Vsebina
- Vnesite sončno omaro: Osnove
- Spoznavanje sončnih sejmov
- Nebesni ekvator
- The Ecliptic
- Drugi standardni astronomski pogoji
- Zgodovina sončnih žarkov
- Deli in delovanje sončne garniture
- Vrste sončnih posadk
- Sončna ura naredi sam
Poskusite si predstavljati svet brez interneta. Vsaj to malo neprijetno, kajne? Zdaj odstranite mobilne naprave katere koli vrste iz enačbe, skupaj z digitalnimi fotoaparati in tehnologijo GPS.
Ko greste še dlje in iz mešanice odvržete zapestne ure in stenske ure, se stvari začnejo v pakiranju skoraj počutiti panično. Danes je težko verjeti, da je do zgodnjih 1800-ih sončna ura je bilo človeštvo glavni način ohranjanja časa tisoče let!
Vseeno so te stvari pripravljene na pravo vprašanje: Kaj pa, če ne bi znali povedati časa? Nasploh? Kaj pa, kaj, če bi v življenju manjkalo kakršno koli prepričanje, da bi v celotnem pojmu "kdaj" določil kaj podobnega neposrednemu smislu? (Sodobni Earthling je slabo opremljen, da bi se sploh spopadel s tem vprašanjem; verjetno si ne morete očistiti celotnega koncepta sekund, minut in ur ter predvidljivosti celotne sheme strukturiranega časa.)
Na neki točki človekove kognitivne evolucije so vaši predniki razvili sposobnost povezovanja rutinskih ali vsaj rednih astronomskih pojavov s potekom določenih količin "časa", ne glede na to, kaj in kako so si zamislili v tej količini (kar se še danes izmika pravilnemu opisu četudi obstaja način, kako to upoštevati pri matematiki in fiziki).
Primeri so vzhajajoče in nastavitve sonca, zvezd in lune vsak dan, Lune in faze, kako nebo kroži skozi natančno in predvidljivo preobrazbo vsakič, ko Zemlja opravi še en vrtenje okoli svoje vrtilne osi ("dan" ) ali potovanje okoli sonca ("leto").
Vnesite sončno omaro: Osnove
Na določeni stopnji evolucije človeka ali pred človekom je ustvarjanje izpopolnjenih orodij omogočilo, da so vaši predniki pospešili njihovo učinkovito ločevanje od drugih opic. Hominidni možgani so postali dovolj prefinjeni, da bi lahko cenili časovni odnos med fizičnimi neizogibnostmi v njihovem okolju in biološkimi resničnostmi, ki jih je treba poznati, na primer dejstvo, da je lažje spati "ponoči" (torej v temi), pa tudi dejstvo, da nekateri nevarni plenilci gredo na plapo, ko je temno.
Kaj je sončna ura? Formalno je tako kronometer (tj. ura), ki uporablja senco, ki jo ustvarja sončna svetloba, ki pada na navpično palico, za prikaz lokalnega časa. V kratkem boste videli palico, imenovano a gnomon, morajo biti nameščene vzporedno z vrtenjem osi Zemlje in usmerjene proti položaju na nebu, ki ustreza severu ali nebesni severni pol (CNP).
Zato je treba palico na kateri koli geografski širini nagniti pod kotom obzorja (torej vodoravno), ki je enak obsegu te zemljepisne širine.
Na primer, nekdo, ki gradi sončni stol na zemljepisni širini 40 ° v Boulderju v Koloradu v ZDA, bi gnomon usmeril 40 stopinj nad sredino severnega obzorja, tik pod polovico do točke, neposredno nad glavo ( zenit). Kot morda veste, saj je v krogu 360 stopinj, polkrog, kot je nebo, zajema 180 stopinj; to pomeni, da je kotna razdalja od katerega koli obzorja do zenita polovica tega ali 90 stopinj.
Spoznavanje sončnih sejmov
Za pravilno obvladovanje osnovnih dejstev za sončenje je potrebno zapomniti imena nekaj premikajočih se delov, vendar upamo, da se boste temu razmišljanju približali kot astronomi in pridobili priznanje za ne le kakovostne sončne garniture neverjetne izdelave, ampak tudi znanost, ki je tem razredom naprav omogočala, da opravljajo svoje enotno, neskončno delo za tisoče let človeške zgodovine.
Ko boste prebrali ta članek, boste izpostavljeni vsem zanimivim novim izrazom in celo boste pripravljeni sestaviti svoj sončni stol - naj bo to ponižen ali izbran - do takrat, ko boste preživeli. Najpomembnejša stvar, ki jo poskušate usmeriti v svoje razmišljanje, pa so odnosi med ekliptika, the nebesni ekvator, in nebesnih polov.
Vidite, da se pri učenju sončnih posnetkov pravzaprav niste naučili, kako narediti čudno, če je to fascinantno orodje, ki ni več potrebno zaradi kolosalnih in stalnih skokov v človeški tehnologiji. Veliko se naslanjate na sam okvir astronomije - kako se predmeti nahajajo in označujejo in kako so nebeški cikli, ki jih vidite in jemljete za samoumevne, vključeni v najzgodnejše sončne žarke iz leta 1500 pred našim štetjem ali tako.
Nebesni ekvator
Prvotni ustvarjalci sončnega vhoda so prepoznali razmerje med preprosto geometrijo in vedenjem oziroma natančneje navidezno vedenje predmetov na nebu. Razlikovanje je pomembno, saj se za namene sončnega zaslona Zemlja obravnava kot nespremenjena, z drugimi stvarmi pa se "dviga" in "nastavlja" ter "prečka nebo" - opisi, ki imajo smisel le z referenčne točke zemeljskega opazovalca, in ki pojasnjujejo, zakaj so starodavni storila razumljivo mislijo, da se vse v kozmosu dobesedno vrti okoli Zemlje.
Najlažji način predstavljanja sistema, ki se uporablja za preslikavo predmetov na nebu, je, da vzamete tistega, ki se uporablja tukaj na Zemlji (zemljepisna širina in dolžina) in posnamete namišljene črte, ki se projicirajo na namišljeno sfero (pravzaprav poloblo, saj lahko vidite le polovico od nje) na nebu. Na to seka ravnina, vlečena skozi sredino Zemlje skozi njen ekvator nebesna sfera v krogu, ki predstavlja črto, imenovano nebesni ekvator.
The Ecliptic
Medtem se na krogu neba oblikuje še ena krožna črta s podaljšanjem ravnine revolucije Zemlje okoli sonca. Ta namišljena črta se imenuje ekliptika, in predstavlja navidezno 360-stopinjsko sončno pot skozi vsako leto glede na oddaljene zvezde ozadja. Te zvezde pojaviti negibna v primerjavi s soncem in planeti, ker en način merjenja gibanja slednjega obravnavamo prvega kot "fiksni" referenčni okvir.
Ker se Zemlja vrtenja za 23,4 ° od svoje rotacijske ravnine okoli sonca, se ekliptika in nebesni ekvator s to količino izravnata (nagneta). Toda srečata se na dveh točkah, kot sekajoča se obruča enake velikosti. Sonce v teh dveh dneh sledi nebesnemu ekvatorju povsod na Zemlji vernal enakonočje (prehod zime na pomlad v severni polobli) in prehod iz poletja v jesen (jesensko enakonočje).
Drugi standardni astronomski pogoji
Na Zemlji so črte širine med seboj vzporedne vse od ekvatorja do obeh polov. Črte na nebu, ki ustrezajo širinam, se imenujejo črte deklinacijain vzpostavijo dimenzijsko lokacijo sever-jug.
Črte dolžine se po drugi strani imenujejo tudi meridiani na Zemlji. Te si lahko predstavljamo, da sevajo navzven od dveh točk, ki jih tvorita nebesna pola, in se spet srečujeta na nasprotnem polu, čeprav noben gledalec Zemlje ne more videti obeh polov hkrati. Črta, ki poteka od naravnega severa na obzorju skozi zenit in proti jugu na nasprotnem obzorju, je v nebesnem lingoju poznana kot "meridian".
Ko prepoznamo položaj vzhod-zahod na nebu nebesnega objekta, je ta del koordinate znan kot desni vzpon.
Zgodovina sončnih žarkov
Zagotovo ste opazili, da so sence, ko je sonce blizu obzorja (zgodaj zjutraj ali pozno popoldne), daljše, kot so, ko je sonce bolj neposredno nad vami. Pa vendar sonce ves čas prečka nebo z isto hitrostjo, tudi če sence spreminjajo velikost in obliko z različnimi hitrostmi.
Ta muha geometrija je navdihnila prve sončne organe, saj so njihovi izumitelji spoznali, da je mogoče "čas" zanesljivo razdeliti ne samo na dneve, ampak na dele dneva. Izboljšana enostavnost načrtovanja življenjskih dejavnosti v takem sistemu je očitna.
Verjamejo, da so najstarejši sončni žarki datirali v Egipt, okoli leta 1500 pred našim štetjem. Nekateri od njih so bili v resnici žepni in jih je bilo mogoče prevažati naokoli gnomon (Grško za "pole") bi lahko dejansko bila luknja namesto palice. Postale so uporabne za merjenje časa tudi do trenutka, ko so mehanske ure postale običajne in zanesljive, zato so jih v 1800-ih uporabljali za preverjanje natančnosti "pravih" ur.
Deli in delovanje sončne garniture
The gnomon že omenjeno. Imeti mora dve značilnosti: Usmerjena mora biti proti nebesnemu polu in mora biti nagnjena pod kotom do obzorja, ki je popolnoma enak opazovalni širini. Pogosto je narejena v obliki plavuti.
The klicna plošča je površina, na katero se projicira senca sonca. Lahko je cilindrična ali ploščata in označena v razdelkih, ki jih izbere proizvajalec, če se le-ti poravnajo s točno določenim časom.
Ure proge najdemo iz samoumevnih razlogov na skoraj vseh sončnih posnetkih in pravočasno označimo (čeprav poljubno izbrane, v nekem smislu) točke.
The nodus je zarez v gnomonu, ki omogoča določitev natančnega, ostrega položaja vzdolž črte sence, ki bi bil sicer lahko neizrazit.
Vrste sončnih posadk
Sončne garniture lahko razdelimo na dve osnovni vrsti, številčnice za višino in smerne številčnice.
An klic za višino omogoča določitev časa s pomočjo sončne razdalje nad horizontom. V vseh primerih morajo biti te usmerjene v smer kompasa, v drugih pa je sonce samo referenčna točka. Izbrane vrste vključujejo ravninske številčnice, cilindre za izbiranje cilindrov, scaphe številčnice in obroče.
A smerno klicanje se opira na azimut (smer kompasa) in na sončni kot, ko se približuje poldnevnik opoldne. Podtipi vključujejo horizontalne, polarne navpične, azimutne in ekvinotalne številčnice.
V vsakem primeru si lahko predstavljate, kako sonce vzhaja in z ene strani meče široko senco, ki se postopoma zoži na črto, ko se je opoldne približalo, nato pa "film" ponavlja na drugi strani ploščice za izbiranje, dokler ne pride do sončnega zahoda.
Sončna ura naredi sam
Predloge za izdelavo lastnega sončnega ura je enostavno najti, eden za začetek pa je vključen v vire. Ne pozabite, da niso najbolj pomembni natančni materiali ali kako bogato videti videz; je, da razumete fiziko in jih lahko z dobrim smislom razložite vsakemu, da vas vpraša o vašem trdem delu.
Oh, in še zadnji nasvet: Ne izberi deževnega dne za svojo demonstracijo - zaradi tega bo vaja veliko bolj "osvetljujoča" za vse prisotne!