• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zegar słoneczny



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Królewskie Obserwatorium Astronomiczne w Greenwich (The Royal Greenwich Astronomical Observatory) – obserwatorium astronomiczne zbudowane przez króla Karola II 10 sierpnia 1675 roku. Kierowane było w późniejszych latach m.in. przez Johna Flamsteeda. Służyło wówczas do pomiarów astrometrycznych, przydatnych do nawigacji w żegludze dalekomorskiej. Następnie stanowisko dyrektora objął Edmund Halley (w 1720 r.). Obecnie nie prowadzi obserwacji z powodu londyńskiego zanieczyszczenia światłem.Szerokość geograficzna (ang. latitude, symbol φ) – jedna ze współrzędnych geograficznych, kąt pomiędzy półprostą poprowadzoną ze środka kuli ziemskiej i przechodzącą przez dany punkt na jej powierzchni a płaszczyzną równika.
    Najważniejsze elementy zegarów słonecznych[]

    Wskazówka biegunowa[]

    Przełomem w historii metrologii czasu było wprowadzenie do zegarów azymutalnych wskazówki ukierunkowanej biegunowo, czyli wycelowanej w biegun niebieski. Jest ona ustawiona równolegle do osi obrotu Ziemi i na półkuli północnej wskazuje w przybliżeniu Gwiazdę Polarną. Konsekwencją tego ustawienia jest równoległość wskazówki względem płaszczyzny lokalnego południka i jej nachylenie do horyzontu pod kątem równym szerokości geograficznej danego miejsca. Z tego powodu kąt nachylenia wskazówki biegunowej do tarczy zależy od rodzaju zegara azymutalnego i od jego lokalizacji (szerokości geograficznej). Rozwiązanie to pozwoliło odmierzać godziny równe, których czas trwania nie zależy od pory roku.

    Ekliptyka – (z gr. έκλειψις zaćmienie) wielkie koło na sferze niebieskiej, po którym w ciągu roku pozornie porusza się Słońce obserwowane z Ziemi.Biegun niebieski – punkt przebicia sfery niebieskiej przez jej oś obrotu, zwaną też osią świata. Oś świata jest zawsze równoległa do osi rotacji planety lub księżyca, co powoduje że bieguny niebieskie na innych ciałach mają inne położenie względem gwiazd.

    Obecnie nazwy „gnomon” (z gr. wskazówka) przyjęto używać w w znaczeniu ogólnym w odniesieniu do każdej również biegunowej wskazówki zegara słonecznego, aczkolwiek bardziej poprawnie byłoby używać tej nazwy jedynie dla określenia wskazówki pionowej lub poziomej występującej w zegarach godzin nierównych i wysokościowych. Natomiast w stosunku do wskazówki biegunowej powinno się używać nazwy „polos” (z gr. oś, słupek), co jednoznacznie identyfikuje zegary azymutalne odmierzające czas w systemie godzin równych.

    Pory roku – okresy klimatyczne, będące następstwem ruchu obiegowego Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny orbity tego ruchu. Ruch obiegowy Ziemi przy stałym nachyleniu osi obrotu sprawia, że warunki oświetlenia Ziemi zmieniają się w rytmie rocznym, co pociąga za sobą zmiany klimatyczne oraz wpływa na wegetację roślin i tryb życia zwierząt. Nauka o wpływie pór roku na świat roślin i zwierząt to fenologia.Gnomonika (gr. gnomoniké téchne od gnómon, γνόμον- ‘pręt wskazujący godzinę w zegarze słonecznym’) – nauka związana z astronomią dotycząca obliczania i kreślenia zegarów słonecznych. Był to jeden z przedmiotów wykładanych w kolegiach jezuickich popularnych w XVII - XVIII wieku. Autorem jednego z najlepszych w Polsce podręczników teoretycznej i praktycznej gnomoniki był kanonik dobromiejski Józef Tuławski. Jego dzieło pt.Gnomonica facilitata ukazało się w Królewcu w roku 1751. Pracę swą kanonik dobromiejski dedykował biskupowi warmińskiemu Adamowi Stanisławowi Grabowskiemu.

    Rolę wskazówki biegunowej w zegarach słonecznych może pełnić prosty pręt, krawędź (tzw. styl) jakiejś płaskiej płyty (najczęściej o kształcie zbliżonym do trójkątnego, ale w niektórych konstrukcjach – np. w zegarach biegunowych może to być brzeg tarczy zegara) lub nitka (zegary przenośne dyptykowe). W zegarach cieniowych wskazówka jest realizowana w odmienny sposób. Dokładne ustawienie wskazówki biegunowej zegara słonecznego jest jednym z podstawowych kryteriów warunkujących dokładność jego wskazań.

    Rektascensja, α (łac. recta ascensio – "wznoszenie proste") – jedna ze współrzędnych astronomicznych, określających położenie ciała niebieskiego na sferze niebieskiej w układzie współrzędnych astronomicznych zwanym układem równikowym równonocnym.Starożytność – okres w historii Bliskiego Wschodu, Europy i Afryki Północnej nazywany też antykiem i obejmujący dzieje tych regionów od powstania pierwszych cywilizacji do około V wieku n.e.

    Skala zegara tzw. tarcza zegarowa[]

    Skalę czasu w zegarze słonecznym analogowym tworzy układ linii (zegarowych) przyporządkowanych do wyznaczania poszczególnych odcinków (jednostek) czasu. Odcinki linii zegarowych (lub odpowiadające im znaczniki) zostają wykreślone na tarczy zegara i często są podpisane oznaczeniami liczbowymi lub symbolicznymi. Odległości pomiędzy odpowiednimi liniami wyznaczają podziałkę zegara. W przypadku zegarów słonecznych najczęściej wykreśla się linie: godzinowe, półgodzinne i kwadransowe, rzadziej – 5.minutowe lub drobniejsze – np. minutowe. Przebieg linii zegarowych zależy od rodzaju zegara i przyjętego systemu rachuby czasu. W zegarach równikowych, horyzontalnych i wertykalnych linie zegarowe są półprostymi, które rozchodzą się (one, lub ewentualnie przedłużenia odcinków tych linii, wykreślonych na tarczy) z punktu, w którym wskazówka zegara (lub linia będąca jej przedłużeniem) przecina tarczę zegarową (lub powierzchnię, wyznaczoną przez tarczę). Punkt taki nazywa się początkiem skali zegarowej. Wyjątkiem od tej reguły jest zegar biegunowy, w którym linie zegarowe tworzą układ prostych równoległych (do siebie nawzajem i do wskazówki). Innym odstępstwem od reguły prostych linii zegarowych są zegary wysokościowe, w których linie te są krzywymi. Także w przypadku niektórych zegarów analemmatycznych oraz zegarów azymutalnych, których tarcze wykreślane są na nieregularnych powierzchniach, linie godzinowe nie są prostymi w znaczeniu geometrii euklidesowej (np. Głaz Jastrzębowskiego).

    Księżyc (łac. Luna, gr. Σελήνη Selḗnē; pol. fraz. „Srebrny Glob”, „srebrny glob”; pol. przest. gw. poet. „miesiąc”; pol. przest. poet. „luna”) – jedyny naturalny satelita Ziemi (nie licząc tzw. księżyców Kordylewskiego, które są obiektami pyłowymi i przez niektórych badaczy uważane za obiekty przejściowe). Jest piątym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym. Przeciętna odległość od środka Ziemi do środka Księżyca to 384 403 km, co stanowi mniej więcej trzydziestokrotność średnicy ziemskiej. Średnica Księżyca wynosi 3474 km, nieco więcej niż 1/4 średnicy Ziemi. Oznacza to, że objętość Księżyca wynosi około 1/50 objętości kuli ziemskiej. Przyspieszenie grawitacyjne na jego powierzchni jest blisko 6 razy słabsze niż na Ziemi. Księżyc wykonuje pełny obieg wokół Ziemi w ciągu 27,3 dnia (tzw. miesiąc syderyczny), a okresowe zmiany w geometrii układu Ziemia-Księżyc-Słońce powodują występowanie powtarzających się w cyklu 29,5-dniowym (tzw. miesiąc synodyczny) faz Księżyca.Ratusz w Otmuchowie – budowla z XVI-XVII wieku z wysoką wieżą i dwubiegowymi schodami. Zachowane fragmenty manierystycznej dekoracji sgraffitowej. Na narożniku południowo-wschodnim podwójny zegar słoneczny z końca XVI wieku przeniesiony z dawnej kaplicy zamkowej w 1827 roku (według potocznej wersji miał go wykonać znany uczony szwajcarski Paracelsus).

    Dla zegarów azymutalnych linia godziny 12 w południe leży zawsze w płaszczyźnie lokalnego południka. W przypadku zegarów prostych i regularnych, takich jak zegar: równikowy i horyzontalny, oraz biegunowy i wertykalny zorientowany w kierunku południowym lub północnym (nie deklinacyjne) skala godzinowa (tarcza) jest ponadto symetryczna względem lokalnego południka i równoleżnika.

    Północ (symbol N, ang. north; polski skrót płn.) – jedna z czterech stron świata, odnosi się do kierunku, w którym znajduje się północny biegun geograficzny Ziemi.Polska, Rzeczpospolita Polska – państwo unitarne w Europie Środkowej, położone między Morzem Bałtyckim na północy a Sudetami i Karpatami na południu, w dorzeczu Wisły i Odry. Powierzchnia administracyjna Polski wynosi 312 679 km², co daje jej 70. miejsce na świecie i dziewiąte w Europie. Zamieszkana przez ponad 38,5 miliona ludzi, zajmuje pod względem liczby ludności 34. miejsce na świecie, a szóste w Unii Europejskiej.

    Podziałka zegara[]

    Podziałka zegara jest to odległość między właściwymi liniami zegarowymi, która odpowiada danej jednostce czasu. W przypadku zegarów słonecznych najczęściej stosuje się podziałkę: godzinową, półgodzinną i kwadransową, rzadziej – 5.minutową lub drobniejszą – np. minutową. Charakter podziałki zależy od rodzaju zegara. W przypadku zegarów z przecinającymi się liniami godzinowymi (równikowe, horyzontalne i wertykalne) mamy do czynienia z podziałką kątową, w której poszczególnym odcinkom czasu odpowiadają wartości kątów przypadające między właściwymi liniami zegarowymi. Natomiast w zegarze biegunowym wykorzystuje się podziałkę kreskową, która poszczególnym odcinkom czasu przyporządkowuje odległości pomiędzy odpowiednimi liniami zegarowymi. Postać wyrażenia matematycznego, które określa wielkość podziałki zależy od rodzaju zegara. W ogólności wiąże ono wielkość podziałki zegara z szerokością geograficzną jego lokalizacji za pomocą funkcji trygonometrycznych. Z tego powodu większość zegarów słonecznych ma podziałkę nieliniową (niejednostajną). Oznacza to, że wielkość odległości lub kąta między liniami zegarowymi, odpowiadająca poszczególnym jednostkom czasu (np. godzinom), zmienia się w zależności od pory dnia. Jedynie dla zegara równikowego występuje podziałka liniowa i ponadto wartości kątów pomiędzy danymi liniami zegarowymi są zawsze jednakowe i nie zależą od szerokości geograficznej. Zegar taki nazywamy uniwersalnym, gdyż może być używany w dowolnej lokalizacji.

    Jan Heweliusz, łac. Johannes Hevelius, niem. Johann Hewelcke, inne formy nazwiska: Hewel, Hewelke, Höfelcke, Hövellius, Höwelcke (ur. 28 stycznia 1611 w Gdańsku, zm. 28 stycznia 1687 tamże) – gdański astronom, matematyk i konstruktor instrumentów naukowych.Zachód (symbol W, od ang. west) – jedna z czterech głównych stron świata. Odnosi się do punktu horyzontu, w którym Słońce zachodzi w dniu równonocy.

    Obecnie do projektowania zegarów słonecznych, co w dużej mierze polega na obliczaniu podziałki zegarowej i na tej podstawie wykreślaniu linii godzinowych można wykorzystać programy komputerowe. Tracze prostych zegarów (horyzontalnego, wertykalnego i biegunowego) można również stosunkowo łatwo wykreślić samodzielnie i bez potrzeby wykonywania obliczeń, stosując nieskomplikowaną konstrukcję geometryczną (rzutowania), w której w charakterze wzorca wykorzystuje się tarczę zegara równikowego.

    Pałac w Wilanowie – pałac królewski w Warszawie, na Wilanowie Królewskim, barokowy, wzniesiony w latach 1681–1696 dla króla Jana III Sobieskiego i Marii Kazimiery według projektu Augustyna Locciego, skrzydła boczne dobudowano w latach 1723–1729; mieści Muzeum Pałac w Wilanowie.Ogród Saski w Warszawie – park miejski w Warszawie, w Śródmieściu; pierwotnie królewski ogród pałacowy przy pałacu Saskim, udostępniony publiczności w 1727, jeden z najstarszych parków w Polsce; współcześnie o powierzchni 15,5 ha.

    Dokładność zegara[]

    Naturalną konsekwencją zasady działania prostego zegara słonecznego będzie różnica (najczęściej niezerowa) między jego wskazaniami a czasem urzędowym (oficjalnym), którego używamy na co dzień. Znane są jednak sposoby, pozwalające uwzględnić odpowiednią poprawkę i posługując się zegarem słonecznym otrzymać czas oficjalny. Jednak niezależnie od tego, już sam odczyt wskazania zegara, czy to w systemie prawdziwego czasu lokalnego, czy też czasu średniego, czy strefowego, obarczony jest niepewnością, na którą składają się zarówno fundamentalne ograniczenia każdego rzeczywistego pomiaru, jak i te wynikające ze specyfiki danej metody. Praktycznym ograniczeniem dokładności prawie wszystkich zegarów słonecznych są skończone rozmiary kątowe tarczy słonecznej, rozmycie (nieostrość) cienia występująca na tarczy zegara, a w dłuższej perspektywie czasowej niestabilność periodyczności ruchu Ziemi względem Słońca. Do tego dochodzi jeszcze niepewność odczytu czasu ze wskazań przypadających pomiędzy liniami zegarowymi, która wymaga zastosowania interpolacji (lub w skrajnych położeniach ekstrapolacji), lecz pamiętać należy, że ze względu na nieliniowość podziałki podejście takie ma przybliżony charakter, zwłaszcza dla dużych wartości podziałek (np. godzinowych). Obok tych naturalnych i przypadkowych źródeł niepewności odczytu występują również niepewności systematyczne spowodowane błędami konstrukcyjnymi zegara (powstałymi zarówno na etapie projektowania i wykonania oraz instalacji i pozycjonowania zegara).

    Równanie czasu jest różnicą pomiędzy godzinnym kątem Słońca średniego, a kątem godzinnym Słońca prawdziwego. Równanie czasu to poprawka, którą należy dodać do czasu średniego, celem otrzymania czasu prawdziwego.Analemma w astronomii linia zakreślana na nieboskłonie przez punkt, w którym znajduje się słońce widziane z określonego punktu codziennie o tej samej godzinie. Na Ziemi linia ta ma kształt ósemki.

    Wartość podziałki zależy od szerokości geograficznej (z wyjątkiem zegara równikowego) i parametrów określających ewentualne odstępstwo danego zegara od podstawowej (regularnej) konfiguracji (np. deklinacji i inklinacji tarczy zegarowej). Ewentualne przyjęcie nieprawdziwych wartości tych parametrów przy obliczaniu podziałki zegara powoduje błędne wskazania czasu, przy czym wielkość tego błędu zmienia się nieliniowo w funkcji danego parametru i dodatkowo najczęściej zależy również od pory dnia i daty kalendarzowej. Błędy wynikające z odstępstw wartości poszczególnych parametrów przyjętych przy projektowaniu skali zegara od wartości rzeczywistych dodając się do siebie i mogą zwiększać lub zmniejszać ostateczne odchylenie obserwowanego wskazania zegara od oczekiwanego (prawidłowego).

    Linia południkowa (łac. meridiana) – dawny instrument astronomiczny, służący do pomiaru wysokości Słońca na niebie, a w ten sposób – do dokładnego określania czasu południa, czyli momentu, kiedy danego dnia Słońce znajduje się najwyżej na sferze niebieskiej.Skarpa, szkarpa, przypora – pionowy element konstrukcyjny budowli, mur odchodzący prostopadle na zewnątrz od ściany wysokiego budynku w postaci filara. Zadaniem przypory jest wzmocnienie ściany oraz przenoszenie ciężaru sklepienia (lub sklepień) budowli na podłoże (grunt, fundament).

    Największa dokładność wskazań zegarów słonecznych (i odporność na ewentualne błędy konstrukcyjne) przypada z reguły dla lokalnego południa, jednak ze względu na występujące w przypadku niektórych zegarów zagęszczenie podziałki w tym obszarze – nie zawsze odpowiada temu największa precyzja wskazań. Z tego względu w przypadku zegarów wyposażonych we wskazówkę o znacznej grubości na skali czasu stosuje się tzw. lukę południową, której zadaniem jest jednoznaczne wskazanie południa lokalnego (w przypadku zegarów deklinacyjnych dotyczy to innej pory dnia, zależnej od wartości deklinacji). Cykliczny charakter czasowej zależności błędów zegara słonecznego (i ich zerowanie się dla lokalnego południa) różni się zasadniczo od błędów zegara mechanicznego, które akumulując się w miarę upływu czasu mają tendencję do narastania, co bez okresowych kontroli i regulacji prowadzi zawsze w dłuższej perspektywie do rozregulowania wskazań zegara mechanicznego. W przypadku zegara słonecznego najpoważniejsze konsekwencje dla dokładności ma odstępstwo od biegunowej orientacji wskazówki, co powoduje, że nawet wskazanie lokalnego południa na skali tego zegara nie będzie prawidłowe.

    Wyszanowo (niem. Wischen) – wieś w Polsce położona w województwie lubuskim, w powiecie międzyrzeckim, w gminie Międzyrzecz.Kościół archiprezbiterialny pw. Wniebowzięcia Najświętszej Marii Panny, zwany także kościołem Mariackim – jeden z największych i najważniejszych, po Katedrze Wawelskiej, kościołów Krakowa, od 1962 posiadający tytuł bazyliki mniejszej. Należy do najbardziej znanych zabytków Krakowa i Polski.

    Wskazania zegara słonecznego a czas urzędowy[]

    Dzięki zastosowaniu wskazówki biegunowej zegary słoneczne odmierzają w przybliżeniu czas jednostajny. Jednak podstawą współczesnego systemu metrologicznego jest czas ściśle jednostajny – tzw. czas matematyczny. Zatem już choćby z tego powodu, ustalenie dokładnego czasu urzędowego na podstawie prawdziwego lokalnego czasu słonecznego, odczytanego z zegara słonecznego wymaga uwzględnienia pewnych poprawek.

    Tadeusz Przypkowski herbu Radwan (ur. 12 lipca 1905 w Jędrzejowie, zm. 17 grudnia 1977 tamże) – bibliofil, miłośnik grafiki i heraldyki, fotografik, twórca ekslibrisów, kolekcjoner. Jeden z nielicznych w świecie gnomoników - specjalistów zajmujących się obliczeniami i projektami zegarów słonecznych.Język polski (polszczyzna) – język naturalny należący do grupy zachodniosłowiańskich (do których należą również czeski, słowacki, kaszubski, dolnołużycki, górnołużycki i wymarły połabski), stanowiących część rodziny indoeuropejskiej.

    Pierwsza, zasadnicza korekta określona jest przez tzw. równanie czasu, wyznaczającym różnice między czasem słonecznym średnim (matematycznym, ściśle jednostajnym) a prawdziwym (nieco nieregularnym). Różnica ta spowodowana jest niejednostajnym tempem zmian rektascensji Słońca, objawiającym się w ciągu roku zakreślaniem przez Słońce analemmy na nieboskłonie. Zjawisko to wywołane jest ekscentrycznością orbity Ziemi i nachyleniem płaszczyzny równika niebieskiego względem ekliptyki. Wartość równania czasu zmienia się w ciągu roku wahając się od około +15 do około -15 minut.

    Wschód (symbol E, od ang. east) – jedna z czterech głównych stron świata. Odnosi się do punktu horyzontu, w którym wschodzi Słońce w dniu równonocy.Gnomon (stgr. γνώμων – wskazówka zegara słonecznego) – jeden z najstarszych i najprostszych przyrządów astronomicznych. Najczęściej jest to odpowiednio osadzony pręt (kolumna, pionowy słup lub kijek wbity w ziemię), którego cień wskazuje położenie Słońca (deklinacja). Długość i kierunek cienia gnomonu wyznaczają wysokość i azymut słońca. Używany często też w zegarach słonecznych. Gnomon był używany przez astronomów starożytnych do oznaczania wysokości i zboczeń ciał niebieskich.

    Kolejna poprawka, konieczna przy przeliczaniu średniego czasu słonecznego na czas urzędowy, polega na przeskalowaniu czasu lokalnego o stałą wartość, odpowiadającą odległości danego miejsca od głównego południka, wyznaczającego strefę czasową (w Polsce największa wartość tej poprawki występuje dla obszarów wschodnich osiągając tam około 30 minut, natomiast w pobliżu granicy zachodniej spada do 0). Ewentualna trzecia poprawka wiąże się z sezonowo wprowadzanym systemem czasu letniego i w okresie tym na całym obszarze Polsce należy jeszcze dodać jedną godzinę dodatkowo. Niekiedy spotyka się zegar, którego twórca, starając się zbliżyć wskazania do czasu urzędowego, uwzględnił długość geograficzną danej lokalizacji i wprowadził wartość odpowiedniej poprawki na stałe do skali godzinowej. Zegar taki można rozpoznać, po tym, że linia godziny 12 nie pokrywa się z lokalnym południkiem, który jest (a przynajmniej powinien być) zawsze wyznaczony przez płaszczyznę wskazówki każdego zegara.

    Równik niebieski – koło wielkie, którego płaszczyzna jest prostopadła do osi obrotu sfery niebieskiej. Jego płaszczyzna pokrywa się z płaszczyzną równika ziemskiego. Dzieli sferę niebieską na dwie równe części: północną i południową. W I i II układzie współrzędnych równikowych jest płaszczyzną podstawową, od której mierzona jest deklinacja ciała niebieskiego.Cyfrowy zegar słoneczny, to zegar słoneczny wskazujący aktualny czas w postaci cyfrowej. Zgodnie z ideą zegara słonecznego jest to urządzenie całkowicie bierne, nie posiadające ruchomych części ani nie zasilane z żadnego źródła energii. O zmianie wyświetlanych cyfr decyduje tylko i wyłącznie położenie słońca względem zegara.

    Jednak większość zegarów słonecznych ma prostą konstrukcję i w naturalny sposób wskazuje po prostu prawdziwy (a nie średni) lokalny czas słoneczny. Tabela lub wykres sumarycznych wartości wszystkich poprawek, niezbędnych do przeliczenia wskazań zegara na czas urzędowy najczęściej umieszczona jest wówczas na tarczy lub w pobliżu zegara. W przypadku braku takich danych można skorzystać z tabeli dla uniwersalnego zegara słonecznego, która pozwala ustalić wartości odpowiednich poprawek dla całego obszaru Polski z dokładnością do około 2 minut.

    Państwowe Muzeum im. Przypkowskich w Jędrzejowie (często występuje pod nazwą Muzeum Przypkowskich lub Muzeum Gnomoniczne im. Przypkowskich) – muzeum specjalizujące się głównie w prezentacji zegarów słonecznych i przyrządów astronomicznych.Feliks Przypkowski (ur. 1872, zm. 1951 w Jędrzejowie) – polski astronom i meteorolog amator, lekarz, kolekcjoner; twórca jednej z największych na świecie kolekcji zegarów słonecznych i założyciel Muzeum Zegarów (obecnie Państwowe Muzeum im. Przypkowskich w Jędrzejowie) w Jędrzejowie.

    Podstawowe rodzaje zegarów słonecznych[]

    Podstawowym i najbardziej pierwotnym rodzajem zegara słonecznego jest gnomon. W ogólnej klasyfikacji zegarów słonecznych ze względu na zasadę działania wyróżnia się zegary wysokościowe i zegary azymutalne. Ponadto ze względu na specyfikę rozwiązania konstrukcyjnego i przeznaczenie w obu tych grupach można wydzielić bardziej poszczególne rodzaje zegarów słonecznych, które opisane zostały poniżej.

    Kościół – w religii chrześcijańskiej budynek przeznaczony do celów rytualnych, sakralnych: odprawiania nabożeństw, sprawowania sakramentów, odmawiania modlitw itp.Zegar księżycowy to odpowiednik zegara słonecznego używany nocą, w którym światło słoneczne zastępuje światło Księżyca.

    Gnomon[]

    (stgr. γνώμων – wskazówka zegara słonecznego) - jeden z najstarszych i najprostszych przyrządów astronomicznych. Jest to pionowo ustawiona wskazówka - najczęściej osadzony pręt (kolumna, pionowy słup lub kijek wbity w ziemię), którego cień rzucany na tarczę umieszczoną w płaszczyźnie horyzontu, na podstawie położenia słońca (deklinacja), wskazuje czas na odpowiedniej podziałce. Długość i kierunek cienia gnomonu wyznaczają wysokość i azymut słońca. Gnomon był używany przez astronomów starożytnych do oznaczania wysokości i zboczeń ciał niebieskich.

    Gwiazda Polarna, Gwiazda Biegunowa, Polaris, Cynozura – widoczna gołym (nieuzbrojonym) okiem gwiazda położona najbliżej bieguna północnego nieba. Na to, która z gwiazd jest obecnie Gwiazdą Polarną, ma wpływ precesja.Budynek dawnego kolegium jezuickiego w Kłodzku – barokowy gmach położony przy ul. Wojska Polskiego 11, w obrębie starówki, obecnie siedziba liceum ogólnokształcącego.

    Gnomony budowano w Egipcie, Mezopotamii, Chinach, Indiach, od ok. 3 tys. lat p.n.e. Wznoszone na placach publicznych, stanowiły prawzór zegarów publicznych. Obecnie wiele z nich zdobi place różnych stolic świata, np. Paryża (Place dé la Concorde),Rzymu czy Londynu.

    Wadą takiego prymitywnego zegara jest to, że czas odmierzany jest tzw. godzinami nierównymi, których długość trwania zmienia się w ciągu roku. Podobnie funkcjonują zegary z poziomą wskazówką i pionową tarczą (np. kościelne zegary godzin kanonicznych, używane w okresie średniowiecza – por. dwa zegary drapane w Stróżyskach).

    Wykorzystanie gnomonu jako zegara azymutalnego odmierzającego czas w systemie godzin równych wymagałoby naniesienia na tarczę zegara bardzo wielu skal godzinowych odpowiadających różnym datom kalendarzowym (dla połowy roku), co spowodowałoby kompletną nieczytelność takiej podziałki. Praktyczną realizacją gnomonu wyskalowanego w systemie czasu jednostajnego jest zegar wysokościowy. Jest to jednak rozwiązanie kompromisowe, w którym konsekwencją przyjęcia skali godzin równych jest niejednoznaczność wskazań takiego zegara (ze względu na datę kalendarzową i porę dnia).

    Wyraz „gnomon” pochodzi z języka greckiego i oznacza wskazówkę. W tym znaczeniu termin „gnomon” jest używany w odniesieniu do każdej wskazówki zegara słonecznego, także wskazówki biegunowej. Od tego wyrazu utworzono również nazwy: „gnomonika” – dla określenia działu astronomii praktycznej (stosowanej) dotyczącej konstruowania i stosowania zegarów słonecznych (jej rozkwit przypada na okres od XIV do XVII wieku) oraz „gnomonik” – uczony lub rzemieślnik zajmujący się zegarami słonecznymi.

    Zegary wysokościowe[]

    W zegarze wysokościowym odczyt czasu opiera się na pomiarze długości cienia wskazówki. Zegary wysokościowe są z reguły łatwiejsze w produkcji i prostsze w obsłudze oraz przeważnie tańsze od zegarów azymutalnych – często występowały jako zegary noszone (osobiste) – mają jednak zastosowanie ograniczone do niewielkiego obszaru, dla którego zostały zaprojektowane. Pod względem konstrukcyjnym, każdy zegar wysokościowy jest właściwie gnomonem (pionowym lub poziomym). Wśród zegarów wysokościowych wyróżnia się: zegary słupkowe (nazwane tak od swego walcowatego kształtu), znane też jako zegary pasterskie, bowiem niegdyś szczególnie popularne były one na terenach podalpejskich; zegary jednopierścieniowe (pierścionkowe) – z gnomonem otworkowym i zegary tabliczkowe (np. szynka z Portici). Aby z zegara wysokościowego wyskalowanego w godzinach równych odczytać czas, należy znać datę kalendarzową i w przybliżeniu porę dnia. Spowodowane jest to niejednoznacznością wskazań – ich interpretacja zależy od daty kalendarzowej, a ponadto w ciągu dnia występują dwa identyczne wskazania: dla godzin przed- i popołudniowych – symetrycznie względem lokalnego południa.

    Zegary azymutalne[]

    W zegarze azymutalnym czas wyznacza azymut wskazywany przez kierunek padania cienia wskazówki na tarczy. Zegary azymutalne zaopatrzone we wskazówkę biegunową zamiast gnomona są bardziej wszechstronne niż zegary wysokościowe i w systemie godzin równych dają jednoznaczne wskazania, wobec czego odegrały dużą rolę w rozwoju systemów rachuby czasu. Występują one w rozmaitych rodzajach i odmianach jako: równikowe (uniwersalne, wzorcowe); horyzontalne (poziome, ogrodowe); wertykalne (pionowe, ścienne – stacjonarne: południowe i deklinacyjne – odchylone od kierunku południa, ale także jako: północne, wschodnie i zachodnie, mogą być również inklinacyjne); biegunowe; analemmatyczne, krzyżowe, cyfrowe i inne.

    Zegar równikowy[]

    W przypadku zegara równikowego tarcza umieszczona jest w płaszczyźnie równika, natomiast wskazówka jest do niej prostopadła bowiem pozostaje skierowana biegunowo. W zegarze równikowym odległości kątowe pomiędzy danymi liniami zegarowymi są zawsze jednakowe (np. odstęp między liniami godzinowymi wynosi 15 stopni) i zegar taki może być używany w dowolnej lokalizacji (pod warunkiem ustawienia tarczy pod odpowiednim kątem i właściwego zorientowania zegara względem stron świata). Stała skala zegara równikowego przypomina 24. godzinną tarczę zegara mechanicznego (tzw. wielkiego zegara). Z tego względu uniwersalny zegar równikowy jest najbardziej odpowiednią realizacją zegara podróżnego. Ponadto zegar równikowy jest zegarem wzorcowym, który może być wykorzystany do konstruowania innych rodzajów zegarów słonecznych. Tarcza zegara równikowego może mieć formę pierścienia (zegary równikowe pierścieniowe), półkola lub płyty, po obu stronach której umieszcza się tarcze: od góry wiosenno-letnią, a od dołu jesienno-zimową. Na biegunach zegar równikowy przechodzi w zegar horyzontalny, natomiast na równiku staje się on zegarem wertykalnym. Podobnie, jak w przypadku zegara horyzontalnego, zakres wskazań zegara równikowego obejmuje całą długość dnia na danej szerokości geograficznej.

    W przypadku pozostałych rodzajów zegarów słonecznych odmierzaniu godzin równych odpowiada niejednostajna skala na tarczy, przy czym zmienna wielkość podziałki godzinowej zależy nie tylko od rodzaju zegara, ale także od szerokości geograficznej. Z tego powodu zmiana lokalizacji zegara wymaga również zmiany skali (albo dopasowania nachylenia tarczy, jak jest w przypadku zegarów podnoszonych – inklinacyjnych).

    Zegar horyzontalny[]

    W zegarze horyzontalnym tarcza umieszczona jest w płaszczyźnie horyzontu. Linia godzinowa odpowiadająca godzinie 12 w południe (czasu lokalnego) pokrywa się z lokalnym południkiem, zaś wspólna linia wyznaczająca godziny 6 rano i 18 po południu ma przebieg równoleżnikowy. W zegarze takim używanym na półkuli północnej wskaźnik godziny 12 skierowany jest w stronę północy, a wskaźniki godzin 6 i 18 odpowiednio na zachód i wschód (na półkuli południowej godzina 12 leży po południowej stronie tarczy, natomiast kierunek ruchu cienia wskazówki jest odwrotny niż na półkuli północnej). Zegary horyzontalne najczęściej wykonywano w postaci wolnostojącej (jak np. zegar z Ogrodu Saskiego w Warszawie). Ze względu na ograniczony dostęp do zegara horyzontalnego ma on kameralny charakter, co predestynuje go do funkcjonowania raczej jako zegar prywatny. Oprócz postaci stacjonarnej, zegary horyzontalne wykonywano również w wersji przenośnej (np. zegary typu paryskiego oraz inklinacyjne – tzw. podnoszone, a także typu norymberskiego – tzw. dyptykowe, ze wskazówką wykonaną z nitki).

    Zegar wertykalny[]

    W zegarze wertykalnym tarcza umieszczona jest w płaszczyźnie pionowej. Zegar taki najlepiej nadaje się do pełnienia roli zegara publicznego. W tym celu wykonuje się go jako monumentalny zegar stacjonarny, umieszczając jego tarcze na pionowej powierzchni fasady jakiejś budowli (np. zegar na południowej ścianie Kościoła Mariackiego w Krakowie, czy też zegar na ścianie pałacu w Wilanowie). Maksymalny zakres wskazań zegara wertykalnego od godziny 6 rano do godziny 18 (w okresie letnim) uzyskuje się dla ścian skierowanych dokładnie na południe. W przypadku, gdy tarcza zegara jest odchylona od lokalnego równoleżnika (zegary deklinacyjne) zakres godzin jest krótszy od 12, a skala zegara staje się niesymetryczna. Zegary wertykalne można instalować nie tylko na ścianie o południowej ekspozycji, ale również na ścianach wschodnich, zachodnich i północnych, również na płaszczyznach odchylonych od pionu (zegary inklinowane). Zegar wertykalny stosunkowo rzadko wchodzi w skład zegarów przenośnych, wyjątkiem są zegary typu norymberskiego – tzw. dyptykowe.

    Zegar biegunowy[]

    Zegar biegunowy (którego tarcza umieszczona jest w płaszczyźnie równoległej do wskazówki biegunowej) ma skalę godzinową w postaci równoległych kresek. Zatem w odróżnieniu od zegarów: równikowego, wertykalnego i horyzontalnego miarą upływu czasu na skali zegara biegunowego, nie jest zmiana kąta, lecz zmiana odległości między liniami godzinowymi.

    Zegar analemmatyczny[]

    Zegar analematyczny jest bardziej zaawansowaną odmianą azymutalnego zegara słonecznego. W zegarze tym błąd wynikający z równania czasu został skorygowany bezpośrednio w konstrukcji tego zegara, dzięki czemu wskazuje on od razu średni (lokalny) czas słoneczny. W analemmatycznych zegarach wertykalnych najczęściej stosuje się wykreślenie pofalowanych linii godzinowych (zamiast linii prostych, które występują w klasycznym zegarze). W takim przypadku konieczne jest jeszcze określenie, jakie fragmenty krzywych linii godzinowych brać pod uwagę przy odczycie czasu. Można w tym celu zaznaczyć podziałkę dat na tarczy zegara lub wykorzystać kalendarzową funkcję nodusa do bezpośredniego wskazania właściwego miejsca odczytu godziny. Innym rozwiązaniem, stosowanym w przypadku mniejszych (horyzontalnych i równikowych), wolnostojących analemmatycznych zegarów słonecznych jest wprowadzenie regulowanej (obrotowej) tarczy cyferblatu, w ten sposób, że skala godzinowa zostaje ustawiana adekwatnie do bieżącej daty kalendarzowej. Można również wykonać zegar w którym zmienne będzie położenie gnomona, tak jak to ma miejsce w zegarach interaktywnych.

    Zegary cieniowe[]

    Zegary takie są jakby negatywem tradycyjnych zegarów słonecznych. W przypadku zegarów, których tarcza ukryta jest w cieniu (np. wewnątrz budynku, lub w okolicach południa na ścianie północnej) rolę wskaźnika pełni wówczas wąska wiązka promieni słonecznych, przechodzących przez niewielki otwór – tzw. gnomon otworkowy (porównaj: linia południkowa) lub odbitych przez zwierciadło (zegary refleksyjne).

    Zegary podróżne (przenośne)[]

    Zależność podziałki zegara od szerokości geograficznej oznacza, że zdecydowana większość projektów zegarów słonecznych jest dedykowana dla konkretnego miejsca. Jedynie w przypadku niektórych rodzajów zegarów (np. zegara równikowego) można ich używać w różnych lokalizacjach pod warunkiem przystosowania ich w odpowiedni sposób. Zegary, których konstrukcja przewiduje udogodnienia w dostosowywaniu do bieżącej lokalizacji noszą nazwę przenośnych (lub podróżnych). Cechą charakterystyczną podróżnych zegarów azymutalnych jest występowanie kompasu magnetycznego w ich obudowie (do szybkiego orientowania zegara względem stron świata) oraz możliwość manipulowania niektórymi częściami (takimi jak: wskazówka i tarcza), dzięki czemu mogły być one nie tylko składane na czas transportu, ale również nastawiane adekwatnie do bieżącej lokalizacji (pomagać w tym miała także skala kątowa dołączana jako integralna część zegara, często wraz z listą najważniejszych miast i odpowiadających im wartości szerokości geograficznej). Często w podróżnych zegarach równikowych występuje również pion, a na tarczach podróżnych zegarów horyzontalnych (niepodnoszonych) i dyptykowych zamieszczano kilka skal godzinowych oznaczonych dla różnych szerokości geograficznych. Ze względu na małe rozmiary zegary podróżne często pełniły one rolę zegarków osobistych. Przed skorzystaniem z przenośnego zegara azymutalnego wymagane jest przygotowania go do pracy poprzez zorientowanie zegara (wskazówki biegunowej i tarczy) względem głównych kierunków geograficznych. W przypadku zegara horyzontalnego lub wertykalnego należy jeszcze odpowiednio nachylić jego wskazówkę biegunową, natomiast w przypadku zegara równikowego – tarczę, a wskazówka biegunowa powinna być do niej zawsze prostopadła.

    Inne rodzaje zegarów słonecznych[]

    Kalendarz słoneczny[]

    Zegar słoneczny można rozbudować dodając mu funkcję kalendarza słonecznego. Wówczas najczęściej wprowadza się dodatkowe linie (tzw. deklinacyjne), przebiegające poprzecznie w stosunku do linii godzinowych (np. zegar na Kościele Mariackim w Krakowie). Rolę wskaźnika daty kalendarzowej pełni↵jakiś wyróżniony punkt (np. koniec) wskazówki zegara (tzw. nodus), któremu zazwyczaj nadaje się jakiś charakterystyczny kształt (np. okrągłego otworu w osłonie mającej formę krzyża). Punkt ten poruszą się wciągu dnia po tarczy czasomierza wzdłuż linii deklinacyjnej, odpowiadającej bieżącej dacie. Metoda ta wykorzystuje sezonowe zmiany ↵długości cienia, będące konsekwencją specyfiki ruchu obiegowego Ziemi na orbicie wokółsłonecznej (nachylenie ekliptyki w stosunku do płaszczyzny równika niebieskiego).↵Dokładność wyznaczenia daty jest z reguły ograniczona do kilku dni, dlatego linie deklinacyjne zwykle umieszcza się w odstępie co około 30 ↵dni, tradycyjnie opisując je znakami zodiaku, zamiast nazwami miesięcy. Zegar słoneczny po wyposażeniu w specjalną skalę czasu, może być używany również nocą – jako tzw. zegar księżycowy, oczywiście tylko w okresach widoczności Księżyca.Dawniej w nocy stosowano również zegar gwiazdowy (nokturnal), którego Zegar słoneczny można rozbudować dodając mu funkcję kalendarza słonecznego. Wówczas najczęściej wprowadza się dodatkowe linie (tzw. deklinacyjne), przebiegające poprzecznie w stosunku do linii godzinowych (np. zegar na Kościele Mariackim w Krakowie). Rolę wskaźnika daty kalendarzowej pełni jakiś wyróżniony punkt (np. koniec) wskazówki zegara (tzw. nodus), któremu zazwyczaj nadaje się jakiś charakterystyczny kształt (np. okrągłego otworu w osłonie mającej formę krzyża). Punkt ten poruszą się wciągu dnia po tarczy czasomierza wzdłuż linii deklinacyjnej, odpowiadającej bieżącej dacie. Metoda ta wykorzystuje sezonowe zmiany długości cienia, będące konsekwencją specyfiki ruchu obiegowego Ziemi na orbicie wokółsłonecznej (nachylenie ekliptyki w stosunku do płaszczyzny równika niebieskiego). Dokładność wyznaczenia daty jest z reguły ograniczona do kilku dni, dlatego linie deklinacyjne zwykle umieszcza się w odstępie co około 30 dni, tradycyjnie opisując je znakami zodiaku, zamiast nazwami miesięcy.

    Zegar nocny[]

    Zegar słoneczny po wyposażeniu w specjalną skalę czasu, może być używany również nocą – jako tzw. zegar księżycowy, oczywiście tylko w okresach widoczności Księżyca.Dawniej w nocy stosowano również zegar gwiazdowy (nokturnal), którego zasada działania opiera się na wyznaczaniu pozycji najjaśniejszych gwiazd (stałych). Do wyznaczenia czasu w nocy można również wykorzystać niektóre przyrządy nawigacyjne (np. sekstans) i astronomiczne instrumenty pomiarowe (historyczne: np. astrolabium, triquetrum lub kwadrant, lub współczesne: instrument przejściowy), ale wymaga to opanowania podstaw astronomii i umiejętności posługiwania się tablicami.

    Interaktywny zegar horyzontalny[]

    Interaktywny zegar horyzontalny wyposażony jest w tarczę, którą umieszcza się bezpośrednio na powierzchni ziemi (np. chodniku – jak w przypadku zegara znajdującego się przed warszawskim Pałacem Kultury i Nauki). Zegar taki pozbawiony jest stałej wskazówki. Funkcję gnomonu pełni tu sam użytkownik, stając w oznaczonym miejscu na tarczy i odczytując godzinę, którą wskazuje jego własny cień na skali czasu.

    Krzyżowy zegar słoneczny[]

    Na początku XX wieku powstał krzyżowy zegar słoneczny, który jako wskazówkę wykorzystuje miejsce skrzyżowania się w przestrzeni dwóch linii prostopadłych względem siebie, z których jedna leży w płaszczyźnie lokalnego południka (nie chodzi tu bynajmniej o przecięcie się tych linii w jednym punkcie, gdyż linie te nie mają wspólnej płaszczyzny). Zegar taki został zaproponowany w latach 20. XX wieku przez matematyka Hugona Michnika.

    Cyfrowy zegar słoneczny[]

    Niezwykłą współczesną odmianą zegara słonecznego jest cyfrowy zegar słoneczny,pozbawiony własnego źródła zasilania i wyświetlający aktualny czas w postaci cyfrowej jedynie na podstawie położenia Słońca i zastosowania zaawansowanego aparatu matematycznego. Znane są dwa sposoby realizacji tego zegara: wykorzystujący system masek lub oparty na technice światłowodowej.

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.042 sek.