Strana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Kliknutím na číslo dílu nahoře, nebo "Další strana" se načte příslušná strana.

Strana 1. Jak pracují sluneční hodiny.

Od dávných dob lidé řídí svůj život podle zdánlivého pohybu Slunce a stínu tvořeného jeho paprsky. My říkáme zdánlivý ačkoliv víme že to je Země, která se otáčí kolem své osy čehož důsledek můžeme každodenně pozorovat na pohybu stínu. Když se Země pootočí o 15°, projeví se to pohybem Slunce na jeho denní dráze po obloze rovněž o 15°. Ačkoliv je to Země kdo se otáčí, je běžné říkat, že se Slunce pohybuje po obloze.
Pro lepší pochopení funkce slunečních hodin si můžeme představit, že máme přesně nad severním pólem umístěnou kameru, která sleduje Zemi pod ní. Při tomto pohledu můžeme pozorovat jak se Slunce posune za jednu hodinu o 15°. Kolmý ukazatel, který nám vrhá stín na číselník zde nazýváme gnómon, pro šikmý ukazatel používáme označení polos.

Další Strana

Další stránka

Strana 3. Rovníkové sluneční hodiny.

Možná je to překvapující že sluneční hodiny, které jsme si představily severním pólu jsou ve skutečnosti označované jako rovníkové. Jejich název je odvozen od roviny rovníku s kterým je jejich rovina číselníku rovnoběžná.

Další Strana

Strana 4. Polární jižní sluneční hodiny.

Rovníkové hodiny hodiny jsou někdy používané jako výchozí při konstrukci mnoha dalších typů slunečních hodin. To se provádí projekcí jejich číselníku na jakýkoliv vhodný povrch. Polární jižní hodiny níže, nám mohou posloužit jako názorný příklad.

Další Strana

Strana 5. Zemská osa.

Doba zimního slunovratu na severní polokouli nastává, když se zemská osa odkloní od Slunce. Slunce na severním pólu v době od října do března nevychází - nastává polární noc. Naproti tomu na jižním pólu nikdy nezapadá - polární den.

Letní slunovrat na severní polokoulí nastává když se zemská osa přikloní ke Slunci. Slunce na severním pólu v období od dubna do září nikdy nezapadá - polární den, zatímco na jižní polokouli nevychází - polární noc.

Další stránka

Strana 6. Sluneční hodiny na pólech a rovníku.

Další Strana

Strana 7. Sluneční hodiny v různých zeměpisných šířkách.

Další Strana

Strana 8. Vodorovné sluneční hodiny v různých zeměpisných šířkách.

Další Strana

Strana 9. Vícenásobný číselník.

Další Strana

Strana 10. Stín ukazatele na číselníku.

Další stránka

Strana 11. Vodorovné sluneční hodiny v různých zeměpisných šířkách.

Další Strana

Strana 12. Sluneční čas, korekce o zeměpisnou délku a Greenwichský čas (Anglie).

Slunce se pohybuje po obloze rychlostí 1 st za 4 minuty ve směru od východu k západu.
Sluneční hodiny rozmístěné na stejném poledníku ukazují všechny stejný čas. (shown on clocks for clarity).
Sluneční hodiny na 4° západní zeměpisné délky se opožďují o 16 minut oproti času v Greenwichi a hodiny na 8° západně dokonce o 32 minut pozadu.
Příklad: Plymouth je na 4° 08´ západně od Greenwiche. Sluneční hodiny v Plymouthu ukazují o 16 minut a 32 vteřin méně než v Greenwichi.

Z podnětu železnic, které jezdily dlouhé trasy ve směru východ západ, bylo nutno řešit tento časový rozdíl z důvodu zpřesnění jízdních řádů.
V roce 1880 byl Parlamentem stanoven nultý poledník, který prochází Greenwichi a Londýnem. Byl tak určen také Greenwich Mean Time (GMT) který byl v celé Británii stejný jaký oznamoval Big Ben.

Časová korekce podle zeměpisné délky v minutách pro Českou republiku je na následujícím obrázku.

Další Strana

Strana 13. Seznámení s analemou.

První přesné mechanické hodiny vyrobil v roce 1656 holandský vědec Christian Huygens. Jeho pozdější modely vykazovaly přesnost až jedné sekundy během několika dní. Když denně seřizoval tyto hodiny podle slunečních, začal si myslet, že jeho hodiny mění svojí přesnost v průběhu roku. Ve skutečnosti to byly mechanické hodiny, které šly přesně a sluneční se odchylovaly.

Nyní již víme že se oproti slunečním hodinám rozcházejí protože délka dne, měřená podle Slunce, se v průběhu roku mění. K čemu skutečně dochází můžeme vidět na následující stránce.

Další Strana

Strana 14. Analema.

Další stránka

Strana 15. Časová rovnice.

Další stránka

Strana 16. Graf časové rovnice.

Další Strana

Strana 17. Oběžná dráha Země.

Pokud by se Země otáčela kolem stabilně skloněné osy a stále ve stejném místě, byly by všechny dny stejně dlouhé. Samozřejmě to není možné, naše Země obíhá kolem Slunce po eliptické dráze ovlivněné jeho gravitací a ještě k tomu se otáčí kolem vlastní osy, která je k rovině oběžné dráhy skloněná.
Když se díváme na Slunce, sledujeme ho z pohybující se základny. Navíc tyto pohyby jsou dva. Zaprvé se pohybujeme proměnlivou rychlostí po eliptické oběžné dráze kolem Slunce a zadruhé, pohybujeme se kolem zemské osy. Kombinací těchto dvou pohybů se v průběhu roku mění jak doba průchodu Slunce místním poledníkem, která je vyjádřená časovou rovnicí, tak i výška Slunce nad obzorem, ve které se v pravé poledne nachází.

Další Strana

Strana 18. Seznámení s azimutem stěny.

Sluneční hodiny na stěně přesně natočené k jihu budou mít polední přímku vedenou svisle a středem číselníku a ostatní hodinové přímky budou k polední přímce symetrické.
Rozsah hodin bude od 6 do 18 hodin (od 6 h dopoledne do 6 h odpoledne).

Sluneční hodiny na stěně natočené k východu / západu.
Ve většině případů bude polední přímka svislá ale ukazatel se bude stáčet tak aby byl stále rovnoběžný se zemskou osou.

Další Strana

Strana 19. Stěna natočena k východu / západu.

Další Strana

Strana 20. Ukázky slunečních hodin.

A - Horizontální sluneční hodiny s grafickým znázorněním časové rovnice.

B - Svislý číselník na obecně orientované stěně pro souřadnice 54° 20' sev. zem. šířky a 1° 26' záp. zem délky. Azimut stěny 14° k východu.

C - Univerzální číselník rovníkových hodin. Nastavitelný pro libovolnou severní zeměpisnou šířku. (S letní a zimní stranou)

D - Polární hodiny s lomenými "křídly" ukazuje čas od 6 do 18 hodin. Rovinný číselník nemůže ukazovat čas v časných ranních a pozdních odpoledních hodinách.

E - Rovníkové sluneční hodiny ve tvaru luku vytvořil sochař Henry Moore. Adler Planetarium, Chicago.

F - Analemmatické hodiny. Když si uživatel stoupne na datovou desku ve středu číselníku, do polohy datové značky dle aktuálního data , jeho stín mu ukáže sluneční čas.

G - Vícenásobné sluneční hodiny. Dvanáctistěn tvořený rovnostrannými trojúhelníky obsahuje číselníky v dutinách natočených různými směry.

H - Přenosné horizontální hodiny.

I - Heliochronometer převádí sluneční čas na občanský čas.

J - Šikmý a svislý ukazatel na této replice dvojitých horizontálních hodin ukazuje sluneční čas, měsíční čas a také výšku a azimut Slunce.

K - Kapucínské hodiny používají škálu připomínající mnišskou kapuci.

L - Toto ošklivé, plastické, připomínající sluneční hodiny jedině svým vzhledem je skvělým příkladem ignorace všech gnómonických pravidel.

Poděkování

Prezentaci navrhl a vytvořil Tony Moss. Text a obrázky v této prezentaci jsou duševním vlastnictvím autora, který tuto laskavě zpřístupnil pro BSS (The British Sundial Society - http://www.sundialsoc.org.uk/) na podporu vzdělávacích cílů společnosti.
Díky laskavému svolení autora byla tato prezentace zpřístupněna zájemcům o gnómoniku také v českém jazyce na stránkách www.astroama.com a to ze podmínek vyplývajících z ujednání o autorských právech. Touto cestou také autorovi děkuji za vstřícný přístup a poskytnutí zdrojových materiálů. Jaromír Ciesla, duben 2010.