Sluneční hodiny patří k nejstarším známým zařízením používaným k měření času a nejstarším vědeckým přístrojům. Jsou založeny na pohybu stínu vrženého ukazatelem během dne v závislosti na rotaci Země kolem osy. Vlivem rotace Země dochází ke zdánlivému pohybu Slunce po obloze a současně s ním, ale v opačném směru i k pohybu stínu ukazatele po ploše číselníku.
Na úvodSluneční hodiny můžeme rozdělit podle použití na dva základní typy, přenosné a na pevných stanovištích. Již Vitruvius dělil sluneční hodiny do dvou skupin - hodiny pro všechny zeměpisné šířky a hodiny pro konkrétní místo. Základem hodin je ukazatel, který vrhá stín na plochu číselníku. Jako ukazatel může být použitá kolmá tyč gnómon, nebo šikmý ukazatel polos, který je rovnoběžný se zemskou osou. Dalším kritériem, podle kterého dělíme sluneční hodiny, je plocha na které je vynesen číselník. Nejjednodušší je rovná plocha, která může mít různý sklon od 0° pro vodorovné až po 90° pro svislé hodiny. U vodorovného číselníku musí značka pro 12 hodinu směřovat od paty ukazatele k severu. U svislého číselníku musí polední přímka směřovat kolmo dolů od paty polosu. Hodinová čára pro 6 a 18 hodinu, musí být na jedné přímce a s ostatními hodinovými čarami se protínat v patě polosu. Plocha číselníku může být vynesená také na jakékoliv jiné ploše (válcové, kulové, tvar otevřené knihy, prstencové …).
Na úvodSluneční hodiny během několika tisíciletí prošly značným vývojem. Z pohybu stínu po číselníku, z jeho směru a délky můžeme z hodin vyčíst hodně údajů. Ostatně je to pravděpodobně nejstarší zařízení na měření času používané člověkem a také je to jeden z nejstarších známých vědeckých přístrojů. Prvotním úkolem slunečních hodin bylo nejspíš sledování denních rytmů. Jistě vnímavému pozorovateli neušlo že se během roku mění také délka stínu. Tato pozorování umožnily kromě měření časových úseků, na které se dělil den, také určení ročních období, což bylo zejména pro lid zemědělský velice důležité. Z astrologického hlediska lze pomocí slunečních hodin zjistit ve kterém znamení zvěrokruhu se Slunce nachází. Pomocí různých čar na číselníků lze kromě času určit také datum, výšku Slunce nad obzorem, jeho azimut, uplynulý čas od východu nebo zbývající do západu Slunce a délku dne. Za pomocí slunečních hodin bylo také učiněno několik vědeckých objevů, z nichž nejznámější je změření průměru Země.
Na úvodZpůsob čtení času závisí mimo jiné na typu a provedení vlastních slunečních hodin. U hodin s kolmým ukazatelem čteme čas z konce stínu, zatímco ukazatel, který je rovnoběžný s zemskou osou ukazuje čas celou délkou stínu. Další záludnost na nás čeká u vlastního číselníku. Číselník může být navržen tak, že ukazuje buď místní sluneční čas a nebo čas výchozího pásmového poledníku. U svislých slunečních hodin můžeme z polohy značky pro dvanáctou hodinu zjistit jaký čas ukazují. Je-li tato značka na svislicí pod patou ukazatele jedná se o místní sluneční čas. Je-li vychýlená na pravou či levou stranu, je u číselníku provedena korekce na zeměpisnou délku. Někdy je navíc číselník konstruován pro letní čas, kdy jsou hodinové značky o jednu hodinu posunuté. Ke změřenému času musíme tedy ještě přičíst hodnotu časové rovnice a případně časovou odchylku od pásmového poledníku.
Na úvodAby sluneční hodiny ukazovaly správně, musí být navržené s ohledem na zeměpisné souřadnice stanoviště. Správně zhotovené sluneční hodiny nám ukazují místní sluneční čas. Tento čas se ale velice často liší od času, který ukazují naše hodiny (tzv. času občanského). Tento rozdíl je následkem několika faktorů. Zaprvé je to vlivem oběhu Země po eliptické dráze kolem Slunce, kdy se oběžná rychlost mění v závislosti na změně vzdálenosti od Slunce. Když se nachází Slunci nejblíže její rychlost je největší a naopak když je nejdále pohybuje se nejpomaleji. Časová odchylka takhle vzniklá je vyjádřená časovou rovnicí EoT. Dalším důvodem je sklon osy rotace Země vzhledem k rovině oběžné dráhy kolem Slunce. To se projevuje především změnou výšky Slunce nad obzorem a také změnou polohy Slunce při jeho východu a západu. Při sledování každodenní polohy Slunce ve stejném čase, vytvoří vlivem těchto faktorů jednotlivé pozice na obloze smyčku ve tvaru štíhlé osmičky - analemy. Jedna z příčin, která má na svědomí časový posun proti občanskému času je vlastní rotace Země kolem osy jednou za 24 hodin. Vydělíme-li 360° 24 hodinami, získáme 15° což je jedno časové pásmo. Zemský povrch je poledníky rozdělen na 24 časových pásem. V důsledku toho se čas na dvou polednících vzdálených od sebe 15° liší o jednu celou hodinu. Jelikož se sluneční hodiny řídí Sluncem a pohybem Země, může být rozdíl na slunečních hodinách v rámci jednoho časového pásma až jednu hodinu.
Na úvodK nejstarším patří pravděpodobně kanonické hodiny. Celý den se dělil na dvě částí, světlou část dne a noc. Každá z těchto částí se dále dělila na dvanáct stejných dílů. Jelikož se ale délka obou částí dne během roku mění, mění se i délka hodiny. Dalším typem jsou babylonské hodiny, které udávají čas uplynulý od východu Slunce. Opakem jsou italské hodiny, které zase počítají čas uplynulý od západu Slunce. Jednotlivé čáry jsou symetrické s babylonskými hodinami. Nejčastěji používané hodiny ukazují takzvaný rovnoměrně plynoucí čas a jsou nazývané různě (staročeské, francouzské, moderní apod.). Také se můžeme setkat se slunečními hodinami, které ukazují čas pro konání různých náboženských obřadů.
Na úvodPokud jsou hodiny vybaveny datovými čarami, bývá šikmý ukazatel vybaven kuličkou nodem, můžeme z polohy jeho stínu odečíst datum. Tytu čáry mají tvar hyperbol a jsou označené buď datem nebo znamením zvěrokruhu a bývá jich až sedm. Nejhornější hyperbola přísluší datu zimního slunovratu zatímco spodní letnímu slunovratu. Jediná datová čára pro jarní a letní rovnodennost má tvar přímky.
Na úvodPodle mapy nebo přístroje GPS si zjistíme zeměpisnou šířku a zkontrolujeme s údaji na hodinách. Správně by na nich mělo být vyznačeno pro jakou zeměpisnou šířku jsou navržené. Některé typy jsou vybavené stupnicí pro nastavení zeměpisné šířky, takže je můžeme snadno ustavit. Důležité je vědět, zda-li se jedná o svislé nebo vodorovné hodiny. V případě že se jedná o vodorovné hodiny určené pro jinou zeměpisnou šířku, můžeme je na jedné straně podložit a simulovat tak stanoviště pro které jsou určené. Zkontrolujeme zda je sklon polosu rovný zeměpisné šířce a zda je ve směru jih - sever (směřuje k hvězdě Polárce). Hodiny dále ustavíme tak aby hodinová čára pro dvanáctou hodinu směřovala k severu. Pokud se jedná o hodiny svislé, jsou obvykle dělané pro jižní stěnu, proto je také tak musíme pověsit. Pokud jsou na jinač orientované stěně, nebudou ukazovat správně. Úhel mezi stěnou a polosem se rovná doplňkovému úhlu zeměpisné šířky do 90° a polos musí být rovnoběžný se zemskou osou, to znamená že směřuje k severu. Polední přímka směřuje od paty ukazatele kolmo dolů.
Na úvodNejlépe je nejdříve si o slunečních hodinách něco přečíst na internetu nebo v knihách a seznámit se tak alespoň stručně se základy gnómoniky. Je dobré pro inspiraci navštívit nějakou fotogalerii se slunečními hodinami a vybrat jak bychom si je představovaly. Nekopírovat! Než přistoupíme k definitivní realizaci, zhotovíme si jednoduchý model, na kterém si ověříme funkčnost našeho návrhu. Podle mapy, pomocí GPS a podobně, si zjistíme zeměpisnou šířku stanoviště. Nejjednodušší metoda je metoda vrženého stínu. Pro stanovené datum si zjistíme dobu pravého poledne - je rozdílná od poledne dle hodinek. V pravé poledne vytyčíme směr jih - sever pro vodorovné nebo inklinační hodiny, nebo polední přímku (svislice od paty ukazatele) pro svislé a usadíme ukazatel. Ukazatel má sklon od vodorovné roviny rovnající se zeměpisné šířce a v pravé poledne vrhá stín ve směru polední přímky neboli 12 hodiny. Když máme ukotvený ukazatel můžeme přistoupit k vyznačení hodinových čar. Vhodná doba je v okolí rovnodenností. Postupujeme tak, že vzhledem k době pravého poledne vyznačíme v intervalech jedné hodiny značku na číselníku. Pokud se nám to nepodaří během jednoho dne, můžeme pokračovat následujícího dne. Další metoda jak zhotovit sluneční hodiny je použít k vlastnímu návrhu některý ze speciálních programů (SHC, Orologi Solari, Sonne). Většinou jsou tyto programy jednoduché na obsluhu a některé nás jsou schopny provést celým návrhem včetně výpočtu orientace stěny a vložení obrázku objektu, na který hodláme hodiny nainstalovat (Orologi Solari - freeware s českým rozhraním a bohatou nápovědou). Výsledek našeho návrhu tak můžeme vytisknout na tiskárně buď ve zmenšeném měřítku nebo 1:1.