Солнечные часы на садовом участке своими руками
Оригинальный и полезный элемент благоустройства садового участка – солнечные часы, изготовленные своими руками.
Несколько тысяч лет тому назад люди уже определяли время по солнцу. Это можно делать и сейчас с помощью нехитрого приспособления. Солнечные часы не только покажут время, но и придадут саду особое, почти сказочное очарование.
У меня работают трое солнечных часов разных типов. Изготовить их под силу любому школьнику.
Конструкция и материалы простейших солнечных часов
Простейшие солнечные часы состоят из 2 частей – кадрана и укрепленного на нем гномона. Кадран – это плоская поверхность какого-либо предмета с нанесенными на этой плоскости часовыми делениями – циферблатом (Рис. 1).
Гномон представляет собой небольшой прямой стержень из металла, пластика, дерева, закрепленный на кадране. Длина гномона зависит от размеров кадрана и радиуса циферблата. По тени, падающей от него на циферблат, узнают истинное астрономическое время и время декретное, то есть то, которым мы пользуемся в повседневной жизни.
Рис. 1
Кадран с циферблатом наклонных часов:
1 – кадран
2 – циферблат
3 – основание гномона
4 – плита кадрана
Для солнечных часов подойдут самые разнообразные материалы: камни-валуны, кирпич, керамическая платка, бетон, деревянные доски, пни и стволы деревьев, пластмасса и металл. Часы могут быть с наклонным, горизонтальным или вертикальным кадраном. В устройстве «механизма» эти типы отличаются друг от друга лишь деталями.
Часы с наклонным кадраном
Это самые простые солнечные часы. У меня они сделаны из куска естественного камня-известняка. Это мягкий и податливый в обработке камень. Лучше циферблат смотрится на материалах светлых тонов – чётче видна «часовая стрелка» – тень от гномона. Как раз таким светлым камнем и является известняк. А так как часы будут стоять под открытым небом, стройматериал не должен бояться дождя. Но материалом для кадрана может быть, допустим, плоская квадратная плита из белого мрамора или пластиковая дощечка.
Циркулем из центра плиты проводим окружность – границу будущего циферблата. Эту окружность делим на 24 равные части – число часов в сутках. Каждое часовое деление, если делить окружность транспортиром, будет равно 360 :24=15° (рис. 1).
Можно упростить разметку циферблата, сначала расчертив его на листе бумаги по размерам, точно соответствующим плоскости кадрана, а затем перенести на плиту. Одновременно на плите отмечается и центр окружности циферблата для установки в этой точке гномона.
На кадране в центре окружности сверлим или долбим углубление в 1-2 см и закрепляем там цементом или водостойким клеем гномон – металлический или пластмассовый штырь, вязальную спицу, большой гвоздь – длиной чуть больше радиуса окружности циферблата. Он должен стоять строго перпендикулярно к плоскости кадрана, что легко проверить прямоугольным треугольником.
В зависимости от размеров циферблата на нем можно нанести получасовые и четвертьчасовые деления. Деления циферблата на мраморе вырезаются, выдалбливаются или помечаются кусочками нержавеющей проволоки, цветными камешками, стеклами. Причем часовые деления лучите сделать крупнее и заметнее делений получасовых. Проволока, камешки, стекла легко закрепляются водостойким клеем. Последовательность часовых обозначений на циферблате идет по правилу движения стрелки механических часов, в соответствии с движением на кадране тени от гномона. Ориентиром служит так называемая полуденная линия, идущая от основания гномона перпендикулярно к одной из сторон плиты. Это тень, отходящая от гномона в 13 часов декретного времени. Ее можно достаточно точно определить по компасу (линия север-юг), если пренебречь магнитным склонением.
Еще удобнее воспользоваться механическими или электронными часами. Особенно точно по часам эта линия определяется в дни около 16 апреля, 15 июня, 31 августа и 26 декабря.
Часы будут правильно показывать время, если плоскость кадрана-циферблата установлена наклонно точно в сторону севера. При этом часовая отметка «13» должна находиться с северной стороны от гномона прямо на полуденной линии. Под южную часть плиты подкладываем подставку из камня или дерева так, чтобы угол наклона плоскости кадрана к северу был равен 90° минус φ, где φ – географическая широта местности. Широту местности легко узнать по обычной географической карте. Например, уклон кадрана к северу в ближнем Подмосковье принимается 90°-56°=34°, где 56° – географическая широта Москвы.
Рис. 2
В качестве подставки под плиту кадрана очень удобно применить пару деревянных брусков с одним из его углов, равным φ, а другим, равным 90° – φ
Наклонные солнечные часы показывают время только в период с 22 марта по 22 сентября, когда солнце находится в нашем Северном полушарии. После осеннего равноденствия циферблат оказывается в постоянной тени. Можно продлить работу часов и после 22 сентября, если к кадрану с северной стороны по линии дуги циферблата вертикально к плоскости пристроить гибкую в 2-3 см высотой полоску из светлого пластика. На эту полоску нужно нанести соответствующие деления циферблата на кадране. В этом случае тень от гномона, падающая на полоску, будет показывать время до глубокой осени.
Горизонтальные солнечные часы
Солнечные часы этого типа показывают время круглый год. Небольшие, в несколько минут, периодические отставания и забегания вперёд в показаниях тени гномона относятся в основном к зимнему периоду времени – февралю и ноябрю. Эти часы отличаются от наклонных положением гномона и разбивкой циферблата на кадране. Здесь гномон устанавливается под углом к кадрану, равным географической широте местности. Разбивку на кадране циферблата проще и лучше сделать по показаниям точных механических часов.
Для этого часовые деления циферблата отмечают по положению тени от солнца на каждый конкретный час декретного времени. Таким образом можно обозначить весь циферблат за один день. Угловые размеры между часовыми отметками у горизонтальных часов будут уже не 15°, как у наклонных, а разные, для каждого часа свои.
У меня кадран горизонтальных часов выполнен из светлой мраморной плиты. Гномон из толстой вязальной спицы закреплен на треугольной прозрачной подставке из плексигласа. Часовые деления обозначены кусочками медной проволоки, уложенной в углубления плиты, выбитые керном, и камешками из цветного стекла. Все это закреплено на циферблате водостойким клеем.
Горизонтальные солнечные часы прекрасно вписываются в цветочные клумбы, стриженные газоны, рокарии, альпинарии… Если позволяет место в саду, такие часы можно сделать и больших размеров. В этом случае посреди газона под определенным углом устанавливают гномон – большой, в несколько метров длины отрезок трубы или шест. Часовые деления в этом случае интересно отметить дикими камнями-валунами разнообразных форм и цвета, пнями, растениями-солитерами. Посадки цветов разных форм и колеров эту оригинальную художественную композицию сделают еще богаче и привлекательнее.
Подобного рода часы установлены у меня посреди искусственного водоема, на «острове». Гномоном служит металлическая труба-нержавейка. Кадран – условно-плоская ваза с низкорослыми цветами. А небольшие камни-булыжники, расположенные по краям вазы, с часовыми отметками на них, обозначают циферблат. Хоть точность у этих часов не очень большая, но все же представление о времени они дают верное.
Третий тип солнечных часов – вертикальные
Эти часы с вертикально расположенным кадраном размещают высоко на стенах построек, на столбах, оградах, на фасаде здания у самого конька. Идеальная ориентация кадрана у этих часов – юг, перпендикулярно полуденной линии. Но можно поставить кадран и под острым углом к ней. В обоих случаях гномон устанавливается несколько выше центра кадрана в вертикальной плоскости, проходящей по полуденной линии, то есть линии север-юг.
Деление полуденного времени – 13 часов – располагается внизу циферблата на вертикали от основания гномона (рис. 3).
Рис. 3
Вертикальные солнечные часы:
1 – основание гномона
2 – плоскость кадрана
4 – подставка-держатель гномона
5 – вертикаль от основания гномона
Солнечные часы, изготовленные своими руками, – интересная микроформа садово-парковой архитектуры и полезное для садовода устройство. Они в значительной мере оживляют и украшают сад.
По материалам журнала «Приусадебное хозяйство», 1992 г.
А. Е. Моисеев
Гномон — это простейшие солнечные часы
Все мы пользуемся часами. Создание современных устройств во многом облегчило жизнь человека. Раньше наблюдать за временем было также необходимо, поэтому существовали другие часы. А назвали их интересным словом «гномон». С древнегреческого оно переводится как «указатель». Что они из себя представляли, как ими пользовались ранее? Об этом мы сегодня и расскажем.
Гномон — точнейший указатель истинного времени
Гномон – это древнейший астрономический инструмент, который позволяет по наименьшей длине тени его колонны определить угловую высоту солнца. Такие своеобразные часы были созданы очень давно, они помогали определять время в солнечный день. Солнце тут как раз играет ключевую роль, точнее говоря, тень от него. Иными словами, гномон – это простейшие солнечные часы.
Помимо колонны и тени от нее в часах есть циферблат, который позволяет более точно определять время и, соответственно, высоту солнца.
В различных точках Земли разделение циферблата будет неодинаковым. Это зависит от конкретной точки, где предполагается установить гномон. В астрономии такой прибор предназначен для определения высоты солнца. В течение дня оно располагается в различных точках, соответственно, тень, отбрасываемая предметами, тоже различается. Это позволяет узнавать время. Определение производится по градусам дуги. Азимут и высота солнца – вот, что позволяет определять его точно. Помимо этого, по тени гномона выясняют, например, день равноденствия, так с любой датой. Выглядеть подобные часы могут по-разному. Чаще всег, это круг на плоскости, с прикрепленным к нему треугольником. По солнечным часам легко определять время, но насколько оно точное?
Чем солнечные часы отличаются от обычных?
Солнечные часы всегда или спешат, или несколько отстают от настоящего времени. Лишь четыре раза в году они показывают абсолютно верное время, а в остальные дни не совпадают с ним. На самом деле, солнечные часы показывают верное время, а не наручные, придуманные людьми. Но все же, чтобы лучше ориентироваться во времени, используют специальный график, который, как правило, помещают рядом с часами. Обычно в солнечных часах предусмотрено сразу два способа узнать время.
Тень гномона — указатель времени
Гномоном называют часы, но если говорить точнее, то это всего лишь их часть, а именно предмет, отбрасывающий тень. Чаще всего – это треугольник. От географической широты зависит угол его наклона. Гномон всегда направлен на север. У точных часов два гномона. Одна грань представляет собой изогнутый контур.
Сделан он с той целью, чтобы не перепутать, по какой из граней измерять время, а смотрится это довольно эстетично. Также в целях эстетики можно делать гномон слегка изогнутым. Самое главное, чтобы грань, предназначенная для регистрации времени, была прямой.
Разнообразие солнечных часов
Иногда создаются часы, у которых предусмотрено сразу три гномона. Первый гномон — это тот, что измеряет местное времени, второй измеряет поясное, а третий нужен, чтобы измерять азимут солнца.
Интересное о солнечных часах
Солнечные часы, в отличие от наручных, показывают настоящее солнечное время, тогда как время, придуманное человеком, во многом упрощено. По солнечным часам наглядно можно увидеть полдень. Промежуток между двумя полуднями носит название солнечных суток. Солнечные часы напрямую зависят от солнца, а сконструировать механический агрегат, ориентированный на светило, практически невозможно. Время, придуманное человеком не только не точное, но еще и постоянное, что исключает эту самую точность.
Таким образом, гномон – это одна из главных частей солнечных часов. По виду это красивая конструкция. Наблюдение за гномоном позволяет узнать точное время, зависящее от солнца, то есть истинное.
Горизонтальные солнечные часы
Эти часы рассчитать, конечно, сложнее, чем экваториальные, но зато время они могут показывать круглый год. В этих часах кадран лежит строго горизонтально, а гномон направлен на север и расположен к поверхности кадрана под углом, равным географической широте местности. Вся сложность построения — в разметке часовых линий, которые в данном случае будут располагаться на циферблате не равномерно. Эту разметку можно провести тремя способами.
Первый способ — самый легкий, но не очень точный — способ визуальных наблюдений. Для начала, надо изготовить плоский кадран и укрепить на нем гномон. Например, Харьков расположен на широте 50°, поэтому гномон будет располагаться под углом 50° к горизонтальной поверхности кадрана. Чертеж гномона в данном случае будет выглядеть так.
После этого закрепляем гномон на кадране таким образом, чтобы стороны треугольника ВС и ВА были направлены строго на север (как это сделать описывалось в статье про экваториальные часы). Теперь наблюдаем за движением тени от гномона и каждый час делаем отметки на циферблате. Таким образом, за сутки можно разметить весь циферблат. Чтобы разметка была более точной, надо выбрать дни, когда значение уравнения времени приближается к нулю. После разметки наш циферблат будет сверху выглядеть так.
На этой разметке не учтена поправка на долготу местности и летнее время. Как внести эту поправку описывалось в статье про экваториальные часы.
Второй способ — способ геометрических построений. Нам потребуется карандаш, транспортир и циркуль.
В начале, опустим в точку В перпендикуляр на горизонтальную прямую. Выберем на этой прямой точку А (Рис.1).
Из точки А проведем линию к перпендикулярной прямой так, чтобы угол САВ равнялся широте вашей местности (Рис.2).
Из точки В проведем перпендикуляр к отрезку АС (Рис.3) и отметим на нем точку D. Из точки В, радиусом BD, проведем окружность и, на пересечении ее с горизонтальной прямой, отметим точку О (Рис.4).
Теперь чертим окружность с центром в точке О и радиусом ОВ и эту окружность делим на равные сектора по 15°, как при разметке экваториальных часов. Каждый луч продлеваем до пересечения с вертикальной прямой ВС. Эти точки и будут определять часовую разметку наших горизонтальных часов (Рис.5).
Соединяем эти точки с точкой А (линии красного цвета). Осталось только пронумеровать — и половинка циферблата готова. Повернем полученный чертеж на 90° (Рис.6) и симметрично дорисуем правую половинку циферблата.
Часы готовы. Гномон изготавливается так же, как описано в первом способе и устанавливается на циферблат вдоль 12-часовой линии (линия АВ) так, чтобы угол, равный широте местности совпадал с точкой А.
Остается правильно сориентировать часы на местности — и все..
Третий способ — тригонометрический. В начале заготовим основу будущего циферблата — пересекающиеся под прямым углом линии и нанесем основные часовые отметки.
Все углы для разметки часовых делений можно рассчитать по формуле:
tg(a)=sin(f) * tg(t),
где а — искомый угол
f — широта местности
t — временной отрезок, выраженный в градусной мере (из расчёта 1ч = 15°).
Например, рассчитаем, где будет находиться отметка 11 часов на часах, расположенных в Харькове. Значение f = 50°, а t = 15° (1час от отметки 12).Подставим эти значения в формулу:
tg(a)=sin(50°)*tg(15°)=0,7660*0,2679=0,2052
отсюда определяем, что угол a=12°.
Таким образом, на циферблате угол между 12 и 11 часами будет для Харькова равняться 12°. Симметрично ему можно отложить сразу и угол между 12 и 13 часами. По этой же формуле рассчитываем и остальную разметку, принимая угол t равный соответственно двум, трем и т. д. часам (30°, 45° и т.д.).
Наши часы будут выглядеть так, как на этом рисунке (вид сверху). Красной линией ВС отмечено место крепления гномона, в данном случае без учета поправки на долготу местности. Если учесть эту поправку, то гномон будет направлен не ровно на 12 часов, а на точку времени 12час 35мин — истинный полдень для Харькова.
Теперь устанавливаем эти часы на местности, сориентировав гномон строго по линии север-юг, как описывалось ранее.
Циферблат горизонтальных часов не обязательно должен быть круглым. Если учесть реальную тень от гномона, то можно создать часы, которые будут показывать не только точное время, но и дату, не давая Вам забыть о таких важных событиях в жизни, как юбилеи, дни рождения, памятные даты. Например, солнечные часы у входа в яхт-клуб города Четхэма (Англия), показывают дату и час гибели адмирала Нельсона (21 октября в 17 часов). О построении таких часов можно прочитать в нашей специальной статье, посвещенной горизонтальным солнечным часам с циферблатом, ограниченным линиями солнцестояния.
Если Вы заинтересовались построением таких часов у себя на участке или дома, но у Вас нет времени сделать расчеты, вы можете заказать чертеж таких часов, рассчитанный именно для Вашей местности и для Ваших дат, в нашем интернет-магазине в разделе экзотических товаров.
Гномон — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Гно́мон (др.-греч. γνώμων — указатель) — древнейший астрономический инструмент, вертикальный предмет (обелиск, колонна, шест), позволяющий по наименьшей длине его тени (в полдень) определить угловую высоту Солнца[1][2]. Кратчайшая тень указывает и направление истинного меридиана. Гномоном также называют часть солнечных часов, по тени от которой определяется время в солнечных часах.
Искусство конструирования и изготовления гномонов и солнечных часов называется гномоникой.
Гномон позволяет определить:
Для точности измерения важное значение имеет высота гномона — чем он выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, что повышает точность измерения. Для удобства отсчёта на конце гномона было отверстие, которое было ярко видно в тени. Другой способ увеличения точности — находить биссектрису утренней и вечерней тени одинаковой длины[4]: на рассвете и закате скорость изменения длины тени выше и её направление (для заданной длины) устанавливается точнее.
Тем не менее точность гномона в принципе невелика, так как угловой диаметр Солнца приблизительно равен половине градуса, использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно. Для повышения точности определения длины и направления тени гномона применялись различные «обострители тени» — диафрагмы с отверстием или шары небольшого диаметра, в этом случае единственным нескомпенсированным источником ошибки окажется явление атмосферной рефракции.
Принято считать, что гномон изобрёл древнегреческий философ и астроном Анаксимандр Милетский.
- ↑ Витковский В. В. Гномон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- ↑ Э. С. Юсупов. Гномон // Словарь терминов архитектуры. — Санкт-Петербург: Фонд «Ленинградская галерея», 1994. — С. 41. — 432 с. — ISBN 5-85825-004-1.
- ↑ Строго говоря, утверждение, что в астрономический полдень длина тени наименьшая, — неточное. В даты, близкие к равноденствиям, склонение Солнца меняется так быстро (примерно на 24 угловые минуты в сутки), что весной минимум длины тени наблюдается позже прохождения Солнцем небесного меридиана, а осенью — раньше. Более отчётливо это проявляется в высоких широтах. Так, на широте 45° разница достигает 15 секунд, на 60° — 26 секунд. Лишь вблизи дат солнцестояний разница становится пренебрежимо малой.
- ↑ данное условие — равенство длин утренней и вечерней тени на равных отрезках времени до и после полудня, — соблюдается только вблизи дат солнцестояний, когда его склонение практически постоянно. Если пренебречь изменением величины солнечного склонения, накопившимся с утреннего наблюдения до вечернего, то биссектриса получит существенное отклонение от линии меридиана.
Как сделать солнечные часы | Наши детки от 0 до школы и дальше
В последней статье я писала о цветочных часах, но такие часы могут сделать только опытные цветоводы, а вот солнечные часы сделать вместе с детьми могут и родители, и дедушки с бабушками.
Особенно это красиво можно оформить на даче или своем участке, сделав солнечные часы частью интерьера. Такое занятие будет интересно как детям, так и взрослым.
Солнечные часы в Макеевке появились совсем недавно в 2010 году и очень украсили город.
Самая простая конструкция солнечных часов, которую можно сделать вместе с ребенком – это горизонтальные солнечные часы.
В принципе их можно сделать прямо на земле.
Нарисовать круг, в центр втыкаем палку – гномон, проводим от центра строго на север линию, это будет 12 часов астрономического времени и делим весь круг на 24 сектора. Гномон наклоняем в сторону севера на угол, равный широте места, где вы живете. Каждый сектор в итоге будет составлять 15 градусов.
Эти солнечные часы показывают не то время, которое показывают обычные часы. Ведь солнечное время не соответствует времени часовых поясов Земли.
Для изготовления переносных горизонтальных солнечных часов я использовала небольшую плоскую картонную коробку, которую обклеила бумагой под цвет дерева.
На даче можно использовать круглый ровные срез дерева или плоский камень и расположить на пересечении дорожек в саду.
На горизонтальной поверхности часов чертим циферблат в виде прямоугольника, а на круглой поверхности в виде круга.
Провожу по центру линию и прорезаю ее для установки стрелки солнечных часов, которая называется гномон.
Получилась основная часть часов.
Теперь необходимо сделать стрелку солнечных часов – гномон, для изготовления которой ищем в интернете широту местечка, где вы собираетесь использовать часы.
Делаем гномон из плотного картона или пластика.
Широта Москвы – 55 градусов, для Петрозаводска, где живу я, она составляет 61,5 градуса.
Гномон представляет собой треугольную стрелку, один угол которой является прямым- 90 градусов, а другой равен широте места, где вы живете.
Для правильной установки солнечных часов необходимо иметь компас.
Острый конец гномона направлен строго на юг, а направление на север будет соответствовать 12 часам.
Гномон я плотно вставила в прорезанную щель в часах и проклеила для надежности самоклейкой.
Вот мы и сделали солнечные часы.
Чтобы сделать часовые деления, каждый час необходимо делать отметку по падающей тени, в этом случае часы будут показывать поясное время для данного часового пояса.
Если циферблат часов просто поделить на 24 сектора, то такие часы будут показывать солнечное время.
Хочу повторить, что время, используемое в каждом часовом поясе отличается от действительного солнечного времени в данном месте.
Любому ребенку понравится такое занятие, а если он еще не умеет определять время, то с такими часами обязательно научится.
Кстати, наука о солнечных часах называется гномика.
Теперь мои внуки проверяют, как работают солнечные часы.
Warning: file_get_contents(https://plusone.google.com/_/+1/fastbutton?url=http%3A%2F%2Fnpnl.org.ua%2Fpodelki%2Fkak-sdelat-solnechnyie-chasyi.html): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.0 404 Not Found in /home/npnl.org.ua/public_html/wp-content/themes/npnl/framework/functions/posts_share.php on line 151