Comment analemmatiques cadrans solaires construire et pourquoi ils travaillent
introduction
Imaginez que vous avez juste obtenu les dernières montres numériques, avec un chronomètre, date, les heures de partout dans le monde, et la capacité de fonctionner à 4000 mètres. Il y a juste un petit problème: les batteries ont crevé. Cependant, si le soleil brille, vous n'avez pas besoin d'utiliser une montre du tout, parce que le soleil fait une excellente horloge qui (heureusement) n'a pas besoin de batteries qui peuvent fonctionner vers le bas. Cet article est tout au sujet d'un type particulier de cadran solaire et comment vous pouvez construire un pour vous-même.
IMPORTANT CONSEILS DE SÉCURITÉ
Ne regardez jamais directement le soleil!
Nous prenons souvent le problème de dire l'heure ou de trouver la date du jour pour acquis, mais de trouver des solutions à ces deux questions est essentielle à notre civilisation. Les premiers hommes et les femmes ont besoin d'avoir une idée précise des saisons afin de savoir quand planter et récolter leurs cultures. Comme la civilisation a développé, il est devenu important de connaître le moment de la journée. Deux fois étaient évidentes que tout le monde était au courant du moment où le soleil se levait (l'aube) et quand il se (coucher du soleil). puis de préciser les observations du soleil ont montré que ayant augmenté dans l'Est, il a atteint son point le plus haut dans le ciel (du Sud en raison de l'hémisphère Nord) avant de redescendre vers son point de réglage dans l'Ouest. Le temps du point le plus haut atteint par le soleil (ce qui est quand les ombres étaient le plus court) est appelé midi. Connaissant l'aube, midi et soir nous a donné le matin, l'après-midi et la nuit.
Chaque civilisation a été intéressé par la façon dont le soleil se déplace, et l'astronomie et les mathématiques ont toujours développé à côté de l'autre. De meilleures observations qu'appellent des méthodes mathématiques plus rapides et plus efficaces. théorie plus détaillée a conduit les gens à faire des observations plus précises. De cette façon, la théorie et la pratique ont évolué ensemble. Dans cet article, nous donnons une théorie sur la façon dont le soleil se déplace, puis se concentrer sur une méthode pratique pour la construction d'un type de cadran solaire connu sous le nom analemmatique. Nous avons choisi d'abord de ne pas donner trop de justification pour les mathématiques derrière la construction de ce cadran. Les détails de la théorie de ce cadran se trouvent dans une autre section de cet article.
Notez que l'article suivant suppose que vous êtes dans l'hémisphère Nord. Si vous voulez construire un cadran solaire qui est de travailler au sud de l'équateur, vous aurez besoin de faire quelques changements, mais la méthode suivante est facile à adapter.
Qu'est-ce qu'un analemmatique?
Les changements quotidiens, verticaux.
Calculez ce pour votre propre latitude au milieu de l'été et la mi-hiver.
Figure 3: Le chemin du soleil.
Dans un cadran solaire normale, une ombre est projetée par un « gnomon » ou pointeur qui pointe directement vers Polaris. Si un disque de la carte est collée à ce pointeur, perpendiculaire, puis l'ombre projetée par le soleil est de longueur constante tout au long de la journée et se déplace dans le sens horaire de la carte avec le point final de l'ombre se trouvant sur un cercle. Un tel cadran solaire (appelée équatoriale cadran solaire) est très facile à faire et vous pouvez voir une figure 4. En voyant où l'ombre tombe, nous pouvons dire le temps.
Figure 4: Le cadran solaire équatorial terminée.
Dans un analemmatique le pointeur est vertical. L'ombre projetée par le soleil sur une surface horizontale, telle que le sol, se déplace dans le sens horaire autour du pointeur, mais cette fois-ci varie en longueur pendant la journée. Le critère d'évaluation de l'ombre ne tombe plus sur un cercle. En effet, quand le soleil se couche, l'ombre est d'une longueur infinie. Nous pouvons encore dire le temps de la position de l'ombre, mais il est un peu plus compliqué.
Le analemmatique
l'ellipse
Figure 5: une ellipse.
Figure 6: Dessin d'une ellipse.
Exercice 2: Utilisation de la définition d'une ellipse, montre que l'équation 5 est vrai.
Quelle est la taille dois-je faire une analemmatique?
Figure 7: La hauteur d'une personne.
La figure 12 montre le cadran analemmatique résultant pour Bath.
Figure 12: Le cadran terminé pour Bath, en Angleterre.
Quel genre de temps faut-un spectacle cadran solaire?
La plupart des cadrans solaires montrent ce qui est connu comme vrai, heure locale. Ceci diffère de l'heure de votre montre, que l'on appelle le temps moyen standard. Il y a deux raisons à cela.
Figure 13: L'équation du temps.
Pourquoi un travail analemmatique cadran solaire?
Figure 14: Trouver l'angle de l'heure.
Je voudrais construire un analemmatique qui donne vrai temps d'horloge pour mon emplacement. Est-ce possible? Je me demandais s'il est possible de régler la position des points où le gnomon va rendre compte de l'équation des différences de temps chaque jour?
Cela fera une image pdf du cadran similaire à ce que vous voulez. Vous pouvez l'imprimer toute taille souhaitée. Étant donné que le gnomon est imprimé à elle sera dimensionnée correctement.
Si vous faites deux cadrans avec des courbes de s au lieu de 8 courbes, ils sont beaucoup plus faciles à lire.
Vous devez entrer votre position en latitude et longitude.
Fascinant. En tant que navigateur ex-RAF, formé à astronavigation, et maintenant à la retraite, et un jardinier passionné, votre article a réuni fils des deux extrémités de ma vie pour inspirer un projet intéressant et utile. Maintenant, vivant à l'extérieur de Pittsburgh, en Pennsylvanie, et assez loin de Bath, je serais ravi de voir que la feuille Excel propagation!