготовлению солнечных часов. На этот раз речь идёт о модели карманных часов горизонтального типа.
Что такое гномон? Гномон в географии
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Что такое гномон?
Гномон в географии
Учитель географии:
Давыдова Д. Р.
Описание слайда:
Понятие «гномон»
ГНО́МОН, гномона, ·муж. (·греч. gnomon, ·букв. указатель) (научн.). Стержень, укрепленный на горизонтальной поверхности, служивший в древности для определения высоты солнца над горизонтом по отбрасываемой тени; солнечные часы. [1]
Описание слайда:
Гномическое расширение в природе
Гномическое расширение — это один из самых распространенных типов роста в природе, когда старая форма оказывается заключена в новую. Это расширение можно увидеть в спиральной раковине моллюска Наутилус или в чашечке подсолнуха. Это основа всех постоянных природных структур у животных — например, кости, зубы, рога и раковины. При гномическом расширении каждый последующий цикл роста спирально разворачивается во внешний мир, заключая в себе старый виток, примерно как древесные кольца. Гномическое расширение в природе обычно довольно легко заметить; оно оставляет видимые следы и показывает кристаллизацию лежащих в основе сил. [2]
Описание слайда:
Гномонические рисунки в природе.
Наутилус
Описание слайда:
Гномонические «рисунки» в природе
Описание слайда:
Геохронологическая шкала, изображённая в виде спирали.
Описание слайда:
Гномическое расширение очерчивает сонический процесс, который лежит в основе роста. С перспективы вибрации каждая замкнутая система в природе определяется резонансной частотой стоячих волн её модели. Этот сонический уровень лежит в основе явления. Как уже было сказано выше, явления начинают существовать тогда, когда стоячие волны настраиваются на основные ноты природы. Это позволяет им при помощи симпатических вибраций получать энергию от постоянно движущихся по спирали космических сил. [2]
Гномическое расширение в природе
Описание слайда:
Описание слайда:
Гномон – что это?
Как отмечал в 1790 году сам великий Гёте: «Теперь мы можем в точности определить всю последовательность формирования листьев, ведь все действия Природы проходят шаг за шагом перед нашими глазами.»
Такое изобилие спиралей и самоподобных фигур в природе не осталось незамеченным — с древнейших времен человек использует спиральные мотивы в архитектуре и декоративных искусствах.
Открытые не так давно швейцарским математиком Бенуа Мандельбротом фракталы великолепно иллюстрируют концепцию самоподобия. Олицетворением же самоподобия является логарифмическая спираль: если начертить такую спираль и затем фотографически увеличить ее, то полученная фигура окажется абсолютно идентична исходной с точностью до поворота на угол, величина которого зависит от степени увеличения.
Мидхат Газале описывает и объясняет свойства гномонов (самоповторяющихся форм), повествует об их долгой и живописной истории, исследует математические и геометрические чудеса, возможные с их помощью. [3]
Описание слайда:
Описание слайда:
Что такое гномон?
Древнейшими солнечными часами был гномон – вертикальный стержень на ровной площадке, служивший циферблатом. На циферблате имелось только одна отметка – прямая линия к северу от столба, куда тень падает в полдень. Экран гномона можно разбить на часы, но все часы дня будут иметь разную продолжительность, и, кроме того, день ото дня длительность такого «часа» тоже будет меняться.
Чтобы гномон показывал всегда время правильно, его надо наклонить в направлении земной оси, т. е. на Полярную звезду. Такое усовершенствование гномона предпринял грек Анаксимен Милетский, около 530 г. до н. э. построивший в спартанской столицы Лакедемоне солнечные часы.
С той поры более 2 тысячелетий этот прибор оставался главным измерителям времен.
Солнечные часы, сооруженные на площадях древних и средневековых городов, размеряли жизнь горожан, а в парках и садах служили забавным и поучительным украшением.
Чаще всего их устанавливали либо на тумбе с горизонтальным циферблатом, либо на стене здания – это были вертикальные солнечные часы.
Обычно на циферблате отмечали только часы. В средние века лишь астрономы для своих нужд делили часы на минуты. В повседневной жизни минуты значения не имели.
Описание слайда:
Что им можно определить?
Полуденную линию и стороны света; Высоту Солнца над горизонтом и широту места, момент наступления истинного полдня, а по нему и долготу места.
В полдень тень от всех предметов направлены вдоль линии, точно указывающей с юга на север. Она называется полуденной.
Зная ее направление можно установить солнечные часы.
Определить направление полуденной линии в любой точке Земли поможет древнейший астрономический прибор – гномон. Для того чтобы его изготовить, понадобиться прямой шест, который необходимо вертикально вбить в землю, пользуясь отвесом. За 1-2 часа до полудня отметим конец тени от шеста колышком.
Возьмем шнур. Один конец его привяжем к основанию гномона. Используя свободную часть шнура как циркуль начертим на земле окружность, проходящую через вбитый колышек.
Тень от шеста будет сначала сокращаться, а потом расти и при этом медленно поворачиваться. Когда она вновь коснется начерченной нами окружности, отметим конец тени другим колышком. Прямая, проходящая через середину линии, соединяющий первый и второй колышки, и основание гномона – полуденная линия. Теперь мы в любой точке сможем определить момент истинного полдня.
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Первое упоминание гномона в географии
Метод, примененный Эратосфеном для определения окружности Земли, был подробно описан им в специальном сочинении; метод состоял в измерении длины тени, отбрасываемой гномоном в Александрии в тот самый момент, когда в Сиеие (Ассуане), находившейся приблизительно на том же меридиане, Солнце стоит прямо над головой. Угол между вертикалью и направлением на Солнце оказался (в Александрии) равным 1/50 полного круга. [4]
Описание слайда:
Считая расстояние между Александрией и Сиеной равным 5000 стадиев (немного менее 800 км), Эратосфен получил для окружности земного шара приближенное значение 250 000 стадиев. Более точные вычисления дали значение 252 000 стадиев, или 39 690 км, что всего лишь на 310 км отличается от истинной величины. Этот результат Эрастофена оставался непревзойденным вплоть до XVII в. [4]
Первое упоминание гномона в географии
Описание слайда:
Описание слайда:
Практическое использование гномона в географии
Описание слайда:
Практическое использование гномона в географии
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Гномоническая или гномическая проекция в картографии
В этой азимутальной проекции центр Земли используется как точка перспективы. Все большие окружности
представляют собой прямые линии, независимо от ориентировки проекции. Эту проекцию полезно использовать при разработке маршрутов навигации, поскольку большие окружности представляют маршруты с кратчайшим расстоянием.
Искажение возрастает по мере удаления от центра;
умеренное искажение наблюдается в пределах 30° от
центральной точки.[7]
Описание слайда:
Использованная литература
Д.Н. Ушаков Большой толковый словарь [1]
http://www.classes.ru/all-russian/russian-dictionary-Ushakov-term-10511.htm
Рост посредством гномического расширения [2]
http://www.bb-celitel.ru/iscelit/69.html
Cайт профессиональных трейдеров [3]
http://www.virtuosclub.ru/main/library/f06/skachat-knigu-m-gazale-gnomon-ot-faraonov-do-fraktalov
Газале Гномон От фракталов до фараонов
Античная наука [4]
http://antic.portal-1.ru/geog.html
Профессия физической географии [5]
http://globscience.ru/node/40
Географическая площадка и занятия на ней[6] http://antonioracter.narod.ru/nayka/geograf/metodika/geogrPlojadka.htm
Картографические проекции[7] http://grinikkos.com/Donlowd/61/ArcGIS%209.1/ArcGIS%209%20%ca%e0%f0%f2%ee%e3%f0%e0%f4%e8%f7%e5%f1%ea%e8%e5%20%ef%f0%ee%e5%ea%f6%e8%e8.pdf
http://ru.wikipedia.org/wiki/w/index.php?title=%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:Cite&page=Chimaira&id=6888247
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Как сделать солнечные часы
Находим место, где не бегает много людей и собак, и мимо которого вы часто проходите. 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 (от крыш, деревьев и тому подобное) южной половиной неба.
Далее смотрите на картинку:
1. К моменту истинного полудня (солнечной кульминации, еще ее ошибочно называют «зенитом») готовим отвес (например подвешиваем на веревке камешек/железяку и следим, чтобы все это не болталось на ветру) и горизонтальную площадку, на которой видна тень от веревки. Методы вычисления времени истинного полудня для вашей местности я опишу ниже.
2. В момент истинного полудня (предварительно время неплохо бы синхронизировать с интернетом, например по сервису time.is, ну или по андроид-приложению ClockSync) 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 56 градусов, то tan(56) = 1.483.
4 и 5. Следующие положения часовых меток, сделанные по таймеру. Надо отметить, что хоть на рисунке и отмечено 12 часов для полуденной метки, на самом деле гражданское время для неё будет иным. Чтобы об этом не думать, проще всего разметить циферблат, подходя к гномону в 13:00, 14:00 и так далее, и просто отмечать направление тени. А на следующий день с утра до полудня отметить остальные часовые метки.
Сами часовые метки могут быть какими угодно: можно вбить таблички с цифрами, можно выложить камнями.
Вычисление времени истинного полудня
Перечислю, какие именно вещи случаются в момент истинного полудня:
* солнце находится точно на Юге (для наших северных широт);
* горизонтальные тени от вертикальных предметов падают точно на Север;
* солнце находится в наивысшей точке своего дневного хода;
Второй метод заключается в том, чтобы найти свой населённый пункт на погодном сайте, где указано время восхода и захода солнца. Например для случая Перми откроем погодный сайт яндекса, и видим там Восход: 04:37 Закат: 21:47, находим среднее арифметическое этих двух времён (04:37 + 21:47) / 2 = 13:12. То же самое время, что получили выше.
Из этого графика, например, видно, что если вы разметили свои солнечные часы в середине июня, то к середине сентября они будут спешить на 5 минут.
2. Почему не стоит использовать просто вертикальную палку? Зачем морочиться с ее наклоном и её параллельностью оси вращения Земли? Дело в том, что часы, сделанные с помощью вертикальной палки, рано или поздно начнут показывать заметно неверное время. Так, часы, сделанные для вертикальной палки в июне, будут в сентябре врать на 1 час по утрам и вечерам (тут подробнее).
3. Если хотите, можете сразу рассчитать циферблат для вашей местности с помощью, скажем, программы Shadows, взять из этого расчета углы и сразу отмерить их на земле, вместо того, чтобы бегать целый день и ставить отметки по солнечной тени.
В заключение в качестве иллюстрации могу привести одни из своих часов, сделанные «из топора».
Замечена опечатка: «Например для сегодняшнего 22 мая мы получим«
Небольшое замечание: находясь в России, лучше всего синхронизировать время с одним из серверов ВНИИФТРИ: http://www.vniiftri.ru/index.php/ru/services/22-ntp Для европейской части РФ у них самая низкая погрешность.
очень толково, автор. А продолжения про учет географической широты и разные формы гномона будут?
Всё хорошо, замечательно, красиво но у меня есть более простой вариант часов который можно изготовить за 5 минут, а потом довести до нужной кондиции.
Я описал это на: https://sundial.home.blog/
А вот моей конструкции самодельных солнечных часов ещё ни где не видел.
Делаются буквально: «из говна и палок».
Астрономический сарай
Приехал тут на дачу, сезон закрывать. В углу участка у меня стоит старый сарайчик, куда складируется всякий хлам и садовый инвентарь. Пошел в этот сарайчик за лопатой, открываю. и пока доставал лопату, вижу на стене солнечный зайчик
Позалипал немного, полез гуглить что там нынче на солнце творится. Оказалось что в эти дни по Солнцу как раз проплывает небольшое пятно (картинка украдена с вот этого сайта).
Нашел в дачном домике чистый лист бумаги, закрылся в сарае.. И, знаете. я увидел это пятно )))
И вот сижу я в своем сарае. забыл и про лопату за которой пришёл, и про дела дачные. Ощущаю себя мальчишкой, который сделал для себя какое-то «открытие», и как-то радостно на душе ) Все-таки хорошо что жизнь еще умеет так удивлять.
Есть еще небольшой видосик про эти мои научные изыскания, его наверно чуть позже можно будет увидеть в инстаграм
На минуту в детство
Как работают гномон и экваториальная монтировка
Всем привет. Хочу предложить вашему вниманию видеоматериал, в котором я на основе огородных солнечных часов рассказываю о вращении небесных объектов вокруг оси, параллельной оси вращения Земли (и значит вокруг гномона), со скоростью 15 градусов в час:
Если что-то останется неясным, задавайте вопросы в комментариях.
Первый летний день
Солнечная терраса
Тишина
Линза и трава
В принципе, если наловчиться, то по этому следу можно опрелелять который сейчас час.
Экваториальные солнечные часы, Новороссийск
Всем привет. Несколько дней назад попалась новость о том, что в Новороссийске начали монтировать солнечные часы экваториального типа, я по имеющейся информации (фотографии из СМИ и соцсетей, плюс специально отснятое видео) провёл небольшое исследование корректности установки этой малой архитектурной формы и подумал, что это хороший повод рассказать людям про такой тип солнечных часов.
1) оно различается в разных городах (даже внутри большого города будут заметные различия, например время на востоке Москвы будет отличаться от запада на 2 минуты);
Поэтому мы используем равномерное время и часовые пояса, то есть одинаковое время на большой территории, включающей множество населённых пунктов. В данном случае с учётом координат места установки часов 44.70498, 37.7842 и часового пояса UTC+3 мы можем вычислить, что солнечный полдень здесь случается (в среднем по году) на (3-37.7842/15) = 0.481час = 29 минут позже, чем 12:00, то есть в 12:29.
Как обычно поступают в таком случае?
1) Либо изначально учитывают это в конструкции и доворачивают циферблат (подчёркиваю, только циферблат, не всю конструкцию) на такой угол, чтобы строго внизу оказалось время не 12:00, а 12:29 (в данном случае на 7.2 градуса против часовой стрелки вокруг оси гномона).
2) Либо ставят поясняющую табличку, в которой указывают, что часы спроектированы для истинного солнечного времени (12 часов = истинный полдень), и приводят пояснения, как вычислить гражданское время из солнечного.
В этом случае авторы часов выставили «точное время» путём поворота всей конструкции по азимуту. Сначала я подумал «ну вот, блин, опять криво сделанные часы», но решил прикинуть, а какие же будут погрешности из-за такой кривой установки. Посидел, потупил, в чём бы прикинуть расхождения, думал про 3D-рисовалку, но в результате накидал расчёт в экселе. «Повернул» часы по азимуту на 18 градусов против часовой стрелки (чтобы в 12:00 в конце июля часы показывали «точное» время). И расчёт показал, что, как ни странно, масштаб трагедии не так уж велик, несмотря на то, что и гномон, и циферблат сориентированы неверно (результаты расчётов приведу ниже). Тем временем мне прислали несколько видео, из которых удалось получить следующие данные.
3) 8 августа, время 16:59, тень опять с точностью до нескольких минут попадает на V-часовую метку.
Теперь давайте оценим, к каким последствиям приведёт некорректная ориентация часов по азимуту.
Для этого посмотрим на поведение часов в летнее полугодие (с весеннего до осеннего равноденствия), начиная с летнего солнцестояния (около 22 июня) и расходясь в обе стороны по одному месяцу:
В качестве опорных данных на графиках заодно приведена зелёная линия, которая показывает, как обстояло бы дело, если бы вместо вращения всей конструкции по азимуту мы повернули бы лишь циферблат вокруг оси гномона так, чтобы внизу оказалось не 12:00, а 12:30. Как видно, в этом случае в течение одного дня отстройка показаний солнечных часов от гражданского времени оставалась бы одинаковой, и только постепенно, месяц от месяца, дрейфовала бы в пределах Уравнения Времени (в пределах +-6 минут за летние месяцы, и до четверти часа за весь год).
Тёмно-синяя линия показывает оценку того, насколько точно будут идти новороссийские часы (в минутах). Как видно, даже в течение одного дня разброс разницы показаний с гражданским временем будет доходить до четверти часа с лишним.
Ещё одним свойством криво установленных часов станет то, что солнце перестанет освещать циферблат не в районе дня равноденствия (22 сен), а неравномерно: сначала во второй половине августа циферблат окажется в тени в утренние часы (к вечеру будет освещён), а затем к 22 сентября будет в тени половину дня, и наконец во второй половине октября окончательно скроется в тени. Точно так же долго, но в обратной последовательности, циферблат будет выныривать из тени в районе весеннего равноденствия.
То есть геометрия этих часов не позволит привести группу школьников и сказать, дескать, смотрите, там у нас Северный Полюс Мира, а вот так у нас проходит Небесный Экватор, а ночью вы сможете по плоскости циферблата определить склонение звёзд, ну и прочие занятные вещи. Точнее, рассказать-то всё это можно, но придётся каждый раз делать оговорку «если бы эти часы стояли правильно».
Ну и наконец. Зимой, хоть часами и можно будет воспользоваться (по внутренней грани циферблата, напоминаю), но погрешности будут наиболее впечатляющими. Например 22 декабря они в районе полудня превысят 30 минут.
Аналемматические солнечные часы
Всем привет. Сегодня хочу рассказать про любопытную разновидность солнечных часов, в которых в качестве гномона (палки, отбрасывающей тень) используется не наклонный шест, параллельный оси вращения нашей планеты, а вертикальный шест, который переставляется по так называемой линии дат. Линия дат частично унаследована от аналеммы (из-за этого часы называются аналемматическими). Чаще всего в качестве гномона используется человек, который должен встать в определённое место линии дат (в зависимости от текущего месяца):
Солнечные часы 2009 года (предположительно здесь)
Однако может использоваться и неодушевлённый периодически переставляемый гномон:
Кнехт, показывающий время с 2013 года (Владивосток)
Сначала мы разберём, как работают аналемматические солнечные часы, а в следующем разделе представим алгоритм действий для расчёта и разметки такого типа часов.
Геометрия аналемматических часов
Давайте разберём, почему возможно использование вертикального гномона (вместо наклонного). Основой аналемматических часов являются обычные экваториальные солнечные часы (циферблат которых параллелен плоскости земного экватора), и для данной широты рассчитывается их проекция на горизонтальную (для этой широты) плоскость.
Примечание: двадцать вторые числа беру условно, для простоты, при этом можно считать, что в течение года склонение солнца меняется как функция синуса с амплитудой 23.4 градуса и изменением фазы по 30 градусов за месяц, с приемлемой погрешностью.
Обозначим точки на гномоне, соответствующие июню, июлю, августу и сентябрю, как A B C D. Эти же точки B C и D соответствуют маю, апрелю и марту (так же по месяцу отступаем от июня, только в обратную сторону). Ниже циферблата симметрично проставляем точки E F G для октября (февраля), ноября (января) и декабря:
На этой картинке отображены оптические пути теней от точек-шаров, которые в «свой» месяц попадают на край диска циферблата.
Здесь у нас уже имеются стороны света, слева направо проходит меридиан Север-Юг (N->S), а поворачивали мы нашу конструкцию относительно оси Запад(W)->Восток. Нас в результате всех построений интересует проекция «Вид сверху» для локальной вертикали широты fi. В следующем разделе для таких построений будет использована моя программа Day-night, однако как вы заметили, в этих построениях нет ничего сложного, и вы можете проделать их самостоятельно в любом подручном редакторе/калькуляторе. Надо лишь отметить, что если вы хотите учесть часовой пояс, нужно ещё довернуть часовые метки циферблата вокруг оси AG на величину, соответствующую разнице вашей долготы и центральной долготы вашего часового пояса.
Как сделать аналемматические солнечные часы
Перейдём к практической части, в которой я изложу алгоритм действий для изготовления аналемматических солнечных часов.
Напоминаю, что использование компаса для нахождения Севера может приводить к большим погрешностям, а потому нежелательно. Тем более, если вы делаете солнечный прибор, грех не использовать для ориентации само солнце.
Несмотря на то, что название часов включает слово «аналемма», из аналеммы здесь участвует не вся «восьмёрка», а только продольная её часть (склонение). Соответственно, если вы видите аналемматические часы с нарисованной восьмёркой в качестве линии дат, это не совсем верно изготовленный инструмент (появляются дополнительные погрешности). Также бывают варианты часов, когда месяцы написаны не вдоль оси линии дат, а справа и слева от неё. В этом случае люди, как правило, встают на сами названия месяцев, что опять приводит к погрешностям:
Аналемматические часы в Красной Пахре
В заключение отмечу, что существуют альтернативные разработки аналемматических часов для гиков, разнесённых на две отдельные части (до полудня и после). В таких часах путём оптимизации можно уменьшить погрешность, связанную с Уравнением Времени.