المحتوى
- أدخل الساعة الشمسية: الأساسيات
- التعلم عن الساعات الشمسية
- خط الاستواء السماوي
- الكسوف
- المصطلحات الفلكية القياسية الأخرى
- مزولة التاريخ
- أجزاء وتشغيل ساعة شمسية
- أنواع الساعات الشمسية
- افعل ذلك بنفسك مزولة
حاول أن تتخيل عالما بدون الإنترنت. هذا على الأقل قليل غير مريح ، أليس كذلك؟ الآن ، قم بإزالة الأجهزة المحمولة من أي نوع من المعادلة ، إلى جانب الكاميرات الرقمية وتكنولوجيا GPS.
عندما تذهب أبعد من ذلك وتخرج ساعات المعصم وساعات الحائط من المزيج ، تبدأ الأمور في الشعور بالذعر تقريبًا في عجلة من أمرك. من الصعب تصديق ذلك اليوم حتى أوائل القرن التاسع عشر مزولة كان البشر الطريقة الرئيسية لحفظ الوقت لآلاف السنين!
كل هذه الأشياء هي الإعداد للسؤال الحقيقي ، على الرغم من: ماذا لو كنت لا تستطيع معرفة الوقت؟ على الاطلاق؟ كما هو الحال في ، ماذا لو كانت الحياة تفتقر إلى أي خداع لتعليق فكرة "متى" في أي شيء يشبه المعنى المباشر؟ (إن أبناء الأرض العصريون غير مؤهلين لمواجهة هذا السؤال ؛ فمن المحتمل أنه ليس من الممكن بالنسبة لك تطهير عقلك من المفهوم الكامل للثواني والدقائق والساعات ، وإمكانية التنبؤ بالنظام الكامل لعروض الوقت المهيكلة.)
في مرحلة ما من التطور المعرفي البشري ، طوّر أسلافك القدرة على ربط الظواهر الفلكية الروتينية ، أو على الأقل الظواهر الفلكية المنتظمة ، بتمرير كميات ثابتة من "الوقت" ، مهما كان تصورهم لهذه الكمية (ومع ذلك فقد استنتجوا الوصف الصحيح حتى لو كان هناك طريقة لحساب ذلك في الرياضيات والفيزياء).
ومن الأمثلة على ذلك شروق وغروب الشمس والنجوم والقمر كل يوم ، ومراحل القمر والطريقة التي تدور بها السماء من خلال تحول دقيق ويمكن التنبؤ به في كل مرة تكمل فيها الأرض تدورًا آخر حول محور دورانها ("يوم") ) أو رحلة حول الشمس ("السنة").
أدخل الساعة الشمسية: الأساسيات
في مرحلة معينة من التطور البشري أو قبل البشري ، سمح إنشاء أدوات تفصيلية لأسلافك بتسريع انفصالهم الفعلي عن القردة الأخرى. أصبحت أدمغة البشر أكثر تطوراً بما يكفي لتقدير العلاقة الزمنية بين الحتميات الجسدية في بيئتهم والحقائق البيولوجية التي يحتاجون إلى إدراكها ، مثل حقيقة أنه من السهل النوم "في الليل" (أي في الظلام) ولكن أيضًا في حقيقة أن بعض الحيوانات المفترسة الخطيرة تطوف في الظلام.
ما هو مزولة؟ رسميا ، هو عليه جهاز الكرونومتر (أي ساعة) يستخدم الظل الناتج عن تساقط أشعة الشمس على قضيب عمودي لإظهار التوقيت المحلي. لأسباب سترى بعد قليل ، قضيب ، ودعا أ عقرب، يجب أن تكون موازية لمحور دوران الأرض وتشير إلى موقع في السماء يتوافق مع الشمال المناسب ، أو القطب الشمالي السماوي (CNP).
لذلك ، في أي خط عرض جغرافي معين ، يجب إمالة القضيب بزاوية إلى الأفق (أي الأفقي) المطابق لحجم ذلك الخط.
على سبيل المثال ، شخص ما يقوم ببناء ساعة شمسية عند خط العرض 40 درجة في بولدر ، كولورادو ، في الولايات المتحدة ، سوف يرمي العقرب 40 درجة فوق منتصف الأفق الشمالي ، أسفل منتصف الطريق مباشرة فوق النقطة مباشرة ( ذروة). كما تعلمون ، نظرًا لوجود 360 درجة في دائرة ، فإن نصف دائرة مثل السماء تغطي 180 درجة ؛ هذا يعني أن المسافة الزاوية من أي أفق إلى ذروة هي نصف هذا ، أو 90 درجة.
التعلم عن الساعات الشمسية
يتطلب التعامل بشكل صحيح مع الحقائق الشمسية الأساسية حفظ أسماء بعض الأجزاء غير المتحركة ، ولكن من المأمول أن تتعامل مع هذا الفكر مثل عالم فلك وتكتسب تقديراً ليس فقط لمهارات فضائية عالية الجودة ، ولكن أيضًا العلم الذي سمح لهذه الفئة من الأجهزة بأداء وظيفتها الفردية التي لا نهاية لها لآلاف السنين من تاريخ البشرية.
ستتعرض لكل أنواع المصطلحات الجديدة المثيرة للاهتمام أثناء قراءتك لهذه المقالة ، وستكون مستعدًا أيضًا لبناء مزولة خاصة بك - سواء كانت متواضعة أو متقنة - بحلول الوقت الذي تمر فيه. ولكن الشيء الأكثر أهمية بالنسبة لك لمحاولة التركيز على تفكيرك هنا هو العلاقات بين مسير الشمس، ال خط الاستواء السماوي، و ال أعمدة سماوية.
ترى ، عندما تتعلم عن الساعات الشمسية ، فأنت لا تتعلم حقًا كيفية صنع أداة غريبة ، رائعة ، لم تعد هناك حاجة إليها بفضل القفزات الهائلة والمستمرة في التكنولوجيا البشرية. إنك تميل كثيرًا عن إطار علم الفلك - كيف توجد الأشياء وتُسمى ، وكيف تم دمج الدورات السماوية التي تراها وتأخذها كأمر مسلم به في حتى الساعات الشمسية الأولى من 1500 قبل الميلاد أو نحو ذلك.
خط الاستواء السماوي
أدرك المبدعون الأصليون للمزولة العلاقة بين الهندسة البسيطة والسلوك ، أو على وجه التحديد واضح سلوك الأجسام في السماء. الفرق مهم ، لأنه لأغراض مزولة ، يتم التعامل مع الأرض على أنها ثابتة ، مع أشياء أخرى "ترتفع" و "تضبط" و "تعبر السماء" - الأوصاف التي لا معنى لها إلا من النقطة المرجعية لمراقب الأرض ، والتي حساب لماذا القدماء فعل أعتقد أن كل شيء في الكون يدور حرفيًا حول الأرض.
إن أسهل طريقة لتخيل النظام المستخدم لرسم خريطة الأجسام في السماء هي التقاط تلك المستخدمة هنا على الأرض (خطوط الطول والعرض) وتصوير الخطوط الخيالية التي يتم إسقاطها على كرة وهمية (نصف الكرة في الواقع ، حيث يمكنك رؤية النصف فقط منه) في السماء. تتقاطع هذه الطائرة المرسومة في منتصف الأرض عبر خط الاستواء الكرة السماوية في دائرة ، والتي تقدم كخط يسمى خط الاستواء السماوي.
الكسوف
وفي الوقت نفسه ، يتم تشكيل خط دائري آخر في السماء من خلال امتداد طائرة ثورة الأرض حول الشمس. هذا الخط الخيالي يسمى مسير الشمس، ويمثل المسار الواضح 360 درجة للشمس خلال كل عام فيما يتعلق بالنجوم الخلفية البعيدة. هذه النجوم يظهر بلا حراك مقارنة بالشمس والكواكب ، لأن إحدى الطرق التي نقيس بها حركة الثانية هي معاملة الثانية كإطار مرجعي "ثابت".
نظرًا لأن محور دوران الأرض مائلاً بمقدار 23.4 درجة من مستوى ثورته حول الشمس ، فإن خط الاستواء والكسوف السماوي يعوضان (يميلان) بهذا المقدار. لكنهم يجتمعون في نقطتين ، مثل الأطواق حولا من نفس الحجم. تتبع الشمس خط الاستواء السماوي في هذين اليومين في كل مكان على الأرض الإعتدال الربيعي (الانتقال من الشتاء إلى الربيع في نصف الكرة الشمالي) والانتقال من الصيف إلى الخريف (الإعتدال الخريفي).
المصطلحات الفلكية القياسية الأخرى
على الأرض ، خطوط العرض متوازية مع بعضها البعض على طول الطريق من خط الاستواء إلى كلا القطبين. تسمى الخطوط في السماء المقابلة لخطوط الطول خطوط انحراف، وإنشاء موقع الشمال والجنوب الأبعاد.
خطوط الطول ، من ناحية أخرى ، تسمى خطوط الطول على الأرض. يمكن تخيل هذه على أنها تشع إلى الخارج من النقطتين اللتين تشكلهما الأعمدة السماوية وتجتمع مرة أخرى في القطب المقابل ، على الرغم من أنه لا يمكن لأي عارض للأرض رؤية كلا القطبين في وقت واحد. يُعرف الخط الذي يمتد من الشمال مباشرة في الأفق عبر الذروة ونحو الجنوب في الأفق المقابل باسم "خط الطول" في لغة السماوية.
عند تحديد الموقع بين الشرق والغرب في سماء جسم سماوي ، يُعرف هذا الجزء من الإحداثي باسم الصعود الصحيح.
مزولة التاريخ
لقد لاحظت بالتأكيد أنه عندما تكون الشمس قريبة من الأفق (في الصباح الباكر أو في وقت متأخر من بعد الظهر) ، فإن الظل يكون أطول مما هو عليه عندما تكون الشمس فوقك مباشرة. ومع ذلك ، فإن الشمس تعبر السماء بنفس السرعة طوال الوقت ، حتى لو كانت الظلال تغير حجمها وشكلها بسرعات مختلفة.
ألهمت نزوة الهندسة هذه الساعات الشمسية الأولى ، حيث أدرك مخترعوها أن "الوقت" يمكن تقسيمه بشكل موثوق ليس فقط إلى أيام ولكن أجزاء من اليوم. سهولة تحسين جدولة أنشطة الحياة في ظل هذا النظام واضحة.
يُعتقد أن أقدم الساعات الشمسية تعود إلى مصر حوالي عام 1500 قبل الميلاد. بعض هذه كانت في الواقع بحجم الجيب ويمكن حملها ، لأن عقرب (اليونانية ل "القطب") يمكن أن يكون في الواقع الثقب بدلا من قضيب. لقد أصبحت مفيدة في ضبط الوقت حتى في الوقت الذي أصبحت فيه الساعات الميكانيكية شائعة وموثوقة ، وكانت تستخدم جيدًا في القرن التاسع عشر للتحقق من دقة الساعات "الحقيقية".
أجزاء وتشغيل ساعة شمسية
ال عقرب سبق ذكره. يجب أن يكون له خاصيتان: يجب أن يشير إلى القطب السماوي ويجب أن يميل بزاوية إلى الأفق مساوية تمامًا لخط عرض المراقبين. غالبا ما يتم ذلك في شكل زعنفة.
ال لوحة الطلب هو السطح الذي يتم إسقاط ظل الشمس عليه. يمكن أن يكون أسطوانيًا أو مسطحًا ، ويتم تمييزه في أي قسم يختاره صانعه طالما تتماشى مع الوقت الدقيق.
خطوط الساعة تم العثور عليها لأسباب بديهية في جميع الساعات الشمسية تقريبًا ، وعلامة دقيقة (على الرغم من اختيارها بشكل تعسفي ، في بعض المعاني) في الوقت المناسب.
ال العقدة هي إحدى الشقوق الموجودة في gnomon التي تسمح بتحديد موقع دقيق وحاد على طول خط الظل ، والذي قد يكون غامضًا.
أنواع الساعات الشمسية
يمكن تقسيم الساعات الشمسية إلى نوعين أساسيين ، بطلب الارتفاع و الأوجه الاتجاهية.
ل الاتصال الهاتفي الارتفاع يسمح بتحديد الوقت باستخدام مسافة الشمس فوق الأفق. في جميع الحالات ، يجب أن تكون موجهة نحو اتجاه البوصلة ، بينما في حالات أخرى تكون الشمس نفسها نقطة مرجعية. وتشمل الأنواع المختارة الأوجه المستوية ، وأسطوانات الأسطوانة ، والأوجه المصفحة ، والأوجه الدائرية.
أ الاتصال الهاتفي الاتجاهي يعتمد على السمت (اتجاه البوصلة) وعلى زاوية الشمس حيث يقترب من خط الطول عند الظهر. وتشمل الأنواع الفرعية الأوجه الأفقية والرأسي القطبي والسمت والسنوليك.
في جميع الحالات ، يمكنك أن تتخيل أن الشمس تشرق وتلقي بظلالها العريضة من جانب يتدرج تدريجياً إلى خط مع اقتراب الظهر ثم يكرر "الفيلم" في الاتجاه المعاكس على الجانب الآخر من لوحة الاتصال حتى يحدث غروب الشمس.
افعل ذلك بنفسك مزولة
من السهل العثور على اقتراحات لجعل الساعة الشمسية الخاصة بك ، ويتم تضمين اقتراح للبدء في الموارد. تذكر أنه ليس المواد الدقيقة أو كيف تبدو عملية الإنشاء المزخرفة الأكثر أهمية ؛ إنك تفهم الفيزياء وتستطيع أن تشرحها لأي شخص لديه شعور جيد أن يسألك عن عملك الشاق.
أوه ، ونصيحة أخيرة: لا تختار يومًا ممطرًا للمظاهرة - فهذا سيجعل التمرين أكثر "إضاءة" لجميع الحاضرين!