Sisu
- Sisestage päikesekell: põhitõed
- Päikesekellade tundmaõppimine
- Taeva ekvaator
- Ekliptika
- Muud standardsed astronoomilised tingimused
- Päikesekeele ajalugu
- Päikesekese osad ja tööpõhimõte
- Päikesekellade tüübid
- Tehke iseenda päikesekell
Proovige ette kujutada maailma, kus pole Internetti. See on vähemalt a vähe ebamugav, eks? Nüüd eemaldage võrrandist mis tahes tüüpi mobiilseadmed koos digitaalkaamerate ja GPS-tehnoloogiaga.
Kui lähete veelgi kaugemale ja eemaldate segust randmekellad ja seinakellad, hakkavad asjad kiirustades peaaegu paanikat tundma. Täna on raske uskuda, et kuni 1800. aastate alguseni päikesekell oli inimkond peamine viis aja hoidmiseks tuhandeid aastaid!
See kraam on aga tõelise küsimuse ettevalmistamine: Mis siis, kui te ei saaks aega öelda? Üleüldse? Nagu siis, mis juhtuks, kui elul poleks mingit mõtet kogu "kui" -mõtte lagundamiseks otseses tähenduses? (Kaasaegne maakera elanik on selle küsimusega isegi vastamiseks halvasti varustatud; tõenäoliselt ei ole teil võimalik puhastada oma mõtteid sekunditest, minutitest ja tundidest ning kogu struktureeritud aja skeemi etteaimatavusest.)
Inimese kognitiivse evolutsiooni mingil hetkel arendasid teie esivanemad võimet seostada rutiinseid või vähemalt korrapäraseid astronoomilisi nähtusi fikseeritud "aja" koguse möödumisega, olenemata sellest, mida nad selle suuruse ette kujutasid (mis ka tänapäeval ei võimalda korralikku kirjeldust) isegi kui matemaatikas ja füüsikas on seda võimalik arvestada).
Näited on iga päev päikese, tähtede ja kuu tõusmine ja loojumine, kuu faasid ja viis, kuidas taevas tsüklib läbi täpse ja etteaimatava muundumise iga kord, kui Maa lõpetab veel ühe pöörlemise ümber oma pöördetelje ("päev") ) või matka ümber päikese ("aasta").
Sisestage päikesekell: põhitõed
Inimese või inimese eelse evolutsiooni teatavas etapis võimaldas keerukate tööriistade loomine teie esivanematel kiirendada nende tõhusat eraldamist teistest inimahvidest. Hominiidsed ajud said piisavalt keerukaks, et hinnata nende keskkonna füüsiliste paratamatuste ja nende bioloogilise reaalsuse vahelist ajalist suhet, mida nad pidid tundma, näiteks asjaolu, et lihtsam on magada "öösel" (see tähendab pimeduses), aga ka asjaolu, et teatud ohtlikud röövloomad lähevad pimeduse ajal uisutamisele.
Mis on päikesekell? Formaalselt on kronomeeter (st ajanäitaja), mis kasutab kohaliku aja kuvamiseks vertikaalsele vardale langeva päikesevalguse tekitatud varju. Põhjustel, mida näete varsti, on varras, mida nimetatakse a gnomon, peavad asuma paralleelselt Maa pöörlemisteljega ja olema suunatud taeva asukoha poole, mis vastab põhja poolt, või taevane põhjapoolus (CNP).
Seetõttu tuleb varda igal geograafilisel laiuskraadil kallutada horisondi (see tähendab horisontaali) suhtes nurga all, mis on identne selle laiuskraadiga.
Näiteks keegi, kes ehitab päikesekella 40 ° laiusel Boulderis, Colorados, Ameerika Ühendriikides, suunaks gnomoni 40 kraadi põhjapoolse horisondi keskelt veidi alla poole otse üle selle asuva punkti ( zeniit). Nagu te võib-olla teate, kuna ringis on 360 kraadi, katab poolring nagu taevas 180 kraadi; see tähendab, et nurgakaugus mis tahes horisondi ja zeniidi vahel on sellest pool ehk 90 kraadi.
Päikesekellade tundmaõppimine
Päikesekella põhifaktide nõuetekohase käepideme omandamine nõuab mõne mitteliikuva osa nime meeldejätmist, kuid loodetavasti läheneb sellele mõtlemisele astronoomina ja saate tunnustuse mitte ainult kvaliteetsete päikesekellade hämmastava viimistletud meisterlikkuse, vaid ka teaduse, mis on võimaldanud selle klassi seadmetel tuhandeid aastaid kestnud inimkonna ajaloo vältel teha oma ühte, lõputut tööd.
Selle artikli lugemise ajal võite kokku puutuda igasuguste huvitavate uute mõistetega ja isegi võite olla valmis selleks, et omaenda päikesekella ehitada - olgu see siis alandlik või põhjalik - selleks ajaks, kui olete läbi. Kuid kõige olulisem, kui proovite siin oma mõtlemisele keskenduda, on suhted ekliptika, taevaekvaator, ja taevapoolused.
Päikesekellade tundmaõppimisel näete, et te ei õpi tegelikult seda, kuidas teha omapäraseid, kui põnevaid tööriistu, mida pole enam vaja tänu inimtehnoloogia kolossaalsetele ja jätkuvatele hüpetele. Kui kallutada palju astronoomia raamistikku - kuidas objektid paiknevad ja märgistatakse ning kuidas taevased tsüklid, mida te näete ja iseenesestmõistetavaks, integreeriti isegi kõige varasematesse päikesekelladesse umbes 1500 eKr.
Taeva ekvaator
Päikesekella originaalsed loojad tunnistasid seost lihtsa geomeetria ja käitumise vahel või konkreetselt näiline taevas olevate objektide käitumine. Eristamine on oluline, kuna päikesekella jaoks käsitletakse Maad fikseerituna koos muude asjadega, mis tõusevad ja seavad üles ning ületavad taeva - kirjeldused, millel on mõte vaid Maa vaatleja võrdluspunktist, ja mis moodustavad põhjuse, miks iidsed inimesed tegi mõistab arusaadavalt, et kõik kosmoses keerleb sõna otseses mõttes Maa ümber.
Lihtsaim viis taevaobjektide kaardistamiseks ette nähtud süsteemi kujutlemiseks on võtta siin Maa peal kasutatav süsteem (laius- ja pikkuskraad) ja pildistada kujuteldavaid jooni, mis projitseeritakse kujuteldavale sfäärile (tegelikult poolkera, kuna näete ainult poolt sellest) taevas. Tasapind, mis on tõmmatud läbi Maa keskpunkti läbi ekvaatori, ristub sellega taevasfäär ringis, mis on esitatud joonena, mida nimetatakse taevaekvaator.
Ekliptika
Samal ajal moodustab taevalaotuses Maa ümber pöörde ümber Päikese ümber planeeritud ümmarguse joone veel üks ringjoon. Seda kujutletavat joont nimetatakse ekliptika, ja tähistab päikese nähtavat 360-kraadist teed igal aastal kaugemate tausttähtede suhtes. Need tähed ilmuma liikumatult võrreldes päikese ja planeetidega, sest ühe viisil, kuidas me viimase liikumist mõõdame, on endise käsitlemine "fikseeritud" võrdlusraamina.
Kuna Maa pöörlemistelg on päikese ümber pöördetasapinnast kallutatud 23,4 °, on ekliptika ja taeva ekvaator selle summa võrra nihutatud (kallutatud). Kuid nad kohtuvad kahes punktis, nagu sama suurusega ristmikud. Päike järgneb neil kahel päeval taeva ekvaatorile kõikjal Maa peal, rannikul kevadine pööripäev (üleminek talvel kevadeks põhjapoolkeral) ja üleminek suvest sügisesse (sügisene pööripäev).
Muud standardsed astronoomilised tingimused
Maal on laiusjooned paralleelsed kogu ekvaatori ja mõlema poolusega. Taeva jooni, mis vastavad laiuskraadidele, nimetatakse joonteks deklinatsioonja määrake põhja-lõuna mõõtmete asukoht.
Pikkusjooni seevastu nimetatakse Maal ka meridiaanideks. Neid võib ette kujutada kiirgavana taevapooluste moodustatud kahest punktist väljapoole ja kohtudes taas vastaspooluse juures, ehkki ükski maavaatleja ei näe mõlemat poolust korraga. Sirge, mis kulgeb horisondi kaudu otse põhjast zeniidi kaudu ja vastassuunas horisondi suunas otse lõunasse, on taevakeelsuses tuntud kui "meridiaan".
Ida-lääne asendi tuvastamisel taevaobjekti taevas nimetatakse seda koordinaadi osa kui õige tõus.
Päikesekeele ajalugu
Olete kindlasti märganud, et kui päike on horisondi lähedal (varahommik või hiline pärastlõuna), on varjud pikemad kui nad on, kui päike asub otse teie kohal. Päike ületab taevast aga kogu aeg sama kiirusega, isegi kui varjud muutuvad suuruse ja kujuga erineva kiirusega.
See geomeetria kapriis inspireeris esimesi päikesekellasid, kuna nende leiutajad mõistsid, et "aega" saab usaldusväärselt jagada mitte ainult päevadeks, vaid päeva osadeks. Selliste süsteemide abil on elutegevuse kavandamise parandatud lihtsus ilmne.
Varasemad päikesekellud arvatakse pärinevat Egiptusest, umbes 1500 eKr. Mõned neist olid tegelikult taskuformaadis ja neid sai kaasas kanda, sest gnomon (Kreeka keeles "pole") võib tegelikult olla varda asemel nööpnõel. Need olid muutunud ajaarvestuseks kasulikeks kuni minutini, selleks ajaks, kui mehaanilised kellad olid muutunud tavaliseks ja töökindlaks ning neid kasutati 1800ndatel aastatel ka "päris" kellade täpsuse kontrollimiseks.
Päikesekese osad ja tööpõhimõte
gnomon on juba mainitud. Sellel peab olema kaks omadust: see peab olema suunatud taevapooluse poole ja see peab olema horisondi suhtes kaldenurgaga, mis on täpselt võrdne vaatleja laiuskraadiga. Sageli tehakse seda uime kujuga.
valimisplaat on pind, millele päikesevari projitseeritakse. See võib olla silindriline või tasane ning tähistatud ükskõik millistesse jaotustesse, mille selle valmistaja valib, kui need joonduvad täpse ajaga.
Tunniliinid leitakse praktiliselt kõigil päikesekelladel enesestmõistetavatel põhjustel ja tähistavad täpsed (kuigi mõnes mõttes meelevaldselt valitud) ajapunktid.
nodus on säde näärmes, mis võimaldab kindlaks teha täpse ja terava asendi varjujoone kohal, mis võib muidu olla hägune.
Päikesekellade tüübid
Päikesekellad võib jagada kahte põhitüüpi, kõrguse valimine ja suunavalikud.
An kõrguse dial võimaldab määrata aja, kasutades päikesepikkust horisondi kohal. Igal juhul peavad need olema suunatud kompassi suunale, teistes on päike ise võrdluspunkt. Valitud liikide hulka kuuluvad tasapinnalised, silindrivalikud, skaalavalikud ja helinavalijad.
A suunavalik toetub asimuudile (kompassi suund) ja päikese nurgale, kuna see läheneb meridiaanile keskpäeval. Alatüüpideks on horisontaalsed, polaarsed vertikaalsed, asimuut- ja pööripäevavalikud.
Kõigil juhtudel võite ette kujutada, kuidas päike tõuseb ja heidab ühelt küljelt laia varju, mis keskpäeva lähenedes järk-järgult joonele kitseneb, ja korratakse seejärel "filmi" valimisplaadi teisel küljel tagurpidi, kuni päikeseloojang saabub.
Tehke iseenda päikesekell
Soovitusi oma päikesekella tegemiseks on lihtne leida ja üks, millega alustada, on lisatud ressurssidesse. Pidage meeles, et kõige olulisemad pole täpsed materjalid ega see, kuidas looming dekoratiivne välja näeb; see on see, et sa mõistad füüsikat ja oskad seda kõigile, kellel on hea mõte, küsida sinult oma raske töö kohta.
Ja üks viimane näpunäide: ärge valige meeleavalduseks vihmast päeva - see muudab harjutuse kõigi kohalviibijate jaoks palju "valgustavamaks"!