Sadržaj
- Unesite sunčani sat: Osnove
- Učenje o sunčanim satima
- Nebeski ekvatorij
- Ekliptika
- Ostali standardni astronomski uvjeti
- Povijest sunčanja
- Dijelovi i rad sunca
- Vrste sunčanih pješaka
- Napravite sebi sunčani sat
Pokušajte zamisliti svijet bez interneta. To je barem malo nelagodno, zar ne? Sada uklonite mobilne uređaje bilo koje vrste iz jednadžbe, zajedno s digitalnim fotoaparatima i GPS tehnologijom.
Kad idete još dalje i izbacujete ručne satove i zidne satove iz mješavine, stvari se počnu osjećati panično u žurbi. Teško je danas vjerovati da je početkom 1800 sunčani sat bili su čovječanstvo glavni način zadržavanja vremena tisućama godina!
Međutim, ove su stvari pripremne za pravo pitanje: Što ako ne biste mogli reći vrijeme? Uopće? Kao i što, ako životu nedostaje bilo kakve poteškoće da obuzda čitav pojam "kad" u bilo čemu što nalikuje neposrednom smislu? (Suvremeni Earthling nije dobro opremljen da se čak i suoči s tim pitanjem; vjerojatno vam nije moguće očistiti čitav koncept sekundi, minuta i sati i predvidivosti koju nudi cijela shema strukturiranog vremena.)
U nekom trenutku ljudske kognitivne evolucije, vaši su preci razvili sposobnost povezivanja rutinskih, ili barem redovitih, astronomskih pojava s prolaskom fiksnih količina "vremena", bez obzira što i kako god zamislili od ove količine (koja i danas izmiče pravilnom opisu čak i ako postoji način da se to računa u matematici i fizici).
Primjeri su izlazak i zalazak Sunca, zvijezda i mjeseca svaki dan, mjesečeve faze i način na koji nebo kroži kroz preciznu i predvidljivu transformaciju svaki put kada Zemlja dovrši još jedan okret oko svoje osi rotacije ("dan" ) ili putovanje oko sunca ("godina").
Unesite sunčani sat: Osnove
U određenoj fazi ljudske ili pret-ljudske evolucije, stvaranje složenih alata omogućilo je vašim precima da ubrzaju svoje učinkovito odvajanje od ostalih majmuna. Hominidni mozgovi postali su dovoljno sofisticirani da uvaže vremenski odnos između fizičkih neizbježnosti u njihovom okruženju i biološke stvarnosti koje su im bile potrebne da shvate, poput činjenice da je lakše spavati "noću" (tj. U tami), ali i Činjenica da određeni opasni grabežljivci idu na brzinu kad je mrak.
Što je sunčani sat? Formalno je kronometar (tj. sat) koji koristi sjenu proizvedenu sunčevom svjetlošću koja pada na okomiti štap za prikaz lokalnog vremena. Uskoro ćete vidjeti štap, nazvan a gnomon, moraju se postaviti paralelno sa Zemljinom osi rotacije i usmjeravati prema položaju na nebu koji odgovara sjeveru, ili nebeski sjeverni pol (CNP).
Stoga se na bilo kojoj zemljopisnoj širini štap mora nagnuti pod kutom prema horizontu (to jest vodoravnom) koji je identičan veličini te zemljopisne širine.
Primjerice, netko tko gradi sunčani sat na zemljopisnoj širini od 40 ° u Boulderu, Colorado, u Sjedinjenim Državama, ciljao bi gnomon 40 stupnjeva iznad sredine sjevernog horizonta, malo ispod polovice do točke izravno iznad ( zenit). Kao što možda znate, budući da u krugu ima 360 stupnjeva, pola kruga poput neba pokriva 180 stupnjeva; to znači da je kutna udaljenost od bilo kojeg horizonta do zenita polovina ovoga, odnosno 90 stupnjeva.
Učenje o sunčanim satima
Za pravilno upravljanje osnovnim činjenicama o sunčanju potrebno je zapamtiti imena nekoliko dijelova koji se ne kreću, ali nadamo se da ćete tom razmišljanju pristupiti kao astronom i steći zahvalnost za ne samo visokokvalitetne sunčane jedinice, nevjerojatne izrade, već i znanost koja je omogućila ovoj klasi uređaja da obavljaju svoj jedinstveni, beskrajni posao tisućama godina ljudske povijesti.
Dok budete čitali ovaj članak, bit ćete izloženi svim zanimljivim novim pojmovima, čak ćete biti spremni stvoriti vlastiti sunčani sat - bilo skroman ili razrađen - do prolaska. Ali najvažnija stvar koju pokušate usmjeriti na svoje mišljenje ovdje su odnosi između ekliptika, the nebeski ekvator, i nebeski stupovi.
Vidite, kad učite o sunčanim satima, niste baš naučili kako napraviti čudesan, ako je fascinantan alat koji vam više nije potreban zahvaljujući kolosalnim i neprekidnim skokovima ljudske tehnologije. Puno se naslanjate na sam okvir astronomije - kako se objekti nalaze i označavaju te kako su nebeski ciklusi koje vidite i uzimate zdravo za gotovo bili integrirani u čak i najranije sunčane jedinice od 1500. godine prije Krista ili slično.
Nebeski ekvatorij
Izvorni tvorci sunca prepoznali su odnos jednostavne geometrije i ponašanja, ili točnije vidljiv ponašanja objekata na nebu. Razlika je važna, jer se za sunčani sat Zemlje tretira kao fiksno, a druge stvari se "dižu" i "postavljaju" i "prelaze nebo" - opisi koji imaju smisla samo iz referentne točke zemaljskog promatrača, i koji objašnjavaju zašto su drevni učinio razumljivo misle da se sve u kozmosu doslovno vrti oko Zemlje.
Najlakši način za zamisliti sustav koji se koristi za mapiranje objekata na nebu je snimiti onaj koji se ovdje koristi na Zemlji (zemljopisna širina i dužina) i slika zamišljenih linija koje se projiciraju na imaginarnu sferu (zapravo hemisferu, jer možete vidjeti samo pola od nje) na nebu. Ravnina povučena kroz sredinu Zemlje kroz njen ekvator to presijeca nebeska sfera u krugu, koji predstavlja kao liniju zvanu the nebeski ekvator.
Ekliptika
U međuvremenu, druga kružna linija na nebu nastaje produženjem ravnine revolucije Zemlje oko Sunca. Ova zamišljena linija naziva se ekliptika, i predstavlja prividni sunčev put od 360 stupnjeva kroz svaku godinu s obzirom na udaljene pozadinske zvijezde. Ove zvijezde pojaviti nepomično je u usporedbi sa suncem i planetima, jer jedan način mjerenja kretanja potonjeg tretiramo prvo kao "fiksni" referentni okvir.
Budući da se osi rotacije Zemlje naginje za 23,4 ° od svoje ravnine okretanja oko Sunca, ekliptika i nebeski ekvator pomaknu se (naginju) ovom količinom. Ali susreću se na dvije točke, poput sjecišta obruča iste veličine. Sunce prati nebeski ekvator u ova dva dana svuda na Zemlji, na proljetna ravnodnevica (prijelaz iz zime u proljeće u sjevernoj hemisferi) i prijelaz iz ljeta u jesen (jesenja ravnodnevnica).
Ostali standardni astronomski uvjeti
Na Zemlji su crte zemljopisne širine paralelne jedna s drugom sve do ekvatora do oba pola. Crte na nebu koje odgovaraju linijama zemljopisne širine nazivamo linijama od deklinacija, i uspostaviti dimenzionalno mjesto sjever-jug.
Linije dužine, s druge strane, na Zemlji se nazivaju i meridijanima. To se može zamisliti kako zrače prema van iz dviju točaka formiranih nebeskim polovima i ponovno se susreću na suprotnom polu, iako nijedan zemaljski gledatelj ne može vidjeti oba pola odjednom. Linija koja ide izravno od sjevera prema horizontu kroz zenit i prema pravcu juga na suprotnom horizontu, poznata je kao "meridijan u nebeskom lingo".
Kada se identificira položaj istok-zapad na nebu nebeskog objekta, poznat je i ovaj dio koordinate pravo uzašašće.
Povijest sunčanja
Sigurno ste primijetili da kad je sunce blizu horizonta (rano jutro ili kasno popodne), sjene su duže nego što su one kad je sunce više izravno iznad vas. Ipak sunce neprekidno prelazi nebo istom brzinom, čak i ako sjene mijenjaju veličinu i oblik različitim brzinama.
Ta je hirovita geometrija nadahnula prve sunčane nade, jer su njihovi izumitelji shvatili da se „vrijeme“ može pouzdano podijeliti ne samo na dane, već i na dijelove dana. Očigledna je poboljšana jednostavnost planiranja životnih aktivnosti u takvom sustavu.
Smatra se da najraniji sunčani datumi potječu iz Egipta, oko 1500 godine prije Krista. Neki od njih su zapravo bili u džepu i mogli su se nositi, jer gnomon (Grčki za "pol") zapravo bi mogla biti rupa umjesto štapa. Oni su postali korisni za mjerenje vremena čak i do trenutka kada su mehanički satovi postali uobičajeni i pouzdani, pa su ih dobro koristili u 1800-ima za provjeru točnosti "pravih" satova.
Dijelovi i rad sunca
gnomon već je spomenuto. Treba imati dvije karakteristike: Mora biti usmjeren prema nebeskom polu i mora biti nagnut pod kutom prema horizontu točno jednakom širini promatrača. Često se izrađuje u obliku peraje.
ploča za biranje je površina na koju se projicira sunčeva sjenka. Može biti cilindrična ili ravna i označena je bilo kojim odjeljcima koje proizvođač odabere, sve dok se ti poravnaju s točnim vremenom.
Redovi sata nalaze se iz samorazumljivih razloga na gotovo svim sunčanim satima i označavaju točne (iako proizvoljno odabrane, u nekom smislu) točke u vremenu.
čvor je zarez u gnomonu koji omogućava određivanje točnog, oštrog položaja duž crte sjene, koji bi u suprotnom mogao biti nejasan.
Vrste sunčanih pješaka
Sunčanice se mogu podijeliti u dvije osnovne vrste, biranje visine i brojčani usmjerni uređaji.
biranje visine omogućava određivanje vremena pomoću sunčeve udaljenosti iznad horizonta. U svim slučajevima moraju biti orijentirane na smjer kompasa, dok je u drugima sunce samo po sebi referentna točka. Odabrane vrste uključuju biranje ravnine, cilindrično biranje, skeniranje i prstenasti brojčanik.
kotačić za usmjeravanje oslanja se na azimut (smjer kompasa) i na kut sunca jer se približava meridijanu u podne. Podtipovi uključuju horizontalne, polarne okomite, azimutne i ekvinotalne kotače.
U svim slučajevima možete zamisliti kako sunce izlazi i baca široku sjenu s jedne strane koja se postupno sužava na liniju kako se podne približava, a zatim ponavlja "film" obrnuto s druge strane ploče za biranje dok ne dođe do zalaska sunca.
Napravite sebi sunčani sat
Prijedlozi za izradu vlastitog sunca lako ćete naći, a jedan za početak je uključen u Resurse. Zapamtite, najvažniji nisu njegovi materijali ili koliko ukrašena kreacija izgleda; to je da razumiješ fiziku i možeš ih objasniti bilo kome s dobrim razumom da te pitaju o tvom napornom radu.
Oh, i još jedan posljednji savjet: Ne birajte kišni dan za svoje demonstracije - ovo će vježbu učiniti puno više "osvjetljujućom" za sve prisutne!