Как хорошо в холодные зимние вечера думается о теплом солнышке и отдыхе на загородном участке. А между тем это время можно использовать для другого – сделать нужный для каждого дачника прибор, который освободит вас от необходимости искать часы, покажет точное время, а заодно станет интересным развлечением для детей.
Солнечные часы показывают местное солнечное время, которое может отличаться от среднего поясного, отображаемого на механических часах.
Конструкция
Солнечные часы состоят из двух элементов: кадрана – плоской поверхности с нанесенными на нее часовыми делениями (циферблатом) и гномона – прямого стержня, закрепленного на кадране.
Солнечные часы можно изготовить из любого материала, устойчивого к погодным факторам: цемента и камня, дерева и коряг, железа, пластмассы и гравийной отсыпки, или, как Натали 1409, – из привезенных с моря камушков и ракушек. Для циферблата лучше использовать светлый материал (камень-известняк, белый мрамор) – на нем тень от гномона будет заметнее. Для гномона подойдут вязальные спицы, металлические или пластмассовые штыри, длинные гвозди.
Длина гномона должна быть немного больше окружности кадрана.
Солнечные часы станут интересным и «живым» элементом ландшафтного дизайна, если для делений циферблата использовать растения и цветы, обладающие внутренним временем.
К ним относятся: водяная лилия, бархатцы, ипомея, одуванчик, лилейник, осот огородный и другие (более 60 видов).
Например, соцветия календулы раскрываются в 6-7 часов утром и закрываются примерно в четыре часа вечером даже в облачную погоду.
Виды
Солнечные часы подразделяют на три основных вида: вертикальные, наклонные (экваториальные) и горизонтальные.
Вертикальные солнечные часы обычно размещают на стенах каких-нибудь сооружений, на заборах, столбах и т. д. В таких часах кадран нужно направлять строго на юг, перпендикулярно полуденной линии или под острым углом к ней. Гномон крепят несколько выше центра циферблата. Он должен быть наклонен от вертикали на угол, равный 90 градусов минус географическая широта местности.
Экваториальные солнечные часы имеют один недостаток: они показывают точное время лишь в определенный период года. Например, для регионов, расположенных в Северном полушарии, такие часы будут работать с 22 марта по 22 сентября. Однако, учитывая, что дачный сезон длится с весны по осень, этого должно быть достаточно.
Горизонтальные часы показывают время круглый год, однако их показания поздней осенью и зимой не совсем точны. В таких часах гномон устанавливают под углом, равным географической широте местности. Горизонтальные часы обычно располагают посреди клумбы, газона, каменистых садиков или на островке посреди декоративного водоема. В качестве цифровых делений можно использовать пни или валуны.
Установка
Устройство солнечных часов начинается с выбора места. Подойдет открытая площадка в 4 кв.м. На следующем этапе прикрепляют гномон (его тень будет «часовой стрелкой»), наносят на циферблат часовые, получасовые и четвертьчасовые деления (их можно вырезать на плоскости материала, продолбить, нарисовать или пометить цветными стеклышками, нержавеющей проволокой и т.п.).
Часовые деления следует делать крупнее и заметнее остальных. Отсчет начинается от полуденной линии (север-юг), которую лучше определять не по компасу, а найдя самую короткую тень.
Положите горизонтально лист фанеры, перпендикулярно ему воткните штырь острием вверх. Каждые 15 минут (в течение примерно трех часов) отмечайте положение тени, соединяя все точки линией.
Самая короткая тень и будет полуденной линией.
О том, как самому сделать солнечные часы, читайте здесь.
Как установить столбы для забора на одной высоте
По материалам участников форума «Дом и Дача»
Источник
Как сделать солнечные часы на даче: идеи, теория и практика
Хорошо иметь на даче часы, которые видно издалека и которые легко сделать из подручного материала. Они помогут проводить время на даче с пользой: ведь поливать растения можно только до 10 и после 4 часов дня, а находиться на солнце с 11 до 3 категорически запрещено из-за активного воздействия солнечного излучения.
Солнечные часы
Солнечные часы стали первым устройством для определения времени. Точное время они показывают всего три дня за весь дачный сезон (весеннее и осеннее равноденствие и летнее солнцестояние).
В остальные дни разница может доходить до 17 минут, но для дачных работ это не принципиально.
Поэтому можно обойтись без создания таблицы погрешностей или графика, уточняющего время каждый день и час.
Солнечные часы показывают точное время только в дни равноденствия и солнцестояния
Какие бывают солнечные часы
Существует три вида солнечных часов:
Сферические, полукруглые и другие — разновидности основных видов. Принцип всех часов основан на показаниях тени от предмета (гномона), падающей на заранее нанесённые на циферблат (кадран) деления в час, пятнадцать, десять или пять минут, в зависимости от пожелания изготовителя.
Горизонтальные часы
У горизонтальных часов кадран параллелен линии горизонта. В центре или ближе к югу устанавливается гномон — вертикальный предмет, тень которого и будет указывать время.
В горизонтальных часах циферблат параллелен горизонту
От вертикального гномона тень на любой широте России будет иметь разную длину. Для того чтобы тень имела равную длину, гномон наклоняют на угол широты местности, которую можно точно определить по GPS-навигатору или в интернете.
Например, Москва стоит на 55-й широте, угол наклона — 55 о от линии горизонта. Наклоняется гномон только в направлении север–юг по линии самой короткой тени в истинный полдень.
Истинный полдень — момент верхней кульминации центра Солнца для данной точки земной поверхности.
Истинный полдень, как правило, не совпадает с официальным временем. Поэтому тем, кто заранее нанёс деления на кадран, придётся просто повернуть циферблат на угол погрешности. При этом гномон остаётся наклонённым в сторону истинного полдня.
Полуденная линия указывает на географический полюс, а не на магнитный
Как установить mac os x на vmware workstation 12 amd
Экваториальные часы
У экваториальных часов кадран наклоняется в сторону географического севера (для России) относительно горизонта на угол: 90 минус величина широты этой местности. То есть циферблат будет параллелен линии экватора. Гномон устанавливается перпендикулярно кардану, то есть параллельно земной оси. Поправки на местное время такие же, как для горизонтальных часов.
Показания экватариальных часов видны издалека
Вертикальные часы
Вертикальные часы располагают на плоскости, перпендикулярной линии горизонта, а гномон устанавливается под углом к кадрану по полуденной линии на угол, равный разнице между 90 о и величиной широты местности. Полуденная линия определяется по линии самой короткой тени от горизонтального гномона.
На вертикальных часах цифры не всегда симметричны, если стена не смотрит строго на географический юг
Солнечные часы своими руками
Сначала определите место и цель установки часов:
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.
Делаем горизонтальные часы
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:
Уже через несколько дней такие горизонтальные часы будут отклоняться на минуту, но истинный полдень (даже если у вас он приходится на час дня) они будут показывать точно.
Фотогалерея: горизонтальные солнечные часы
Видео: как сделать горизонтальные солнечные часы
Будете ли вы наклонять гномон для получения одинаковой тени или нет, решайте сами. Можно наклонить сам циферблат, то есть установить экваториальные часы. К таким часам не надо подходить, чтобы узнать который час, что экономит и время и силы дачника.
Создаём экваториальные часы
Процесс изготовления экваториальных часов:
Фотогалерея: экваториальные солнечные часы
Видео: изготовление экваториальных солнечных часов
Солнечные часы, изготовленные своими руками, сделают дачу уникальной и помогут лучше планировать необходимые дела и отдых на участке.
Источник
Мастер-класс «Солнечные часы своими руками»
- Ольга Шатеева Мастер-класс «Солнечные часы своими руками»
- Модель солнечных часов, которую мы сделали – самая что ни на есть действующая.
- А, сделать их совсем несложно.
- При изготовлении солнечных часов надо знать некоторые моменты и особенности их конструкции.
Солнечные часы состоят из стрелки-указателя, (эта стрелка называется гномон) и циферблата солнечных часов. Время по солнечным часам определяют по тени, отбрасываемой гномоном на циферблат.
Циферблат солнечных часов делится на 24 часа, а не на 12 часов, как в обычных механических часах. Солнечные часы работают в самый разгар лета только в ясную или малооблачную погоду в светлое время суток.
Как установить мод без cleo
- Существует несколько видов солнечных часов.
- Мы сделали самые простейшие горизонтальные, практически не производя никаких расчетов.
- Нам потребовались материалы:
- 4. Черенок от граблей
- 5. Несколько штук гранитно – мраморной фасадной плитки
- 7. Натуральный камень
- 9. Баллончик золотой краски
- 10. Корабельный лак
- 11. Кусочек линолеума для цифр
- Сначала выбрали по возможности хорошо освещенную площадку, чтобы на часы не падала тень от деревьев или каких-нибудь других сооружений.
- Затем выкопали в земле небольшой котлован для фундамента будущих часов.
- Низ котлована засыпали песком и выровняли.
Отметили центр и установили гномон. В качестве гномона использовали черенок от граблей, немного подрезав ему длину. Песок сверху полили из лейки водой, для того чтобы он стал более плотным.
- Затем равномерно рассыпали щебенку.
На следующем этапе изготовления часов, залили котлован цементным раствором. Сделали стяжку.
Когда стяжка застыла, положили гранитно – мраморную плитку на специальный плиточный клей. Так как специалиста по резке плитки у нас не нашлось, выложили плитку квадратом. Гномон покрасили «Пинотексом»
Через сутки площадка для циферблата была готова. С помощью карандаша и линейки, отмеряя равные отрезки от центра к краю, начертили круг на плитке. Затем нанося плиточный клей по контуру круга в два ряда выложили щебенку, как мозаику.
- В солнечный день через каждый полный час, подходили к часам и делали пометки на плитке и на земле в том месте, куда указывала тень от гномона.
- В качестве оформления циферблата использовали натуральный камень.
- Для большей надежности, камень положили на цементный раствор.
Прежде чем нанести деления и цифры на циферблат, решили сделать часы яркими и красивыми. Вокруг часов выровняли площадку и посыпали ее песком. Из баллончика покрасили щебенку золотой краской, а гномон украсили полосками, используя ту же золотую краску.
Камни и гномон покрыли корабельным лаком. Они стали яркими и блестящими.
Из линолеума вырезали цифры и полоски. И в соответствии нанесенной разметки приклеили их на циферблат клеем «Момент».
Вот так выглядят наши готовые солнечные часы. И показывают они настоящее время!
А, мы теперь с детьми во время прогулки узнаем по солнечным часам, не пора ли нам заходить в детский сад.
Исследовательский проект «Часики» [/h3] Ведут часы секундам счет, Ведут минутам счет. Часы того не подведут, Кто время бережет. Кто жить умеет по часам И ценит каждый час,.
Сказка для старшего дошкольного возраста «Страна времени» Сказка для старшего дошкольного возраста «Страна времени» В зимнюю холодную ночь приснился Феде сон, как будто он попал в сказочную страну.
Источник
Ориентирование по часам и солнцу
Если человек заблудился в лесу, вряд ли у него с собой окажется компас или другие навигационные приборы, по которым можно, хотя бы приблизительно определить направление сторон света. В этом случае отчаиваться не стоит. Существует возможность определения местоположения с помощью подручных предметов. К примеру, по часам и Солнцу.
Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов
Определение сторон горизонта по солнцу возможно следующими способами:
- По восходу и закату. В любой точке Земли солнце идет с востока на запад, т.е. оно появляется из-за горизонта в восточной части, а уходит за горизонт в западной части. Эти показатели могут на несколько градусов отклоняться к северу и югу.
- Ровно в полдень дневное светило находится в южной части небосвода.
- За 60 минут солнце проходит по небесной сфере около 15о. Заметив место восхода, и контролируя, сколько прошло времени с этого момента, человек имеет возможность использовать небесное светило как хороший компас.
Найдя способ определить направление одной из сторон света, человек может без труда найти направление на остальные три. Напротив севера находится юг, слева восток, а справа запад.
С помощью часов нахождение сторон света становится более легким и удобным. Для этого существует несколько способов.
По ключевым точкам
Определение сторон света по ключевым точкам – самый простой для большинства людей способ ориентирования по дневному светилу. Особенно часто он используется теми, кто заблудился, гуляя по лесу. Около 6 часов утра солнце находится на востоке, а около 18 часов на западе. Эти показатели в некоторых случаях могут отличаться на несколько часов. Все зависит от времени года.
С полуднем дело обстоит сложнее. Здесь все зависит от широты, где человек определяет свое местоположение. Если это средние и высокие широты северного полушария – солнце в 12 часов дня будет на юге. Если те же широты, но южного полушария, светило укажет на северную часть горизонта.
На экваторе этот способ вообще лучше не использовать. Здесь к сложностям с широтой прибавляются еще и проблемы с долготой. Солнце может оказаться и как в северной части горизонта, так южной, либо же вовсе над наблюдателем.
Этот способ ориентирования неприменим на экваторе
Основным недостатком этого метода является то, что пользоваться им можно лишь трижды за сутки. Туристы используют его, когда определение своего местоположения другими методами невозможно.
По механическим часам
Наручные часы со стрелками нередко используют для определения сторон света по солнцу. Важно лишь правильным образом расположить циферблат. Делается это так:
- Часы берутся ладонью.
- Часовая стрелка направляется к солнцу.
- Замечается биссектриса между стрелкой и цифрой 12.
Биссектриса при этом будет указывать юг. До полудня это направление будет с правой стороны от солнца, а после 12 часов с левой.
С использованием спички
Способ определения сторон света по часам с использованием дополнительных предметов напоминает предыдущий. Только часовая стрелка направляется к солнцу не визуально, а с помощью спички.
Часы берутся ладонью. В их верхней плоскости вертикально ставится спичка. Падающая от нее тень совмещается часовой стрелкой. Это и будет направление. Далее высчитывается середина угла между ней и цифрой 12, которую также можно найти при помощи спички или другого отвеса.
Ориентирование с помощью спички
По часам без цифр
В наше время все большую популярность приобретают электронные часы. Классического циферблата со стрелками и делениями, расположенными на окружности здесь нет.
Однако таким механизмом также можно определить стороны света указанными выше способами. Для этого необходимо нарисовать цифры на положенных местах или вообразить их.
Результаты такого определения лучше проверять несколько раз, особенно если цифры были нарисованы воображением человека.
Не следует забывать, что результаты этого и ему подобных измерений могут быть неточными из-за одной простой причины, а именно значение истинного полудня. Этот показатель может кардинально отличаться. Все зависит от конкретного региона.
Определить, когда солнце достигло зенита можно по самой короткой тени от вертикально стоящих объектов. Если этим пренебречь, то определяя стороны света можно ошибиться до 30 – 45о.
По пройденному солнцем пути
Зная угловую скорость движения солнца по небесному своду, также можно определить направление различных сторон света.
Способ актуален для Северного полушария, где дневное светило, достигнув зенита, находится в южной части горизонта. Человек должен высчитать, сколько времени прошло или осталось до полудня. Зная, что солнце за 60 минут смещается около 15о, можно определить, в направлении какой стороны света оно находится на данный момент.
Пример. Местное время 17:00. С полудня прошло 5 часа. Т.е. 4 часа назад солнце перешло из юго-восточной части небосвода к юго-западной. Определяем, насколько успело сместиться светило относительно чистого юга. Для этого умножаем 5 часов на 15о. Получается 75о. Именно на таком расстоянии будет юг относительно положения солнца на данный момент времени.
С небольшими корректировками этот метод можно использовать для ориентирования на местности как в северном полушарии, так в южном. Разница будет лишь в стороне света, где находится солнце, достигнув зенита.
Способ применим как в северном, так и в южном полушарии
Ориентирование при помощи часов и солнца, один из самых простых и доступных для среднестатистического человека методов для определения сторон света при экстремальных условиях. Он не требует специальной подготовки, достаточно лишь запомнить, в каких точках дневное светило находится во время восхода, зенита и заката. Важно лишь, чтобы день был солнечный.
Ориентирование по Луне и часам
Как ориентироваться по солнцу теперь понятно, но что если определить направление движения необходимо не днем, а ночью. В этом случае можно использовать единственный космический спутник Земли. Делается это так:
- луна визуально делится 12-ю равными отрезками;
- производится подсчет того, сколько чисел занимает освещенная часть диска;
- замечается текущее время;
- при растущей фазе Луны (рожки месяца направлены влево), текущее время прибавляется к тому числу, которое занимает освещенная часть Луны, а при убывающей (рожки месяца смотрят вправо) – вычитается, тем самым определяется положение спутника при полной фазе, когда он параллелен Солнцу;
- полученное число замечается циферблатом часов и направляется к спутнику;
- зимой юг будет одним делением выше полученного числа, а летом двумя.
Есть еще один способ ориентации по Луне и часам:
- диск спутника делится на 6 частей;
- подсчитывается количество отрезков, которые занимает освещенная часть;
- берутся часы;
- цифра 12 направляется к спутнику;
- если Луна растет, от 12 отнимается число, равное количеству отрезков, на которые приходились освещенные части;
- если Луна стареет, к 12 прибавляется число; равное количеству отрезков, на которые приходится освещенная часть;
- результат покажет южное направление.
Ориентирование по Луне не менее результативно, чем с использованием Солнца. Лунным способом человек также может воспользоваться, если ему при экстремальной ситуации потребуется определить направление.
Ориентирование по луне и часам
Комбинирование ориентации по солнцу и луне поможет человеку в любое время дня и ночи определить направление сторон света. При экстремальных ситуациях это позволит передвигаться практически круглосуточно. Единственным недостатком обоих методов является то, что при пасмурной или туманной погоде сориентироваться по небесным светилам не получится.
Удалось узнать что-то новое? Поделитесь этим в х!
Видео по теме
Автор статей, эксперт по выживанию и чрезвычайным ситуациям. Имею опыт работы в структурах МЧС. Люблю путешествия с палатками.
Солнечные часы на разных широтах • Библиотека
В прошлом номере была задача:
В полярный день солнце не садится за горизонт, и за сутки тень от вертикального стержня сделает один полный оборот вокруг стержня.
Поэтому можно взять горизонтальный циферблат, нанести по кругу через равные промежутки 24 часовых деления — и тень от стержня будет показывать правильное время (приблизительно).
Поэтому вполне вероятно, что если бы механические часы изобрели в полярных широтах, то на циферблате было бы 24 часовых деления.
Чем ближе к полюсу, тем точнее будут такие солнечные часы. А если не на полюсе? Не поворачивая, перенесём эти часы параллельно по воображаемому прямому тоннелю с полюса в любую заданную точку земного шара.
Мы получим так же хорошо работающие солнечные часы, но циферблат окажется наклонённым (фото 1), потому что плоскость такого циферблата всё время была параллельна плоскости экватора в процессе переноса. Циферблат можно сделать горизонтальным и подправить деления, так чтобы точность часов не стала хуже.
При этом деления, отвечающие середине дня, прижмутся друг к другу. Такой трюк не удастся только на экваторе, потому что стержень после переноса тоже окажется горизонтальным.
Горизонтальный циферблат солнечных часов на экваторе нужно делать в виде линейки с делениями. Вот пример. Красная точка на рисунке — вертикальный стержень, а сплошная линия — путь, который проходит кончик тени этого стержня в течение одного дня (слева направо).
Так, 20 марта в какой-то момент стержень не отбрасывает тени вовсе. Двигаясь вдоль линии, кончик тени пересекает штриховые линии через равные промежутки (в 1 час).
Такие часы можно параллельно перенести в любую точку того же меридиана (на фото 2 линейку всё же слегка изогнули и подправили наклон, но принцип работы часов тот же).
Солнечные часы — плохая замена обычным. Ведь полдень — когда солнце выше всего на небе — наступает в разные дни года в разное время. Солнечные часы не могут показывать время точнее, чем с ошибкой в 15 минут, но в течение одного дня расходятся с обычным временем не больше, чем на полминуты.
У циферблата на фото 1 будет две рабочие стороны. Обе стороны одновременно окажутся в тени только два дня в году: в дни весеннего и осеннего равноденствия. Этот недостаток можно исправить как на фото 3.
Художник Евгений Паненко
Определение сторон света по Солнцу и часам
Если под рукой не оказалось ни компаса, ни навигатора, а сориентироваться на местности все же нужно, наиболее эффективными способами для определения сторон света, ориентирования карты на местности (например, в лесу), нахождения своего местоположения и определения направления дальнейшего движения могут служить способы ориентирования по небесным светилам — звездам и Луне.
Отдельно мы подробно говорили про ориентирование по Полярной звезде. Сейчас же сконцентрируем наше внимание на способах ориентирования по Солнцу — самой близкой к нам звезде, — а именно на способах ориентирования по Солнцу и часам.
На рассвете Солнце находится на востоке. Следовательно, если стать лицом к нему, то справа будет юг, слева — север, за спиной — Запад.
Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов
Мне известно три способа ориентирования по Солнцу и часам. Все эти способы базируются на нескольких аксиомах:
- Солнце встает на востоке и садится на западе, при этом чаще всего точное место восхода и захода отклонено в северную либо южную сторону.
- В середине дня Солнце проходит через прямую, соединяющую северное направление с южным.
- Солнце движется по небесной сфере с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час, то есть в два раза медленнее часовой стрелки часов.
- Если стать лицом на север, то позади окажется юг, справа — восток, слева — запад. Понимая это, можно, зная всего одну сторону света, найти все остальные.
Подробнее об этих и других фактах, а также о том, откуда они взяты и почему работают так, а не иначе, можно прочитать в отдельной статье. Сейчас же предлагаю перейти непосредственно к описанию методов ориентирования.
Способ №1. По ключевым точкам
Данный способ основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится приблизительно на востоке, а в 6 часов вечера — приблизительно на западе. Из всех способов ориентирования по Солнцу этот, пожалуй, самый простой.
Этот способ помогает решать и обратную задачу — по положению тени и известным сторонам света определять время.
С 12 часами дня все немного сложнее: в средних и высоких широтах северного полушария в полдень Солнце будет на юге, в средних и высоких широтах южного полушария — на севере. В тропиках и на экваторе в течение года Солнце в полдень может оказаться то на севере, то на юге, а иногда и строго над головой наблюдателя. Подробно этот вопрос мы разбирали здесь…
Исходя из этого, можно более-менее точно узнать расположение сторон света в 6:00, 12:00 и 18:00. Для этого определяется направление на Солнце, делается вывод о стороне света, которая соответствует этому направлению, а затем, зная одну сторону света, находятся все остальные.
Данный метод позволяет быстро сориентироваться на местности, но его главным недостатком является привязка лишь к трем ключевым точкам — моментам времени, когда Солнце примерно совпадает с основными направлениями сторон света. Использовать же его в другие моменты времени не представляется возможным.
Способ №2. По аналоговым часам и Солнцу
Этот способ основан на знании того, что в средних и высоких широтах северного полушария Солнце движется по небосводу по часовой стрелке с угловой скоростью, равной половине от скорости движения часовой стрелки на часах. Это, по сути, — усовершенствованный первый способ.
Чтобы определить стороны света по аналоговым часам и Солнцу, следует придерживаться следующей инструкции:
- Часы располагаются горизонтально. Циферблат должен быть направлен вверх.
- Часы поворачиваются в горизонтальной плоскости так, чтобы часовая стрелка указала на Солнце, а точнее на его проекцию на горизонт.
- От центра циферблата проводится луч так, чтобы он оказался строго между часовой стрелкой и цифрой «12». При этом в утренние часы этот луч будет находиться в промежутке от 6 до 12, а в вечерние — в промежутке от 12 до 6, если смотреть по часовой стрелке. Этот луч и укажет приблизительное направление на юг.
Существует вариация этого метода с использованием спички. Для этого:
- Часы располагаются горизонтально циферблатом вверх.
- Между часовой стрелкой и цифрой «12» на циферблате мысленно отмечается точка.
- Возле этой точки сбоку к корпусу часов прикладывается спичка так, чтобы она была перпендикулярна плоскости циферблата.
- Часы с прислоненной к ним спичкой вращаются в горизонтальной плоскости до тех пор, пока тень от спички не пересечет центр циферблата.
- Луч, проведенный из центра циферблата через цифру «12» укажет приблизительное направление на юг.
Методы с использованием аналоговых часов хорошо будут работать только в том случае, если Солнце в течение дня будет двигаться низко над горизонтом. Чем выше солнечный зенит в конкретном регионе в конкретное время года, тем большую ошибку эти методы будут давать.
Например, они будут прекрасно работать за полярным кругом во время полярного дня, неплохо — в средних широтах в зимний период, и окажутся совершенно непригодными для ориентирования — в летних тропиках и на экваторе.
Кроме того, я не зря указал, что способ ориентирования по Солнцу и аналоговым часам предназначен для северного полушария.
В южном полушарии, где Солнце движется справа налево, этот метод ориентирования нужно менять (о том, как это сделать, мы говорили в другой статье).
Однако пользоваться им при этом становится сложнее, а значит увеличивается вероятность допущения ошибки. В таких ситуациях лучше применять другой способ, о котором поговорим далее.
Способ №3. По пройденному Солнцем пути
Это мой авторский способ ориентирования, основанный на знании скорости движения Солнца по небосводу. Он был придуман несколько лет назад и показал свою эффективность на практике в условиях различных походов.
Рассмотрим его на примере средних широт северного полушария, где в 12 часов дня Солнце будет находится приблизительно на юге.
Зная время в данный момент, нетяжело определить, сколько часов осталось до 12, или сколько часов прошло после 12 часов дня, то есть того момента, когда Солнце было на юге. Зная положение Солнца в данный момент, скорость и направление его движения по небосводу, можно легко определить, где Солнце окажется или было в 12:00, тем самым определив направление на юг.
Предположим, что в данный момент 8 часов утра. Это значит, что до 12 часов осталось 4 часа. То есть через 4 часа Солнце окажется на юге, сместившись слева направо от положения, в котором находится в данный момент.
Определяем расстояние, на которое нужно сместиться Солнцу, чтобы оказаться на юге: 4 часа умножаем на 15 градусов в час — получаем 60 градусов.
То есть от того положения Солнца, где оно находится в данный момент времени, нужно отступить вправо угловое расстояние равное 60 градусам — и полученное направление будет соответствовать направлению на юг.
Зная, что на расстоянии 57 см от глаз 1 сантиметр соответствует примерно 1 градусу, можно легко без транспортира найти направление на юг. Выставленный на этом расстоянии кулак с отогнутым в сторону большим пальцем соответствует примерно 15–17 см, то есть 15–17 градусам. Соответственно, четыре таких кулака будут соответствовать примерно 60 градусам.
Конечно, в этом случае было бы удобнее отступить не 60 градусов вправо, определяя юг, а 30 градусов влево, определяя восток: это уменьшило бы ошибку и несколько бы сократило временные затраты. Однако я решил не путать читателя и решил задачу по описанной ранее схеме.
Недостатки у данного способа те же, что и у предыдущего, однако есть и ряд преимуществ. Так, например, не нужны аналоговые часы, то есть часы со стрелками: для этого способа достаточно электронных часов, мобильного телефона или радиоточки, по которой сообщают текущее время. Кроме того, этот метод одинаково удобен для использования, как в северном полушарии, так и в южном.
Пользуясь разобранными сегодня методами, необходимо вносить корректировки, связанные с переводом часов на летнее время. Если этого не сделать, ошибки при ориентировании по Солнцу и часам могут значительно возрасти. Об этом мы рассказывали в отдельной статье.
Также для повышения точности стоит вносить корректировку, связанную с рядом других моментов, которые влияют на отклонение «земного» времени от астрономического. Однако зачастую эти моменты не учитываются, поскольку их влияние на точность метода незначительно, ведь данные методы вообще не претендуют на звание точных.
Не лишним будет также отметить, что ориентироваться по Солнцу можно и без часов, однако именно методы с использованием часов позволяют найти стороны света наиболее быстро, хоть и не всегда точно. Именно благодаря своей скорости данные методы целесообразны в большинстве случаев, поскольку чаще всего скорость является приоритетнее точности.
Тем не менее, это вовсе не отменяет необходимости изучения всех вариантов ориентирования, поскольку ситуации бывают разные, а часы, как и любые сложные механизмы, имеют привычку выходить из строя. Поэтому всегда стоит уметь обходиться без них.
Максим Чечетов
Изменение суточного пути Солнца над горизонтом на разных широтах
Как меняется в наших широтах суточный путь Солнца относительно горизонта от весны к лету и затем к зиме смотри: Видимое движение солнца по эклиптике
Что касается изменений суточного пути Солнца на разных широтах в течение года, то их можно выяснить, изучая рисунок 43. В точке Q Солнце кульминирует в полдень в дни равноденствия, так как в эти дни оно находится на небесном экваторе.
В день летнего солнцестояния оно кульминирует на 23°27' выше, а в день зимнего солнцестояния на 23°27' ниже (дополните чертеж суточными параллелями Солнца в дни солнцестояния).
Суточные пути Солнца над горизонтом в средних широтах показаны на рисунке 45, слева.
Определим теперь, при каком значении угла ф, то есть на какой широте, Солнце может иметь верхнюю кульминацию в зените. Из рисунка 43 ясно, что это возможно на широтах от +23°, 5 до -23°,5 в те дни, когда склонение Солнца равно широте места (угловому расстоянию точки Q небесного экватора от зенита). После подробного рассмотрения вопроса мы убедимся в следующем.
На земном экваторе Солнце, как и все другие небесные светила, всегда восходит и заходит относительно горизонта не наклонно, а отвесно (Рисунок 45).
Поэтому там круглый год день равен ночи (горизонт делит суточный путь Солнца пополам), а сумерки бывают очень короткими. Солнце быстро опускается за горизонт.
В полдень Солнце бывает в зените два раза в году — в дни равноденствий, когда его склонение равно 0°.
Рисунок 45 — Движение Солнца над горизонтом в разные времена года для наблюдателя, находящегося в средних широтах (слева) и на экваторе Земли (справа).
На Земле есть места, где Солнце только один раз в году бывает в полдень в зените. Это происходит 22 июня на географической широте +23°27'. Эта географическая параллель называется тропиком Рака. В полдень 22 декабря Солнце бывает в зените в местах, расположенных на южной параллели -23°27', называемой тропиком Козерога.
Свои названия эти географические параллели получили в древности в связи с тем, что Солнце кульминировало в зените на тропиках в пору прохождения им созвездий Рака и Козерога, где находились в то время точки летнего и зимнего солнцестояний. За несколько тысяч лет, прошедших с той поры, эти точки переместились в соседние созвездия Близнецов и Стрельца. По-гречески тропик — поворот. Это название связано с поворотом движения Солнца по отношению к небесному экватору.
На полюсах Земли Солнце, пока оно находится над горизонтом, совпадающим здесь с небесным экватором, ежедневно описывает круги, почти параллельные горизонту.
Как мы уже знаем, это продолжается на Северном полюсе Земли полгода, с 21 марта по 23 сентября.
Так как с 21 марта по 22 июня Солнце непрерывно поднимается над небесным экватором, переходя из южного полушария неба в северное, мы приходим к следующему заключению.
На Северном полюсе Земли Солнце восходит один раз в году — около 21 марта — и, не заходя в течение полугода, описывает ежедневно полный круг над горизонтом, в то же время поднимаясь на все большую высоту до 22 июня; иначе говоря, Солнце описывает на небе витки очень пологой спирали. С 22 июня по 23 сентября Солнце по такой же спирали постепенно опускается к горизонту и после 23 сентября полгода не показывается над горизонтом. Полгода на полюсе — ночь и полгода — день.
По мере удаления от Северного полюса на юг в году появляется все больше дней, когда Солнце восходит и заходит, но летом все же бывает период, когда много дней подряд оно не заходит, и зимой — ряд дней, когда оно не восходит совсем. Такие явления, в частности нижнюю кульминацию Солнца в полночь, можно наблюдать в СССР в Мурманске и в других пунктах, находящихся севернее северного полярного круга.
Нетрудно убедиться, что на Земле есть такие места, где Солнце только раз в году, именно 22 июня, не заходит, а лишь касается горизонта (в точке севера) в момент своей нижней кульминации (в полночь).
22 декабря, и только в этот день, в этих местах Солнце не восходит, а в полдень лишь касается точки юга, оставаясь под горизонтом.
Эти места расположены на Земле на географической параллели 66°33', называемой северным полярным кругом.
На Южном полюсе Земли наблюдаются те же явления, что и на Северном полюсе: только там полярный день длится с 23 сентября по 21 марта, а ночь — с 21 марта по 23 сентября. На южном полярном круге (66°33' южной широты) день без восхода Солнца бывает 22 июня, а день без захода Солнца — 22 декабря.
В местностях, расположенных немного южнее северного полярного круга, например в Ленинграде, около 22 июня Солнце ночью опускается под горизонт, но ненадолго и неглубоко. Поэтому его лучи из-под горизонта сильно освещают воздух («белые ночи»).
Из всего сказанного ясно (и это следует твердо запомнить), что время восхода и захода Солнца зависит не только от дня года,' но и от географической широты, на которой находится наблюдатель. Поэтому время восхода и захода Солнца, указываемое в обычных календарях, может быть верным только для одной какой-либо широты, а не для всей территории СССР.
Солнечные часы — что это и как работает?
Солнечные часы — устройство, с помощью которого можно определить текущее время по Солнцу. Они работают по принципу отбрасывания тени от объекта на поверхность с отметками времени. Объект, который отбрасывает тень, называется «гномон». По тени можно определить угловую высоту Солнцу.
Гномоны бывают разные: с фигурой и острым краем или с тонким стержнем. Солнце меняет свое расположение в течение суток: каждый час поворачивается на 15 градусов. Чтобы переместиться на один градус долготы с востока на запад, Солнцу требуется 4 минуты. Вместе с этим перемещается тень от гномона — она падает на отметку с определенным часом.
Солнечные часы сопоставляют с осью вращения Земли. Форма устройства должна указывать на настоящий астрономический север — это не Северный или Южный полюса. Форма горизонтально ориентированных часов должна соответствовать географической широте.
Виды солнечных часов
Есть три основных типа солнечных часов: горизонтальные, экваториальные и вертикальные. Раньше люди строили шаровые, конические и цилиндрические часы.
Горизонтальные солнечные часы состоят из кадрана и гномона. Что такое гномон, вы уже знаете, а вот кадран — это плоскость с часовыми делениями.
На горизонтальных часах кадран устанавливают параллельно плоскости горизонта. Гномон — это, как правило, треугольник, который перпендикулярен плоскости кадрана.
Одна из сторон гномона наклонена на угол, равный географической широте места установки часов.
Линия, которая пересекает кадран и гномон, направляется параллельного полуденной линии. Вдоль этой линии направлена тень вертикального стержня в истинный полдень. Истинный полдень — это время в середине дня, между восходом и закатом солнца.
Экваториальные солнечные часы состоят из гномона и кадрана, как и горизонтальные. Часовые деления отмечаются на кадране через равные угловые промежутке — аналогичным образом времся отмечается на циферблате обычных часов. Гномон, как правило, это металлический стержень, который устанавливают на кадране перпендикулярно его поверхности.
Кадран ориентируется в горизонтальной плоскости, чтобы прямая, которая соединяет гномон и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно полуденной линии. В сторону юга — для Северного полушария, в сторону севера — для Южного полушария.
Также, прямая, которая соединяет основание гномона и часовое деление, наклоняется относительно плоскости горизонта.
Основной минус экваториальных часов — они работают только от дня весеннего равноденствия до осеннего равноденствия.
Вертикальные солнечные часы размещают на стенах различных строений. Их кадран расположен вертикально и перпендикулярен плоскости горизонта. При этом, он может быть повернут в любую сторону — от этого зависит расположение часовых делений. Чтобы деления времени были симметричны относительно полуденного деления, кадран должен быть обращен на юг в северном полушарии и на север — в южном.
В России вертикальные солнечные часы можно найти в Московском планетарии. Они показывают текущую дату и время.