Analemmatische Sonnenuhr Wie zu bauen und warum sie funktionieren
Einführung
Stellen Sie sich vor, dass Sie nur die neuesten digitalen Uhren bekommen haben, mit einer Stoppuhr, Datum, Uhrzeit aus der ganzen Welt, und die Fähigkeit, bei 4000 Klafter zu funktionieren. Es gibt nur ein kleines Problem: die Batterien flach gegangen. Wenn jedoch die Sonne scheint Sie nicht eine Uhr überhaupt verwenden müssen, weil die Sonne eine hervorragende Uhr macht die (zum Glück) benötigt keine Batterien, die nach unten laufen kann. Dieser Artikel dreht sich alles um eine bestimmte Art von Sonnenuhr und wie Sie ein für sich selbst bauen können.
Wichtiger Sicherheitshinweis
Schauen Sie nie direkt in die Sonne!
Wir nehmen oft das Problem, die Zeit zu erzählen oder das Tagesdatum für selbstverständlich finden, sondern Lösungen für diese beiden Fragen ist entscheidend für unsere Zivilisation zu finden. Frühe Männer und Frauen benötigt, um eine genaue Vorstellung von den Jahreszeit zu haben, um zu wissen, wann zu pflanzen und ihre Ernte zu ernten. Als Zivilisation entwickelt wurde es wichtig, die Zeit im Laufe des Tages zu kennen. Zwei Mal war offensichtlich, wie jeder war bewusst, als die Sonne aufging (Morgendämmerung) und wenn es gesetzt (Dämmerung). Genauere Beobachtungen der Sonne zeigten dann, dass im Osten gestiegen, es auf den höchsten Punkt am Himmel (genau nach Süden in der nördlichen Hemisphäre) geklettert, bevor sie in dem Westen in Richtung seiner Einstellung Punkt absteigt. Die Zeit des höchsten Punktes von der Sonne erreicht (das ist, wenn die Schatten waren kürzeste) Mittag genannt. Morgendämmerung zu wissen, Mittag und Abenddämmerung hat uns morgens, mittags und abends.
Jede Zivilisation hat in der Art und Weise interessiert die Sonne bewegt, und Astronomie und Mathematik haben immer nebeneinander entwickelt. Bessere Beobachtungen für schnellere und effizientere mathematische Methoden genannt. Detailliertere Theorie fuhren Menschen genauere Beobachtungen zu machen. Auf diese Weise entwickelte sich Theorie und Praxis zusammen. In diesem Artikel geben wir einige Theorie über die Art, wie die Sonne bewegt und dann für den Aufbau einer Art von Sonnenuhr als analemmatische Sonnenuhr bekannt auf ein praktisches Verfahren konzentrieren. Wir wählen zunächst nicht zu viel Rechtfertigung für die Mathematik hinter dem Bau dieser Wahl zu geben. Einzelheiten der Theorie dieser Wahl kann in einem späteren Abschnitt dieses Artikels zu finden.
Beachten Sie, dass die folgenden Artikel geht davon aus, dass Sie in der nördlichen Hemisphäre sind. Wenn Sie eine Sonnenuhr bauen wollen, die südlich des Äquators arbeiten müssen Sie einige Änderungen vornehmen, aber die folgende Methode ist einfach anzupassen.
Was ist ein analemmatische Sonnenuhr?
Änderungen täglich, vertikal.
Berechnen Sie dies für den eigenen Spielraum im Hochsommer und der Mitte des Winters.
Abbildung 3: Der Weg der Sonne.
In einer normalen Sonnenuhr ist ein Schatten von einem „Gnomon“ oder Zeiger werfen, die direkt auf Polaris zeigt. Wenn eine Disc von Karte zu diesem Zeiger geklebt wird, senkrecht zu ihm, dann der Schatten von der Sonne gegossen ist konstanter Länge den ganzen Tag und bewegt sich um die Karte im Uhrzeigersinn mit dem Endpunkt des Schattens auf einem Kreis liegen. Eine solche Sonnenuhr (eine äquatoriale Sonnenuhr genannt) ist sehr einfach zu machen, und Sie können in Abbildung 4. Indem ich sehen, wo der Schatten fällt wir die Zeit erzählen.
Abbildung 4: Die vervollständigte äquatoriale Sonnenuhr.
In einer Analemmatische Sonnenuhr ist der Zeiger vertikal. Der Schatten von der Sonne auf einer horizontale Fläche gegossen, wie der Boden, bewegt sich im Uhrzeigersinn um den Zeiger, aber dieses Mal variiert sie im Laufe des Tages in der Länge. Der Endpunkt des Schattens fällt nicht mehr auf einem Kreis. Tatsächlich, wenn die Sonne untergeht, ist der Schatten von unendlicher Länge. Wir können immer noch die Zeit von der Position des Schattens sagen, aber es ist ein wenig komplizierter.
Die Analemmatische Sonnenuhr
die Ellipse
Abbildung 5: Eine Ellipse.
Abbildung 6: eine Ellipse zeichnen.
Übung 2: Mit der Definition einer Ellipse, zeigt, dass die Gleichung 5 wahr ist.
Wie groß sollte ich machen eine analemmatische Sonnenuhr?
Abbildung 7: Die Höhe einer Person.
Abbildung 12 zeigt die resultierende analemmatische Wahl für Bath.
Abbildung 12: Die fertige Wahl für Bath, England.
Welche Art von Zeit hat eine Sonnenuhr zeigen?
Die meisten Sonnenuhren zeigen, was als wahre Ortszeit bekannt ist. Dies unterscheidet sich von der Zeit auf der Uhr, die Standard mittlerweile genannt wird. Es gibt zwei Gründe dafür.
Abbildung 13: Die Zeitgleichung.
Warum funktioniert eine analemmatische Sonnenuhr Arbeit?
Abbildung 14: Das Finden der Stundenwinkel.
Ich möchte eine analemmatische Sonnenuhr konstruieren, die für meine Lage wahre Uhrzeit gibt. Ist das möglich? Ich fragte mich, ob es möglich ist, die Position der Punkte einzustellen, wo der Gnomon für die Zeitgleichung Unterschiede jeden Tag zu berücksichtigen geht?
Dies wird eine PDF-Bild des Wahl machen ähnlich dem, was Sie wollen. Sie können es jede Größe drucken Sie wollen. Da der Gnomon es gedruckt wird, richtig dimensioniert sein.
Wenn Sie zwei Zifferblätter mit s Kurven statt 8 Kurven machen sind sie viel leichter zu lesen.
Sie müssen Ihre Position in Längen- und Breitengrad einzugeben.
Faszinierend. Als Ex-RAF-Navigator, in Astro trainiert und jetzt im Ruhestand, und ein scharfen Gärtner brachte Ihr Artikel zusammen Fäden von beiden Enden meines Lebens ein interessantes und lohnendes Projekt zu begeistern. Jetzt außerhalb Pittsburgh leben, Pennsylvania, und ganz irgendwie aus Bath, ich würde gerne sehen, dass Excel-Sheet zu verbreiten!