Что является стрелкой в солнечных часах
Они будут весить несколько тонн, ведь все детали должны быть выполнены из такого материала, который выдержит течение времени. Перед измерением надо чашу наполнить до определенной высоты водой. К примеру, Сергей предлагает на самом циферблате разместить значки, определяющие большие победы «Шахтера». Правда, не ясно, как они это мерили, поскольку многие знания, необходимые для этого, — в частности, тригонометрия, — появились значительно позже.
В городах вместо петухов были будильщики. А потом появились предприимчивые граждане, продававшие время за деньги. Ведь наручные часы были не у всех. Большинство современных механических часов отличаются лишь дизайном и имеют одинаковый принцип работы. Рассказываем, почему их стрелки идут в одном направлении. Часовая наука зародилась в Северном полушарии, где Солнце перемещается вокруг нашей планеты слева направо, то есть с востока на запад.
До появления механических часов люди определяли время по дневному светилу, вернее, по палке, воткнутой в землю. Тень, которую она отбрасывала, совершала вращение по часовой стрелке, повторяя движение Солнца. Такие часы были очень распространены в Европе, которая находится в Северном полушарии. Первые механические часы изобрели там же, а так как мастера следовали природе, движение стрелок повторяло ход Солнца.
В Южном полушарии Солнце движется в противоположную сторону. Возможно, если бы часы вошли в обиход сначала там, стрелки шли справа налево.
Узнайте также, как в Австралии называют наше лето: лето или зима. Но часы с обратным ходом все же существуют. Самый известный пример — на башне Еврейской ратуши в Праге, здание которой расположено в квартале Йозефов. Стрелки часов идут вспять, а на циферблате изображены буквы на иврите, одновременно означающие цифры. Обратный ход стрелок связывают с тем, что чтение на иврите, в отличие от традиционного, происходит справа налево.
Более современный пример — часы «Декалог», созданные на нашей мануфактуре. Почему на всех континентах разные розетки? Время отсчитывалось по засечкам, нанесенным на бруске через неравные интервалы. Часы выставлялись горизонтально по отвесу. Т-образный конец утром поворачивали к востоку, а после обеда — к западу.
Тень от верхней кромки «Т» указывала время. Эти и другие древние солнечные приборы показывали «неравные часы», образующиеся в результате деления времени от восхода до заката Солнца на фиксированное число частей. Поскольку длительность светового дня в течение года меняется, менялась и длина часа: летом он был длиннее, а зимой — короче.
Сделать такие часы было несложно. Многие из них имели часовые линии для определенных дней года, разделенных примерно месяцем, а также для дат равноденствий и солнцестояний.
Часовые отметки на каждый день получали, соединяя точки, на которые ложилась в данный час тень, отброшенная гномоном в дни равноденствий и солнцестояний. Примерно в начале христианской эры был открыт принцип наклонного гномона, позволившего ввести «равные часы», обеспечившие более точное хранение времени. Было обнаружено, что если стержень гномона направить на полюс мира, то он как бы станет осью той параллельной экватору окружности, по которой обращается Солнце. Разделив ее на 24 равные части, получили часы одинаковой длительности.
После этого изготовление точных и равномерно идущих солнечных часов стало простым геометрическим и тригонометрическим занятием. Эволюция солнечных часов шла бок о бок с развитием математики и астрономии. Однако многие века искусством создания солнечных часов владели только мастера, знакомые с гномоникой. С го по е столетие многие ремесленники проявили изобретательность и мастерство в изготовлении карманных солнечных часов высокой точности, ставших жемчужинами часового искусства. Появление механических часов не упразднило вплоть до 18 в.
Изготовители солнечных часов шли в ногу с конструкторами механических часов, изобретая солнечные приборы для определения «среднего времени». Когда было введено «поясное время», солнечные часы приспособили и для этого. Поясное время — это среднее солнечное время на определенном меридиане. В конце го и начале го столетий было сделано много очень точных солнечных часов для определения поясного времени, названных гелиохронометрами.
Постройка часов. Чтобы от солнечных часов была польза, их нужно сооружать в подходящем месте. Должна быть известна широта места, а также положение относительно горизонта и меридиана той площадки или поверхности, на которой будут нанесены часовые линии. Важнейшие части солнечных часов — это циферблат , то есть поверхность, на которой нанесены часовые линии, и гномон для отбрасывания тени.
Указатель , то есть тот край гномона, тень которого указывает время, всегда направляют на полюс мира.
Высота указателя— это угол, под которым указатель наклонен к циферблату, а центр циферблата точка, из которой радиально расходятся часовые линии — это точка пересечения указателя с плоскостью циферблата. Узел — это особая точка на указателе, тень от которой используют для отсчета высоты, склонения и азимута, а также времени.
Методы определения времени по солнцу. Существуют три метода определения времени по солнцу: путем измерения его часового угла от меридиана, как в обычных садовых солнечных часах; по измерению его высоты над горизонтом и по его азимуту угол, измеряемый в плоскости горизонта, между направлением на точку юга и вертикальным кругом, проходящим через солнце , для чего требуется вертикальный указатель у гномона.
В большинстве стационарных солнечных часов измеряется часовой угол. Два других метода часто используют в портативных часах. Существуют также три способа индикации времени: тенью, световой точкой и магнитной стрелкой.
В большинстве часов используется тень. Обелиск Монтечиторио в Риме. В Египте помимо обелисков были созданы и другие конструкции солнечных часов. Например, состоящие из горизонтальной части — линейки с хронометрической шкалой длиной около 30 см — и перпендикулярного ей «плеча», отбрасывающего тень на шкалу.
Еще тут были ступенчатые часы с двумя наклонными поверхностями, ориентированными по оси восток-запад и разделенными на ступени. При восходе Солнца тень падала на край верхней ступеньки одной из этих поверхностей, восточной, затем постепенно опускалась, а к полудню исчезла.
После полудня тень снова появлялась в нижней части западной поверхности, откуда она поднималась до тех пор, пока при заходе Солнца не касалась грани верхней ступеньки. У таких часов время определялось длиной, а не направлением тени.
Измерение времени длиной тени кое-где сохранилось до позднего Средневековья. Врач и географ Паоло Тосканелли построил в годах на костеле св. Марии де Фиоре во Флоренции гномом высотой С помощью этого гномона Тосканелли уточнил данные астрономических таблиц. Были другие солнечные часы, со шкалой для определения времени по направлению отбрасываемой тени, хоть и появились они, наверное, позже.
Для правильного показания времени верхняя линия шкалы была горизонтальной, и шкала составляла прямой угол с плоскостью местного меридиана. Для правильной установки часов приходилось вести наблюдения за моментами солнцестояний или равноденствиями.
На древних солнечных часах деления наносили исходя из практического опыта, потом — на основе теоретического расчета, правда, неверного. Египтяне знали, что тень, отбрасываемая гномоном, различна в зависимости от времени года, но разница не учитывалась. Абсолютно точное время здешние гномоны показывали лишь дважды в год: в дни весеннего и осеннего равноденствия. Чтобы улучшить точность, стали строить солнечные часы с особыми шкалами для разных месяцев. Создание солнечных, водяных, песочных часов способствовало развитию точной механики, а она, в свою очередь, была связующим звеном между приборостроением и опытной наукой.
Византия среди всех стран достигла высокого уровня развития техники. Арабы учились у византийцев многому, в том числе и конструированию и изготовлению различных видов солнечных часов. А в самой Византии были весьма распространены солнечные настенные вертикальные часы.
Они имелись на стенах церквей и общественных зданий и были примерно такого же типа, как на стенах Башни ветров в Афинах и на стене византийской церкви, построенной на месте языческого храма Грация. На циферблате для обозначения часов впервые появляются числа. Башня Ветров в Афинах. Свидетельства о наличии в Константинополе часов историки находят в документах, отнесенных ими к VI веку, но, к сожалению, без какого-либо пояснения их устройства.
На основании эпиграммы, относящейся ко времени царствования Юстина II , ученый Рейске заключает, что уже в VI веке у византийских греков были часы с боем, по крайней мере, большие городские. Датировка такого сообщения требует дополнительной проверки и больших размышлений. В «Уставе» Константина Багрянородного упоминается профессия часовщика. Здесь же говорится о наличии в империи специальных людей, отбивавших часы церковных служб и молитв.
Предполагается, что во дворце отбивание часов необходимо было не столько для молитв и церковных собраний, сколько для обозначения времени собраний воинов, открытия и закрытия дворца, смены стражи и других действий, совершающихся регулярно. Однако учтем, что при господстве аграрного строя и ремесленной техники будь то в Древнем мире или в Средние века не было нужды делить время на мелкие отрезки и точно их измерять, как теперь. Люди определяли время по естественному освещению Солнца, длинные летние дни и короткие зимние, одинаково делили на 12 часов, а потому летние и зимние часы были разными.
Подчеркнем это особо: под влиянием изменяющегося наклона Солнца изменялась в течение года длина дневных и ночных часов. Согласовывать час, который показывают приборы с равномерной шкалой водяные, огневые, песочные и механические часы с длительностью часа солнечных часов — труднейшая проблема. Более поздние солнечные часы получили криволинейные шкалы, что устранило этот недостаток.
Такими часами со сложными шкалами, рассчитанными для квартальных или месячных интервалов, пользовались примерно до XV века. Также до конца XIV века в Центральной Европе были весьма распространены солнечные настенные вертикальные часы с горизонтальной теневой штангой, пришедшей первоначально из Египта.
Но в Египте, благодаря сравнительно малой удаленности от экватора, время определялось с приемлемой степенью точности, тогда как в Греции, Италии или Чехии эта точность была значительно хуже. Новую эпоху в развитии солнечных часов открыло важное изобретение, сделанное в году. Принцип его заключался в установке теневой стрелки в направлении земной оси; такую стрелку назвали полуосью.
Если бы нам понадобилось измерять этими часами время, то надо было бы вынести часовую шкалу на эллиптическую кривую и при этом одновременно изменять положение стрелки в меридиональной плоскости применительно к сезону года.
Описание таких часов появилось в астрономических трудах XVI века, но детальными измерениями с помощью этих часов стал заниматься лишь в середине XVIII века астроном и директор Парижской обсерватории Джозеф Джером Лаланд. Джозеф Джером Лаланд. Стало возможным ввести равномерное время для всего года, причем отрезки, соответствующие часам, были одинаковой длины независимо от изменяющейся высоты Солнца. Одним из первых упоминаний о часах с полуосью является рукопись Теодорика Руффи от года.
Некоторые солнечные часы того времени имели одновременно гномон и полуось; они описаны в рукописи арабского астронома XV века Сибт-аль-Маридини; аналогичные часы построил примерно в то же время египетский астроном Ибн-аль-Магди. Прогресс, которым ознаменовалась наука в эпоху Возрождения, отразился и на конструкции солнечных часов.
Сравнительно быстро, примерно за лет, прежние несовершенные часы превратились в весьма точные для своего времени хронометрические приборы, которыми можно было измерять время в любом месте Земного шара.
Для правильной установки часов стали использовать компас. Он был также автором первого специального труда о солнечных часах. Сочетание солнечных часов с компасом привело к тому, что их стало возможно использовать повсеместно, и появились портативные, карманные, или дорожные, модели часов. Солнечные часы в виде полого полушария со стрелкой, отбрасывающей тень на внутреннюю полость, начали строить с года.
Солнечные портативные часы. Астроном Региомонтан Портативные солнечные часы. Интересны солнечные кольцевые часы , один из вариантов дорожных, — они одновременно служили и в качестве декоративной подвески. Главной их частью было латунное кольцо диаметром несколько сантиметров, сопряженное с другим подвижным кольцом, снабженным отверстием для солнечного луча. На внешней поверхности главного кольца гравировали начальные буквы месяцев, а против них, на внутренней поверхности, находилась часовая шкала.
Перед измерением надо было повернуть меньшее колечко так, чтобы отверстие для луча лежало у наименования нужного месяца.
