Простейшие солнечные часы

Как с помощью гномона определить широту местности

Кроме определения истинного меридиана, с помощью гномона можно приблизительно рассчитать широту местности, в которой проводятся измерения. Далее рассмотрим несколько способов, которые вытекают из знаний по астрономии.

Способ №1. В день осеннего или весеннего равноденствия в истинный полдень по рассмотренной ранее формуле определяется угловая высота Солнца. От 90 градусов отнимается полученное значение. Результатом вычислений станет широта местности.

Способ №2. В день зимнего солнцестояния в истинный полдень определяется угловая высота Солнца. Поскольку в этот момент Солнце находится ниже небесного экватора на угол, равный углу наклона земной оси, то есть на 23,5 градуса, то прибавляя этот угол к полученной из формулы угловой высоте Солнца, мы можем получить угловую высоту небесного экватора. При вычитании из 90 градусов высоты небесного экватора получается величина, соответствующая широте местности.

Движение Солнца по небосводу в летнее время в высоких широтах.

Этот способ может быть применен и в день летнего солнцестояния. Для этого из угловой высоты Солнца нужно отнять 23,5 градусов, чтобы получить угол наклона небесного экватора, а зная угол наклона, — и значения широты местности.

Движение Солнца в высоких широтах летом, когда оно не заходит за горизонт.

Способ №3. В истинный полдень ежедневно проводятся измерения длины тени. В результате этих измерений нужно получить самую длинную или самую короткую тень, что будет соответствовать зимнему или летнему солнцестоянию соответственно, а затем действовать по второму способу. Либо же, определив самую длинную и короткую тень, найти среднее значение длины, рассчитать по формуле угловую высоту Солнца, ориентируясь на полученное среднее значение, и действовать в соответствии с алгоритмом первого способа.

При получении результатов одним из приведенных методов следует помнить, что на видимую высоту Солнца над горизонтом в некоторой степени влияет эффект преломления света — рефракция, о которой мы рассказывали здесь. Из-за этого эффекта все небесные светила могут казаться выше того места, где они расположены в действительности. И тем больше будет выражен этот эффект, чем ближе к горизонту будет расположен наблюдаемый объект.

Из этого следует, что вблизи полюсов в дни весеннего и осеннего равноденствий, когда Солнце проходит низко над горизонтом, результаты измерений могут несколько отличаться от реальных в сторону понижения широты.

А теперь рассмотрим, как с помощью гномона определять время и дату.

Как сделать солнечные часы своими руками

Солнечные часы — древнейший механизм для определения времени. Солнечные часы — простейший прибор, но в нем заложены знания и наблюдения наших древних предков. В настоящее время солнечные часы используются как ландшафтное украшение. На примере солнечных часов родители учат своих детей строению солнечной системы, да и сама постройка солнечных часов своими руками — увлекательнейшее занятие для наших детей, например, будучи на пляже. При изготовлении солнечных часов надо знать некоторые моменты и особенности их конструкции, о которых мы и расскажем в этой статье.

Из чего состоят солнечные часы

Солнечные часы состоят из стрелки-указателя, отбрасывающей тень (эта стрелка называется гномон) и циферблата солнечных часов. Время по солнечным часам определяют по тени, отбрасываемой гномоном на циферблат. Все просто, однако есть некоторые особенности. Циферблат солнечных часов делится на 24 часа, а не на 12 часов, как в обычных механических часах. Циферблат или гномон должны быть наклонены над плоскостью. Солнечные часы не учитывают переход на летнее время. Солнечные часы работают только в ясную или малооблачную  погоду в светлое время суток. Вот и все ограничения солнечных часов.

Существует несколько видов солнечных часов. Давайте разберемся с ними по-порядку.

Горизонтальные солнечные часы.

Горизонтальные солнечные часы можно делать прямо на песке на пляже. Для начала нам нужно знать две вещи: на какой широте мы находимся и где находится север. Если вторую часть можно установить методом подбора, то с первой придется быть подготовленным. Итак, у нас есть компас и мы знаем свою широту (Санкт-Петербург — 60, Москва — 55, Нижний Новгород — 56, Екатеринбург — 56, Сочи — 43, Ростов-на-Дону — 47, Новосибирск — 55, Владивосток — 43 градусов северной широты). Если мы делаем циферблат солнечных часов на переносимой поверхности — чертим круг и делим его на 24 части. Если делаем солнечные часы на земле, рисуем круг, в центр круга вставляем палку (гномон) и наклоняем ее на север так, чтобы угол между поверхостью земли и гномоном был равен нашей широте, от нижнего конца гномона ровно на север рисуем черту — это будет 12 часов дня по астрономическому времени. Остальные линии расчерчиваем, деля весь круг на 24 равных сектора. Каждый сектор солнечных часов равен 15 градусам.

Здесь нас ожидает засада. После грамотного разграфления циферблата и наклона гномона, время показывающее солнечными часами может отличаться от времени, которое показывает местное телевидение. Проблема кроется в декретном времени и часовых поясах, которые были для удобства созданы искусственно. Переносимый циферблат с легкостью решит эту проблему, просто вовернем его, пока время не будет правильным. С часами, нарисованными на песке чуть посложнее, этот момент надо учесть при начале разрисовывания циферблата. Например, можно отложить разметку циферблата до 12 часов, когда мы и север без компаса определим и точно главную ось циферблата наших солнечных часов нарисуем. Если ждать некогда, и творчество рвется из Вас, разграфите циферблат солнечных часов в черновом варианте и скорректируйте свой циферблат на ту погрешность, которая у Вас получилась.

В наших широтах солнечные часы работают в самый разгар лета часов с 8 утра и до 8 вечера, так что расовать числа между этими значениями практически бессмысленно. Из-за этого часто на круглом циферблате основание гномона сдвигают вниз.

Экваториальные солнечные часы.

Экваториальные солнечные часы — те же самые горизонтальные часы, только гномон установлен четко вертикально, а сам циферблат наклонен к поверхности земли на угол широты места установки таких часов. 

Вертикальные солнечные часы.

Вертикальные солнечные часы обычно крепят на стенах домов. Тот же самый наклоненый гномон и расчерченный через 15 градусов циферблат.

Обычно в городах делают смешанный тип солнечных часов, т.е. на половину угла наклоняют циферблат, наполовину угла наклоняют гномон. Такое построение солнечных часов смотрите эффектнее, собственно, из-за чего их и делают.

Построение солнечных часов своими руками действительно увлечет Вашего ребенка и, кроме того, расширит его  кругозор.

Солнечные часы своими руками

Сначала определите место и цель установки часов:

• если вы чаще работаете в саду–огороде, чем отдыхаете на даче, то установите часы в центре на открытом со всех сторон участке;
• если часы должны напоминать о времени уйти с открытого солнца, тогда делайте их в центре зоны отдыха;
• на клумбе возле дачного домика часы напомнят назойливым соседям о скоротечности времени.

После того как вы определились с местом установки, выберите вид часов. Вертикальные часы подойдут только для южной стены, иначе они будут в тени сами. Горизонтальные хороши для открытых пространств, а экваториальные лучше будут смотреться на площадках или зонах отдыха.

Самый простой и малозатратный способ изготовления солнечных часов — шест и камни. Вместо шеста подойдут кусок арматуры, длинная коряга или прут, кусок пластиковой или железной трубы, даже высокая бутылка, например, из-под шампанского. Предпринимаем следующие действия:

1. Выбираем площадку не менее 1 м2, освещённую весь день солнцем. Любителям более точного времени придётся выровнять её или установить основу с помощью строительного уровня (ещё можно взять бутылку, налить в неё воды, не доливая до края 1–1,5 см, закрыть её пробкой. В горизонтальном положении пузырёк воздуха должен находится ровно посередине прямой части бутылки — это линия горизонта. Конечно же, это менее точный прибор, чем уровень, но гораздо лучше установки «на глазок»).
2. Шест укрепляем в середине площадки.
3. Выставляем будильник своего телефона так, чтобы он звонил каждый час.
4. Как только прозвенел будильник, подходим к шесту и смотрим, куда падает тень. В конце этой тени прикапываем камешек, на котором можно нарисовать краской время.
5. Камни будут выставлены по эллипсу, так как тень меняет свою длину. Чтобы сделать часы круглыми, выбираем самую короткую тень и по этому радиусу выставляем остальные камни.

Полезные советы

Для того чтобы готовое изделие получилось максимально точным и красивым, необходимо учитывать советы опытных дачников. Они укажут новичкам на некоторые важные моменты, которые можно упустить из виду.

Рекомендации профессионалов:

• Изначально любая конструкция размечается из расчёта, что полдень наступает в 12 часов. Однако в каждом регионе отсутствие тени можно наблюдать в разное время. Из-за этого нужно будет вносить корректировку в разметку.
• Перед тем как начинать изготовление устройства из камня или металла, необходимо потренироваться на более дешёвом материале (например, на фанере).
• Если нужно, чтобы часы показывали точное время на протяжении всего года, необходимо делать 2 циферблата. Первый будет полезен в период с ноября по февраль, а второй — с марта по октябрь.
• Лучше всего делать круглый или квадратный циферблат. Это значительно упростит работу и поможет точнее определять время.
• Устройство работает только от рассвета до заката. Из-за этого на циферблат можно не наносить разметку, соответствующую ночному времени суток.

Горизонтальные солнечные часы

Проще всего сделать своими руками для детей солнечные часы такого вот типа. Начинаем:

Вырезаем из плотного материала гномом — стрелку для нашего устройства. Здесь нужен тоже транспортир — один угол делаем прямым, а тот, что будет ложиться на циферблат, надо определять — он будет равен широте вашего города. Возьмем Москву — для этого населенного пункта данный угол гномона будет равен 55°. Стрелка устанавливается на высчитанный угол на крепкую основу — пластик, фанеру и проч. Наносить деления пока не нужно. Устанавливаем солнечные часы на местности так, что острие высчитанного угла будет смотреть на юг, а исходящие из него стороны треугольника должны устремляться на север

Важно, чтобы наша конструкция была статичной. А теперь дело за наблюдениями в солнечный день

Каждый час наносим соответствующее деление по тени от гномона.

Гномон и солнечные часы

Солнечные часы — древний инструмент, позволяющий определять время по тени от Солнца в светлое время суток.

Одни из самых первых солнечных часов появились в Египте. Они представляли собой каменный брусок длиной примерно 30 см. Брусок этот располагался вдоль направления восток-запад. С одной стороны этих часов находился «Т»-образный брусок, тень от которого, уменьшаясь, «ползла» по бруску с утра до полдня, после чего солнечные часы поворачивали на 180 градусов и тень «ползла» в обратном направлении. По насечкам, сделанным на бруске определялось время.

Эскиз «египетских» солнечных часов.

Самые первые заметки о солнечных часах встречаются в египетских рукописях и датируются 1306—1290 годами до нашей эры. Найденные египетские солнечные часы, по мнению ученых, были сделаны задолго до найденных рукописей, их описывающих, — еще в 1479—1425 годах до нашей эры.

Одни из первых солнечных часов.

В Египте также были обнаружены и другие модели древних солнечных часов, отличающихся от описанной модели, но их возраст, если верить показаниям ученых, более молодой, поэтому рассматривать их, как самые древние солнечные часы, не приходится.

Реконструкция древних солнечных часов в Египте, экспонат каирского музея.

Независимо от Египта, солнечные часы появлялись и в других уголках мира, например, древнем Китае и в Древней Греции, откуда их идея перекочевала в Древний Рим.

На Руси в качестве солнечных часов стали использовать башни соборов, отбрасывающих тень. Но это все практиковалось уже аж в XI веке нашей эры.

Однако такие часы не могли показывать точное время, поскольку насечки делались путем равномерного деления шкалы на фиксированное число частей.

И только много веков спустя человечество придумало солнечные часы, которые показывали более точное время. Они были больше похожи на современные аналоговые часы за тем только исключением, что шкала у них была рассчитана лишь на промежуток времени с утра до вечера и выглядела более сжато.

Такие солнечные часы можно встретить и сегодня: ими стало модно украшать площади в скверах. Иногда солнечные часы можно встретить и на садовых и дачных участках, где они могут неплохо смотреться на пересечении дорожек.

Солнечные часы, как декоративный элемент.

Вот об этих солнечных часах и поговорим далее.

Гномон является неотъемлемой частью солнечных часов. Именно он отбрасывает на циферблат тень, образующую «стрелку».

Нужно понимать, что солнечные часы могут показывать, как астрономическое, так и усредненное «земное» время: тут все зависит от разметки при их конструировании. Поэтому при создании самодельных часов нужно заранее определиться с тем, какое именно время мы хотим видеть на таких часах.

Кроме времени солнечные часы также могут показывать дату и месяц. Для этого на них наносятся дополнительные разметки.

Важно понимать, что корректно указывать дату и месяц такие часы могут только в случае, если они «откалиброваны» строго для конкретного места установки. Но не нужно возлагать большие надежды на самодельные солнечные часы: из-за ряда неточностей, связанных с конструированием часов, неровностью поверхности для установки, ориентированием часов в пространстве, угловым диаметром Солнца, уравнением времени и другими факторами особо точных показаний от таких часов ждать не приходится

Но не нужно возлагать большие надежды на самодельные солнечные часы: из-за ряда неточностей, связанных с конструированием часов, неровностью поверхности для установки, ориентированием часов в пространстве, угловым диаметром Солнца, уравнением времени и другими факторами особо точных показаний от таких часов ждать не приходится.

Рассмотрим несколько основных моделей солнечных часов, которые можно сконструировать своими руками из дерева, пластика или картона.

Единственные механические

Первые механические часы на главной башне Кремля — Спасской — установили в XVII веке под руководством мастера из Англии Христофора Галловея. Оригинальность его проекта заключалась в том, что в часах вращались не стрелки, а сам циферблат. Вскоре куранты на башне начали исполнять разные мелодии.

В конце XIX столетия на Спасской башне решили установить новые часы. Чтобы воплотить в жизнь задуманное, пришлось позаимствовать колокола с Боровицкой и Троицкой башен и наладить механизм, который приводил в движение барабан с музыкальными картами. Над Красной площадью загремел Преображенский марш.

После революции куранты стали исполнять «Интернационал». А позже из-за проблем с механизмом замолчали почти на 60 лет — музыка возобновилась только в 1996 году.

С главной башни Кремля зазвучали «Патриотическая песня» и мелодия хора из оперы «Жизнь за царя» («Иван Сусанин») Михаила Глинки. В 2000 году «Патриотическая песня» была заменена на гимн Российской Федерации.

Диаметр циферблата часов на Спасской башне — больше шести метров, длина часовой стрелки — почти три метра, а минутной — 3,27 метра. Чтобы механизм двигался, требуются усилия трех гигантских гирь — самая тяжелая из них весит 224 килограмма. Считается, что часы на Спасской башне — единственные в мире полностью механические.

Примечания

1. ↑ Stanislav Michal. Hodiny : Od gnómonu k atomovým hodinám. — 2-е изд. — Прага: Státní nakladatelství technické literatury (SNTL), 1987. — 269 с. Первое издание книги было переведено на русский язык: Станислав Михаль. Часы. От гномона до атомных часов. — М.: Знание, 1983. — 256 с. — (Переводная научно-популярная литература).
2. ↑
3. ↑ , с. 9.
4. Духовная культура Китая / Редакторы тома М. Л. Титаренко, А. И. Кобзев, В. Е. Еремеев, А. Е. Лукьянов. — М.: Восточная литература, 2009. — Т. 5. Наука, техническая и военная мысль, здравоохранение и образование. — 1087 с. — ISBN 9785020363816.
5. ↑
6. Текст указа:
7. Радченко Б.Г. Тень измеряет время // Часы Ленинграда. — Л.: Лениздат, 1975. — С. 59—69.
8. ↑ Моисеев А. Солнечные часы в вашем саду // Наука и жизнь. — 1992. — № 9. — С. 65—66.
9. Транковский С. Солнечные часы // Наука и жизнь. — 1983. — № 8. — С. 133—135.
10. Солнечные часы // Большая Советская Энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская Энциклопедия, 1976. — Т. 24, кн. I : Собаки — Струна. — С. 148. — 631 000 экз.
11. Эта скорость приближённо равна длине параллели, делённой на 24 часа (высоту самолёта, если она несколько километров, как и несферичность Земли, в грубом приближении можно не учитывать), например, для широты 55 градусов это
    2π⋅6370⋅cos⁡55∘24≈960{\displaystyle {\tfrac {2\pi \cdot 6370\cdot \cos 55^{\circ }}{24}}\approx 960} км/ч

Модель Земли

Суточный ход времени определяется вращением Земли вокруг своей оси. Чтобы понять основной принцип работы солнечных часов, подбросим дровишек в костер Джордано Бруно и представим себе, что объекты небесной сферы вращаются вокруг нашей неподвижной планеты. Посмотрев на ночное небо, мы увидим, что с течением времени все звезды изменяют свое положение, двигаясь по кругу вокруг Полярной звезды. Лишь она всю ночь почти не меняет своего положения. Дело в том, что в настоящее время положение Полярной звезды практически совпадает с Северным полюсом мира — точкой на небесной сфере, в которую проецируется ось вращения Земли. Между прочим, с течением времени положение Северного полюса на небесной сфере изменяется. Так, 5000 лет назад ближайшим к нему светилом был Тубан, звезда созвездия Дракона.

Гномон самых простых солнечных часов должен быть направлен на Северный полюс мира, иначе говоря — быть параллельным земной оси. Циферблат часов располагается перпендикулярно гномону. При этом плоскость, в которой Солнце путешествует по небу вокруг нашей планеты, также окажется перпендикулярной гномону и параллельной циферблату. А это значит, что тень от гномона будет путешествовать по циферблату равномерно в течение светового дня, каждый час проходя по 15 градусов. Солнечные часы такой конструкции называются экваториальными, потому что их циферблат параллелен экватору.

Наука
Парадокс монарха: как бабочка ввела ученых в заблуждение

Чтобы правильно установить экваториальные часы, необходимо принять в качестве ориентира ровную горизонтальную площадку (определяется с помощью уровня или отвеса) и установить циферблат в такой плоскости, чтобы ее угол к горизонтали равнялся географической широте места. Она образует параллель к экватору в том случае, если гномон часов направлен на истинный север. К примеру, гигантский каменный гномон солнечных часов обсерватории Джантар-Мантар (Джайпур, Индия, XVIII век), возвышающийся на 27 м над землей, образует с земной поверхностью угол 26°55′. Первые солнечные часы в Риме, привезенные консулом Валерием Мессалой из Сицилии, показывали время неправильно, так как были рассчитаны для другой широты.

Север можно отыскать ночью по Полярной звезде. Будьте внимательны: направление гномона нельзя определять по компасу, потому что положения Северного магнитного полюса Земли и ее географического полюса не совпадают. Кроме того, на Земле существует множество магнитных аномалий: благодаря содержащимся в горной породе металлам в некоторых уголках планеты погрешность компаса превышает 15 градусов.

Экваториальные часы имеют характерную особенность. В летний период (между днями весеннего и осеннего равноденствия) гномон отбрасывает тень на верхнюю сторону циферблата, а в зимний — на нижнюю. К лету солнце поднимается все выше и выше, и по длине тени можно судить о времени года или даже месяце. Поэтому экваториальные часы легко дополнить календарем, начертив на циферблате концентрические окружности, соответствующие месяцам (шесть на одной стороне и шесть на другой), и разместив на гномоне шар или отверстие, способное проецировать на циферблат точку. В отличие от гномона, отбрасывающего тень в виде линии, любое устройство, проецирующее на циферблат точку, называется нодусом.

Экваториальные часы не требуют сложных расчетов, для них важнее позиционирование. Разумеется, тени, отбрасываемые гномоном любой формы на вертикальный, горизонтальный, сферический, какой угодно циферблат, также можно связать с временем суток. Расчет сложных конструкций солнечных часов — это прежде всего тригонометрическая задача.

Процесс изготовления

Самостоятельно сделать горизонтальные, вертикальные или экваториальные часы сможет каждый. Для этого нужно заранее подготовить требуемые материалы и изучить все тонкости работы.

Горизонтальная конструкция

Это самые простые часы, сделать которые можно за минимальное количество времени. В дачный сезон (период с марта по сентябрь) они будут точно показывать время. Однако уже в октябре их нужно корректировать.

Процесс изготовления состоит из следующих этапов:

• Первым делом берут лист фанеры или пластика и наносят на него очертания треугольного гномона. При этом один из углов должен быть прямым, а другой — соответствовать широте региона.
• Ручным или электрическим лобзиком выпиливают главную деталь конструкции.
• С помощью компаса или специального мобильного приложения устанавливают изготовленный гномон. Его располагают так, чтобы острый угол был направлен на север.
• На следующем этапе начинают изготовление кадрана. Эту деталь лучше вырезать из металла или дерева.
• Основу конструкции покрывают влагоотталкивающими составами, которые защитят материал от негативного воздействия дождя и снега.
• Нанесение разметки начинают с линии, соответствующей 6 и 18 часам. Её располагают горизонтально и перпендикулярно гномону.
• Затем берут будильник и каждый час делают пометки на циферблате в тех местах, где находится тень от гномона.
• В самом конце готовое изделие декорируют, стараясь гармонично вписать его в окружающую среду.

Вертикальное приспособление

Изготовление этого прибора своими руками занимает довольно много времени. При этом мастеру нужно будет учитывать множество нюансов, которые помогут правильно расположить и разметить часы.

Пошаговая инструкция:

• Работу начинают с вырезания кадрана. Для вертикальных часов лучше использовать более лёгкие материалы, при закреплении которых на стене не нужно будет создавать дополнительные конструкции.
• С помощью различных измерительных приборов определяют расположение центра циферблата.
• От него отступают несколько сантиметров вверх и отмечают место установки гномона.
• От этой точки опускают отвес (какой-либо груз на длинной верёвке или леске), по которому чертят линию, соответствующую полудню.
• В заранее намеченном месте просверливают отверстие для крепления гномона.
• Часть этой детали, которая будет располагаться в стене, расплющивают при помощи молотка. Это позволит избежать случайных проворачиваний.
• После этого крепят гномон, стараясь повернуть его так, чтобы он располагался перпендикулярно стене.
• С помощью хронометра каждый час отмечают местоположение тени.
• Готовые вертикальные часы украшают и покрывают прозрачным защитным составом.

Экваториальные часы

Такое устройство отличается хорошей точностью и простотой изготовления. Смастерить его своими руками сможет даже подросток. Для этого нужно будет выполнить такие действия:

• Из пластика или фанеры вырезают квадратное основание.
• С помощью транспортира на него наносят деления через каждые 15 градусов.
• В середине циферблата крепят металлический стержень. Его размер выбирается в зависимости от величины часов.
• После этого кадран устанавливают на специальную подставку, которая позволяет выбрать правильный наклон.
• Затем выполняют корректировку расположения циферблата, добиваясь того, чтобы гномон был направлен на север.
• Каждый час следят за перемещением тени и делают необходимые отметки на циферблате.

Солнечные часы на даче

Неплохо сделать своими руками солнечные часы на даче — горизонтальные или экваториальные. Это не только полезная поделка, но и любопытная штука для детей, элемент, украшающий ландшафт. Так как часы будут находиться на открытом пространстве, не защищенные от стихий, эти факты надо продумать при их изготовлении:

1. Первым делом выберите самую солнечную площадку, которую не затеняют постройки и деревья, разровняйте ее.
2. В качестве циферблата можно использовать керамическую плитку, камень с ровной поверхностью, спил бревна, большую декоративную тарелку, металлическую крышку от бака. Превосходно смотрятся на фото солнечные часы, своими руками обустроенные на цветочной клумбе.
3. Можно и просто разровнять площадку, засыпать ее песком, после чего выложить деления и цифры камушками. Можно использовать акриловую, эмалевую или другую устойчивую краску.
4. Гномон делается также из прочных материалов — пластик, дерево. В случае с экваториальными часами можно использовать металлический стержень, штырек.

Примечания

1. ↑ Stanislav Michal. Hodiny : Od gnómonu k atomovým hodinám. — 2-е изд. — Прага: Státní nakladatelství technické literatury (SNTL), 1987. — 269 с. Первое издание книги было переведено на русский язык: Станислав Михаль. Часы. От гномона до атомных часов. — М.: Знание, 1983. — 256 с. — (Переводная научно-популярная литература).
2. ↑
3. ↑ , с. 9.
4. Духовная культура Китая / Редакторы тома М. Л. Титаренко, А. И. Кобзев, В. Е. Еремеев, А. Е. Лукьянов. — М.: Восточная литература, 2009. — Т. 5. Наука, техническая и военная мысль, здравоохранение и образование. — 1087 с. — ISBN 9785020363816.
5. ↑ , с. 52.
6. ↑
7. Текст указа:
8. Радченко Б.Г. Тень измеряет время // Часы Ленинграда. — Л.: Лениздат, 1975. — С. 59—69.
9. ↑ Моисеев А. Солнечные часы в вашем саду (рус.) // Наука и жизнь. — 1992. — № 9. — С. 65—66.
10. Транковский С. Солнечные часы (рус.) // Наука и жизнь. — 1983. — № 8. — С. 133—135.
11. Солнечные часы // Большая Советская Энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская Энциклопедия, 1976. — Т. 24, кн. I : Собаки — Струна. — С. 148. — 631 000 экз.
12. Эта скорость приближённо равна длине параллели, делённой на 24 часа (высоту самолёта, если она несколько километров, как и несферичность Земли, в грубом приближении можно не учитывать), например, для широты 55 градусов это
    2π⋅6370⋅cos⁡55∘24≈960{\displaystyle {\tfrac {2\pi \cdot 6370\cdot \cos 55^{\circ }}{24}}\approx 960} км/ч

Формулы — для красоты

Простейший пример аналеммических солнечных часов — это сферические экваториальные часы с гномоном, выполненным в форме самой аналеммы. К примеру, зимой Солнце поднимается невысоко и отбрасывает на циферблат тень от толстой части аналеммы. Ее левый край показывает стандартное время с положенным отставанием от солнечного. Летом, когда Солнце забирается на самый верх, работает узкая часть аналеммы, отбрасывая более узкую тень. Аналемма может быть выражена в виде волнистых часовых линий, повторяющих график уравнения времени (например, для полярных солнечных часов), или же в виде таблицы на циферблате. Практически во всех случаях принцип коррекции заключается в том, что длина тени указывает календарный день, а направление — время суток. Пользователю остается лишь сопоставить эти два значения.

Гномон, отбрасывающий тень на циферблат — далеко не единственное конструктивное решение для солнечных часов. Роль гномона может выполнять сферическое зеркало (что-то вроде «хрустального шара» на дискотеке), в определенный момент времени отбрасывающее в соответствующие части циферблата солнечных зайчиков. Существует немало необычных часов. Яркий пример: часы с циферблатом, нанесенным на окно в помещении, которые в солнечный день отбрасывают на пол тень с нужным значением времени. У подножия 101-этажного небоскреба Тайбэй 101 в Тайване обустроен круглый парк. Его дорожки и деревья составляют циферблат солнечных часов, которые как на ладони видны из окон небоскреба. Гномоном часов служит само здание. В парке солнечных часов Бельгийского города Генк можно встретить цифровые солнечные часы. Внутри этого сложного устройства солнечные часы подвергаются многочисленным преломлениям и, совершив путешествие по системе зеркал, подсвечивают те или иные точки экрана. На черном экране красивыми белыми цифрами высвечивается время в часах и минутах. В конце XVIII — начале XIX века в европейских парках попадались солнечные часы с полуденным боем. Точнее, не с боем, а с оглушительной пальбой. Часы были устроены таким образом, что в полдень солнечные лучи падали на линзу, под которой размещался холостой патрон. Усиленное линзой солнце поджигало порох, и раздавался оглушительный выстрел. В течение года положение линзы и патрона многократно регулировали, чтобы полуденный залп раздавался в 12:00 по местному поясному времени.

Современная гномоника — это интересное научное хобби. Любители солнечных часов разработали сотни разнообразных конструкций, и их число постоянно растет. Разработка и постройка часов — это в наибольшей степени астрономия, математика и геометрия и в наименьшей — работа руками. В этом вы можете убедиться, собрав две довольно сложные и точные модели из заготовок, размещенных на страницах журнала.

Эти часы рассчитаны для Москвы. Чтобы сделать такие же в своем регионе, вы можете воспользоваться одной из специальных компьютерных программ для расчета аналеммических циферблатов, которые нетрудно найти в интернете. Разработка таких программ — это отдельная отрасль гномоники как хобби. Они помогают начинающим любителям солнечных часов не забивать себе голову математикой и сосредоточиться на экспериментах.

Так что не пугайтесь формул, приведенных в описаниях к отдельным моделям часов, — они здесь просто для красоты!

Статья опубликована в журнале «Популярная механика»
(№3, Март 2009).