Солнечные часы — что это и как работает?
Солнечные часы — устройство, с помощью которого можно определить текущее время по Солнцу. Они работают по принципу отбрасывания тени от объекта на поверхность с отметками времени. Объект, который отбрасывает тень, называется «гномон». По тени можно определить угловую высоту Солнцу.
Гномоны бывают разные: с фигурой и острым краем или с тонким стержнем. Солнце меняет свое расположение в течение суток: каждый час поворачивается на 15 градусов. Чтобы переместиться на один градус долготы с востока на запад, Солнцу требуется 4 минуты. Вместе с этим перемещается тень от гномона — она падает на отметку с определенным часом.
Солнечные часы сопоставляют с осью вращения Земли. Форма устройства должна указывать на настоящий астрономический север — это не Северный или Южный полюса. Форма горизонтально ориентированных часов должна соответствовать географической широте.
Виды солнечных часов
Есть три основных типа солнечных часов: горизонтальные, экваториальные и вертикальные. Раньше люди строили шаровые, конические и цилиндрические часы.
Горизонтальные солнечные часы состоят из кадрана и гномона. Что такое гномон, вы уже знаете, а вот кадран — это плоскость с часовыми делениями. На горизонтальных часах кадран устанавливают параллельно плоскости горизонта. Гномон — это, как правило, треугольник, который перпендикулярен плоскости кадрана. Одна из сторон гномона наклонена на угол, равный географической широте места установки часов.
Линия, которая пересекает кадран и гномон, направляется параллельного полуденной линии. Вдоль этой линии направлена тень вертикального стержня в истинный полдень. Истинный полдень — это время в середине дня, между восходом и закатом солнца.
Экваториальные солнечные часы состоят из гномона и кадрана, как и горизонтальные. Часовые деления отмечаются на кадране через равные угловые промежутке — аналогичным образом времся отмечается на циферблате обычных часов. Гномон, как правило, это металлический стержень, который устанавливают на кадране перпендикулярно его поверхности. Кадран ориентируется в горизонтальной плоскости, чтобы прямая, которая соединяет гномон и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно полуденной линии. В сторону юга — для Северного полушария, в сторону севера — для Южного полушария. Также, прямая, которая соединяет основание гномона и часовое деление, наклоняется относительно плоскости горизонта.
Основной минус экваториальных часов — они работают только от дня весеннего равноденствия до осеннего равноденствия.
Вертикальные солнечные часы размещают на стенах различных строений. Их кадран расположен вертикально и перпендикулярен плоскости горизонта. При этом, он может быть повернут в любую сторону — от этого зависит расположение часовых делений. Чтобы деления времени были симметричны относительно полуденного деления, кадран должен быть обращен на юг в северном полушарии и на север — в южном.
В России вертикальные солнечные часы можно найти в Московском планетарии. Они показывают текущую дату и время.
Источник
Солнечные часы
История солнечных часов уже насчитывает не одно тысячелетие, но когда именно люди начали их применять достоверно неизвестно. Установлено, что в Древнем Египте, Вавилоне и Китае такими приборами пользовались ранее, чем за тысячу лет до нашей эры. Первые упоминания об определении времени по солнечным лучам с помощью специального устройства относятся к 1306-1290 гг. до н.э.
Любые солнечные часы имеют циферблат со шкалой и часовую стрелку, называемую гномоном. При этом по их ориентации солнечные часы подразделяются на горизонтальные, вертикальные и экваториальные. Существует множество их модификаций, такие как ступенчатые, кольцевые, пластинчатые, зеркальные, бифилярные и другие.
Солнечные часы это не обязательно диск, имеющий перпендикулярный гномон. Так, циферблат может быль полусферой или кольцом. Универсальными экваториальными часами можно пользоваться на всех широтах. В их конструкции участвуют два перпендикулярных друг другу кольца и гномон. Для определения времени необходимо выставить широту по шкале на одном из колец и установить дату. Затем часы поворачивают вокруг вертикальной оси, до появления на циферблате точки, показывающей время. В этот момент одно кольцо ориентировано на север вдоль меридиана, а второе — параллельно плоскости экватора.
В горизонтальных солнечных часах плоскость циферблата не перпендикулярна гномону, который должен быть параллелен земной оси, а также указывать на север, то есть угол между ними равен широте местности. Горизонтальные часы удобны и просты в установке. Для их использования на другой широте достаточно изменить угол и направить гномон на север.
В Древнем Египте были сконструированы разные модели солнечных часов, например, с горизонтальной шкалой, которая составляла угол 90 градусов с плоскостью местного меридиана, а гномонами их являлись обелиски, высота которых обычно достигала нескольких метров. Для того чтобы по ним узнать время, использовалось направление, которое указывала тень от гномона. Еще одни солнечные часы, именуемые «ступенчатыми», имели две поверхности, наклоненные на восток и на запад и поделенные на уровни. При движении солнца тень перемещалась с одной ступени на другую, и время определялось по ее длине.
В Центральной Европе до XV века широкое распространение получили настенные вертикальные солнечные часы, гномон которых был горизонтальным. Правда точность определения времени по ним была невысока.
В тоже время существовало несколько вариантов дорожных хронометров, например, кольцевые солнечные часы. Они представляли собой два кольца, в одном из которых было отверстие для прохождения солнечного луча, а на другое наносились шкалы месяцев и часов. Были еще пластинчатые часы, в конструктивное решение которых входили две, иногда три, одинаковые пластинки, имевшие прямоугольную форму и скрепленные между собой, при этом на нижней устанавливался компас.
Имеется описание средневековых восьмигранных палок с четырьмя сквозными отверстиями в ручках, в которые для определения времени надо было вставлять металлические стержни. Примерно тогда же появились оконные хронометры. Они относились к вертикальным. Принцип работы солнечных часов заключался в использовании окна ратуши или храма в качестве циферблата с нанесенной полупрозрачной шкалой. Это давало возможность узнавать время, находясь внутри помещения. Зеркальные солнечные часы использовали отраженный с помощью зеркала солнечный луч, который они направляли на стену здания, где находился циферблат.
Источник
Консультация для педагогов и родителей «Солнечные часы. История возникновения и виды»
Наталья Плахтеева
Консультация для педагогов и родителей «Солнечные часы. История возникновения и виды»
Материал будет полезен для воспитателей старших и подготовительных групп ДОУ, для учителей начальных классов, а также для творческих и увлечённых родителей.
Немного истории
Давным-давно, когда часов ещё не было, люди узнавали время по солнцу. Встало солнце, люди тоже вставали и принимались за свои дела. Поднялось солнце выше, прошло полдороги по небу – люди отдыхали и обедали. А спряталось солнце за леса, за горы, за море – люди заканчивали работы и шли домой.
И вот однажды, какой-то наблюдательный человек заметил, что тень от дерева не стоит на месте, а движется вслед за солнцем. Кончился день, солнце сделало по небу круг, и тень тоже сделала круг, но только в другом направлении.
Смотрел человек, смотрел, как тень по кругу движется, и придумал часы: вкопал в землю столб, а вокруг столба начертил круг, разделил его на части. Взошло солнце, и тень от столба медленно двинулась по кругу.
Так были изобретены самые древние часы, которыми пользовались люди, чтобы примерно знать время. Назывались они солнечными.
Солнечные часы – старинный прибор для измерения времени по Солнцу.
Родиной солнечных часов принято считать Древний Египет. Жрецы-мудрецы наблюдали за тем, как каждый день солнце перемещается по небу. Они вдруг заметили, как колонны храма отбрасывают тень то в одну сторону, то в другую, причем плавно, будто бы по кругу. Жрецам пришла в голову идея создания солнечных часов.
И в другом древнем государстве — Вавилоне много тысяч лет тому назад каждый день от восхода до заката солнца наверху старинной башни находился дежурный мудрец и наблюдал за движением солнечной тени от вершины столба. Стоило тени коснуться очередной линии, как он громко оповещал: «Знайте, свободные и рабы, миновал ещё один час после восхода Солнца!»
Вавилоняне научились сами и научили древних греков делить время на равные промежутки — часы.
В солнечных часах небольшой стержень (гномон) укрепляли на плоскости (кадран, разграфленной линиями — циферблате. Часовой стрелкой служила тень от гномона.
В старинном городе Афины бегали люди-часы и сообщали желающим, который час. Они узнавали время по единственным в городе солнечным часам и за мелкую монету сообщали время.
Людям идея с часами понравилась, ведь появилась возможность определять точное время. Солнечные часы стали устанавливать в общественных местах – на площадях, в банях, в имениях императоров и других местах.
Солнечные часы были разных видов и конструкций:
— горизонтальные (расположены прямо на земле, их можно построить на песке, и на любой горизонтальной поверхности);
— вертикальные (эти часы расположены на вертикальной поверхности, а их гномон торчит в строну);
— зеркальные солнечные часы, которые отражали солнечный луч зеркалом на циферблат, расположенный на стене дома.
И хоть работать (то есть показывать время) солнечные часы могут лишь в солнечную ясную погоду, тем не менее, эти часы служили людям в течение многих тысячелетий. И люди ими были очень довольны. Солнечные часы живы до сих пор!
Дома (если есть такая возможность) или во время летнего отдыха сделайте с ребёнком солнечные часы и проведите интересный эксперимент с ними.
Цель: рассказать детям о солнечных часах.
Задачи:
— познакомить детей с солнечными часами и способом их изготовления;
— развивать умственные способности детей;
— обогащать словарный запас детей;
— воспитывать любознательность, бережное отношение ко времени;
— воспитывать интерес к познанию нового.
Как можно сделать солнечные часы из природного и бросового материала?
Я у солнышка спросила —
Сколько времени сейчас?
Солнце палку осветило,
Показало? Вот те раз?
Но потом я догадалась!
Палочку воткнула в грунт,
Круг вокруг нарисовала,
Числа, циферки — всё тут!
Тень от палочки мгновенно
Показала мне тот час!
Только помнить нужно — север
На двенадцати у нас!
Циферблат таких часов помещают на открытом ярко освещаемом солнцем месте, а стрелкой часов служит стержень, отбрасывающий тень на циферблат. Для этого нарисуйте на земле круг (или выложите его из камушков)
В нашем случае мы использовали полукруг, так как в этом месте с одной стороны было море, с другой – горы. Поэтому наблюдение за солнечными часами можно было проводить с 7 часов утра (в это время солнце появлялось из-за гор) до 16 часов дня. Потом солнце заходило за горы.
В центр круга поставьте длинную палочку. Я нашла упругую яркую пластиковую палочку вишнёвого цвета
Положите камушек (в нашем случае пластиковая крышечка) на то место окружности, на которое падает тень. Поставьте там нужную цифру (например, 10 – если сейчас 10 утра) и так далее. Мы нашли на берегу моря яркие пластиковые крышечки разного цвета. Это обстоятельство привнесло ещё больше интереса к солнечным часам
Можно вместе с ребёнком написать цифры на поверхности крышечек, а если это сделать не получится, то написать цифры на кружочках бумаги и приклеить на поверхность крышечек такого самодельного циферблата.
Понаблюдайте за работой таких часов в начале прогулки, середине. И перед уходом снова подойдите к часам и посмотрите, где будет «стрелка» т. е. тень от палочки.
Главное, что нужно увидеть, что «тень – стрелка» передвигается по кругу. На следующий день повторите наблюдения – несколько раз подойдите и посмотрите на «стрелку-тень» от палочки.
Понаблюдайте за солнечными часами и сделайте ещё один вывод – тень от палочки будет разная по длине в разное время суток (утром, днём, вечером).
Детям очень нравится наблюдать за такими солнечными часами, это вызывает у них просто восторг.
Вопросы детям на закрепление темы
Как называется прибор, отсчитывающий время в пределах суток?
Где устанавливали солнечные часы?
Из чего состоят солнечные часы?
Какие недостатки есть у солнечных часов?
Трудно ли их самим сделать?
А можно сделать для наблюдений за природными явлениями и небольшую метеостанцию, изготовив в ней розу ветров, флюгер и солнечные часы!
Консультация для педагогов «История басни как жанра» «Мораль сей басни такова.» «Мораль сей басни такова…» – это выражения нам всем не только хорошо известно, но и понятно. Причина очевидна:.
Консультация для педагогов и родителей «Причины и виды отклонений в речевом развитии детей дошкольного возраста» Речь — один из наиболее мощных факторов и стимулов развития ребенка. Это обусловлено исключительной ролью, которую она играет в жизни человека.
Консультация для родителей и педагогов «Виды театров» Знакомство с театром происходит в атмосфере волшебства, праздничности, приподнятого настроения, поэтому заинтересовать детей театром не.
Консультация для родителей «История возникновения праздника 8 марта» Консультация для родителей: история возникновения праздника 8 марта К концу 1880-х годов, когда в мире возникла идея женской консолидации,.
Консультация для родителей «Причины возникновения стресса у ребенка и как его избежать» Считается, что стрессы чаще возникают у взрослых на фоне нестабильной социальной или экономической ситуации. На самом деле стресс у ребенка.
Консультация для родителей «Солнечные ванны — польза и вред для ребёнка» Наступило лето! Пора отпусков, поездка с семьей к морю, на озеро, к реке. Независимо от того, какое солнечное место вы выбрали для отдыха.
Консультация для родителей «Виды пластилиновой аппликации» Пластичный и яркий пластилин прекрасно подходит для выполнения аппликаций, так как его легко обрабатывать, придавать нужную форму. А сама.
Консультация для родителей «Воздушные и солнечные ванны для детей» Консультация для родителей «Воздушные и солнечные ванны для детей» Летняя песенка Опять смеется лето В открытое окно, И солнышка, и света.
Конспект открытого занятия «Нить Ариадны. История возникновения лабиринтов» для подростков 14–17 лет Возрастная категория – воспитанники 14-17 лет (старшая возрастная группа). Цель: — расширить кругозор и представления об окружающем мире.
Оформление участка «Метеостанция и солнечные часы» Солнечные деньки детворы на участке детского сада Лето, ах лето… Это любимое время года всех людей и особенно детей. Детский сад для каждого.
Источник