Kui täpne on päikesekell?
Mõnikord võime kohata möödujaid, kes võrdlevad kellaaega nende enda kellaga ja enamikul juhtudel näete erinevused mõlema taimeri näidikute vahel. Täna seame oma kellad väga täpsete aatomkellade järgi, seega kas päikesekellad ei tööta nii nagu peaks? Vastupidi, selle võimalikuks muutmiseks on kaks parandust. Esimene on seotud meie kella asukoha pikkusega ja teine tuleneb nn ajavõrrand, mis välistab muutuva kiiruse, millega Maa tiirleb ümber päikese. Aga ükshaaval. Päikesekell näitab kohalikku aega, mis on päikese näivate liikumiste järgi määratud reaalne aeg. Kella 12-ks, mis on keskpäev, eeldame hetke, mil Päike tõuseb antud koha kohale ehk jõuab oma igapäevase idast läände kulgeva tee kõrgeimasse punkti. See tähendab, et sellest kohast põhja- ja lõuna pool täpselt sama päikesetund. Näiteks (rannikult mägede poole vaadates) Gdańskis, Grudziądzis, Toruńis, Wieluńis, Rybnikis ja Cieszynis langeb päikese keskpäev enam-vähem samal ajal. Ajalised erinevused on aga märgatavad üksteisest idas ja läänes asuvates linnades. Meie riigi puhul võib see vahe ulatuda isegi ca 50 minutini (nt Chełmis jõuab päike haripunkti 48 minutit varem kui Zgorzelecis). Nende erinevuste ületamiseks võeti kasutusele tsooniaeg. Peaaegu kogu Euroopa on Kesk-Euroopa aja järgi, mis määratakse meie läänepiiril kulgeva 15° meridiaani alusel.Teisisõnu, Poolas, Saksamaal, Prantsusmaal ja paljudes teistes Euroopa riikides on kell 12 see, kui Päike on täpselt selle pikkuskraadi meridiaani kohal.
Meie päikesekella pikkuskraadi parandus arvutab kraadide erinevuse kella pikkuskraadi ja tsooni meridiaani (15 °) vahel ning korrutab tulemuse 4-ga, kuna 1 kraad võrdub 4 minutiga. Arvutame Krakowi paranduse, linn on pikkusega 20 °.
20 ° - 15 °=5 °, tulemus korrutatakse 4-ga ja saadud 20 minutit lahutatakse päikesekella näidust (need erinevused lahutame, mitte ei liida, sest enamik Poola linnu asub 15. meridiaanist ida pool).
Ja veel üks näide, seekord Varssavi kohta, mille pikkus on 21 °:
21 ° - 15 °=6 °, tulemus korrutatakse 4-ga. Parandus on 24 minutit , mille lahutame lugemise päikesekellast.
Nii oleme ametliku aja kehtestamisest ühe sammu kaugusel.Nüüd piisab ajavõrrandist tuleneva paranduse arvestamisest. Parandust aasta iga päeva kohta saame lugeda tabelist (foto 2).
Näiteks kui 11. mail näitab päikesekell 9.46 (pärast pikkuskraadi paranduse arvestamist), siis peale 3 minuti ja ca 38 sekundi lisamist ümardatakse 9.50-ks. Perioodil märtsist oktoobrini kehtib suveaeg, seega tuleks saadud tulemusele lisada üks tund. Nii et meie näites on kell 10.50 DST. Neli korda aastas on ajavõrrandi parandus 0, seega näitavad päikesekellad sama aega kui mehaanilised kellad. See toimub 15. aprillil, 14. juunil, 2. septembril ja 25. detsembril.
Kohaliku meridiaani leidmine
Päikesekella õigeks seadmiseks aias , on vaja määrata kohalik meridiaan (foto 3). See võimaldab kindlaks teha, millises tasapinnas päike aia kohal kõrgub, ja tulevaste ajamõõtmiste koha. Märkus: ärge kasutage selleks kompassi, sest magnetiline põhi erineb geograafilisest põhjast üsna oluliselt.
1.Valige tasane päikeseline koht. Olgu see tühi ja vaba ebavõrdsusest. See peaks olema koht, kuhu plaanime kella panna
2.Torka vertikaalne varras või sirge pulk maasse. Me veendame selle väga hoolik alt. See on mõõtegnomon, sama, mida kasutasid vanad inimesed. Optimaalne pikkus on 1-1,5 m (liiga lühike annab ebausaldusväärsed näidud ja liiga pikk muudab varju otsa maapinnal uduseks).
3.2-3 tundi enne päikeselõunat teeme ümber päkapiku ringi, mille raadius on võrdne tema varju pikkusega (suvisel ajal toimub päikese keskpäev umbes 13:00).
4.Märkige täpne koht, kus gnomoni varju ots puudutab ringi
5.Meie oota lõppu puudutab gnomoni vari uuesti ringi. See juhtub 2-3 tundi pärastlõunal. Märgistame selle koha
6.Kahest ringile märgitud punktist joonistame sama raadiusega kaared, mis on suuremad kui punktide vaheline kaugus (selle suurus kaar ei oma tähtsust, kuid soovitame, et see oleks 1,5–2 korda suurem kui punktide vaheline kaugus).Märgime täpselt nende ristumiskohad - gnomoni mõlemal küljel peaks olema kaks
7.Ühendame kaare lõikepunktid sirgjoonega - see peaks läbima koha, kuhu me selle gnomoni seadsime. Palju õnne, see on meie kohalik meridiaan!
Sellise mõõtmise täpsuse suurendamiseks võite teha mitu ringi erineva raadiusega gnomoni ümber ja igal järjestikusel märgistada varjuga kohad, kus neid puudutate. Järgmist protseduuri tuleks korrata iga ringi puhul ja tõmmatud meridiaanijoon peaks olema kõigi nende jaoks sama. Sõltumata päikesekella konstruktsioonist võime kaaluda meridiaani fikseerimist ja gnomoni püstitamist, mis näitab alati õiget keskpäeva. See on ainulaadne atraktsioon, mida kellelgi teisel kodus pole.
Varjud on suvel väga lühikesed ja talvel pikad. Seetõttu tehakse kõige täpsemad mõõtmised pööripäeva paiku. See toimub kaks korda aastas 20./21. märtsil ja 22./23. septembril.
Horisontaalse kella joonistamineSihverplaadi saab joonistada mis tahes Internetis saadaoleva tasuta arvutiprogrammi (nt Shadows Pro) või joonistustööriistad. Siin on samm-sammult juhised (joonis 4).
1.Joonistage kaks risti asetsevat sirget AB ja CO, mis ristuvad punktis O. Sel viisil loodud lõike kasutatakse hiljem tundide tähistamiseks: CO on 12 o kellajoon, AO - 6 hommikul ja OB - 18. Need tähistavad ka maailma geograafilisi suundi
2.Punktist O tõmbame joone ALT nii et nurga COD väärtus on võrdne selle koha laiuskraadiga, mille jaoks kell on kavandatud. Meie näites on see 50 °, mis vastab Krakowi lõunapoolsetele linnaosadele
3.Mis tahes punktist E OD-l tõmbame OD-ga risti ja ristuva sirge EF CO punktis F.
4.Punktist F tõmbame AB-ga paralleelse sirge GH.
5.Punktist F mõõdame nihikuga lõigu FE pikkust ja seejärel märgime punkti C CO-le nii, et FC võrdub FE-ga.
6.Punktist O mõõdame nihikuga lõigu OC pikkust ja seejärel märgime sirgel AB punktid A ja B nii, et OA ja OB on võrdsed OC.
7.Joonistage punktidest A, B ja C mis tahes võrdse raadiusega kaared
8.Jagame kaared nurkadeks 15 °
9.Punktist C sirutage nurkade harusid nii, et need lõikuvad GH joonega.
10.Saadud punktidest J ja L tõmbame sirged JK ja LM, mis on paralleelsed COga ja ristuvad joonega AB.
11Punktidest A ja B pikendame nende kaare eraldavate nurkade harusid nii, et need lõikuvad sirged JK ja LM
12.Punktist O joonistame jooned, mis ühendavad O kohtadega, kus nurkade harud ristusid sirgetega GH, JK ja LM.
Horisontaalse päikesekella tunniread on nüüd valmis. Siin on, kuidas joonistatud kellale tunde märkida (foto 5, nende rakendamise järjekord peab olema päripäeva)
Ül altoodud näites on näha kaar, mis on tõmmatud ümber punkti O, kus tunnijooned lõpevad .See pole vajalik, kuid tänu sellele väldime paksenemist, mis tekib, kui ühte kohta on koondunud nii palju jooni. See on puht alt esteetiline küsimus. Valmis päikesekella seadsime nii, et CO joon langeb kokku kohaliku meridiaani joonega, mille märkisime kella paigaldamise kohas varem ära. Punkt C ja gnomoni ots peavad olema suunatud põhja poole, punkt A läände ja B ida poole. Punkt O on oluline ka teisel põhjusel: see on päikesekella niinimetatud keskpunkt, milles peab asuma gnomoni alumine ots
Dariusz OczkiToimetaja veebisait Gnomonica.pl
