Conţinut
- Intrați în Sundial: Bazele
- Aflați despre duminici
- Ecuatorul celest
- Ecliptica
- Alți termeni astronomici standard
- Istoria Sundialului
- Piese și funcționare a unei sonde
- Tipuri de Sundials
- Do-It-You-yourself Sundial
Încercați să vă imaginați o lume fără Internet. Asta este cel puțin un mic inconfortabil, nu? Acum, scoateți din ecuație dispozitivele mobile de orice fel, împreună cu camerele digitale și tehnologia GPS.
Când mergeți și mai departe și eliminați din ceasuri de mână și ceasuri de perete, lucrurile încep să se simtă aproape în pană. Este greu de crezut astăzi că până la începutul anilor 1800, sundial fusese omul principalul mod de a menține timpul timp de mii de ani!
Aceste lucruri sunt toate pregătitoare pentru întrebarea reală, totuși: Ce se întâmplă dacă nu ai putea spune timpul? Deloc? Ca și în cazul vieții, dacă viața nu avea niciun fel de conținut pentru a stabili noțiunea de „când” în ceva asemănător cu sensul imediat? (Un pământean modern nu este echipat pentru a înfrunta chiar această întrebare; probabil că nu este posibil ca dumneavoastră să vă curățați întregul concept de secunde, minute și ore și de previzibilitate pe care îl oferă întreaga schemă de timp structurată.)
La un moment dat în evoluția cognitivă umană, strămoșii tăi au dezvoltat abilitatea de a asocia fenomene astronomice de rutină, sau cel puțin regulate, cu trecerea unor cantități fixe de „timp”, oricare și oricum au conceput această cantitate (care chiar astăzi eludează descrierea adecvată). chiar dacă există o modalitate de a-i da socoteală în matematică și fizică).
Exemple sunt creșterea și apusul soarelui, stelelor și lunii în fiecare zi, fazele lunii și modul în care cerul circulă printr-o transformare precisă și previzibilă de fiecare dată când Pământul finalizează un alt rotit în jurul axei sale de rotație (o "zi" ) sau excursie în jurul soarelui (un "an").
Intrați în Sundial: Bazele
La o anumită etapă a evoluției umane sau pre-umane, crearea de instrumente elaborate a permis strămoșilor tăi să accelereze separarea lor efectivă de alte maimuțe. Creierele hominidelor au devenit suficient de sofisticate pentru a aprecia relația temporală dintre inevitabilitățile fizice din mediul lor și realitățile biologice de care aveau nevoie pentru a fi cunoscători, cum ar fi faptul că este mai ușor să doarmă „noaptea” (adică în întuneric), dar și faptul că anumiți prădători periculoși merg pe rătăcire când se întunecă.
Ce este o solară? Formal, este un cronometru (adică un ceas) care folosește umbra produsă de lumina soarelui căzând pe o tijă verticală pentru a arăta ora locală. Din motive veți vedea în scurt timp, tija, numită a gnomon, trebuie să fie poziționat paralel cu axa de rotație a Pământului și să fie îndreptat către o poziție pe cer care corespunde nordului sau polul nord celest (CNP).
Prin urmare, la orice latitudine geografică dată, tija trebuie să fie înclinată într-un unghi față de orizont (adică orizontal) care este identică cu mărimea acelei latitudini.
De exemplu, cineva care construiește un cadru solar la 40 ° latitudine în Boulder, Colorado, în Statele Unite ale Americii, ar viza gnomonul la 40 de grade deasupra mijlocului orizontului nordic, chiar la jumătatea drumului până la punctul direct deasupra ( zenit). După cum știți, având în vedere că sunt 360 de grade într-un cerc, o jumătate de cerc ca cerul acoperă 180 de grade; asta înseamnă că distanța unghiulară de la orice orizont până la zenit este jumătate din aceasta sau 90 de grade.
Aflați despre duminici
Pentru a avea o manevrare adecvată asupra faptelor solare de bază, este necesară memorarea numelor câtorva părți care nu se mișcă, dar este de dorit să vă apropiați de această gândire ca un astronom și să obțineți o apreciere pentru nu doar o solă de înaltă calitate, măiestrie uimitoare, ci și știința care a permis acestei clase de dispozitive să-și îndeplinească singura slujbă nesfârșită pentru mii de ani de istorie umană.
Veți fi expus la orice fel de termeni noi și interesanți în timp ce citiți acest articol, și veți fi chiar pregătiți să vă construiți propriul său solar - fie că este umil sau elaborat - până când treceți. Dar cel mai important lucru pentru tine să încerci să îți concentrezi gândirea aici este relațiile dintre ecliptic, ecuator celest, si stalpi celesti.
Vedeți, când aflați despre rețelele de soare, nu învațați cu adevărat să faceți un instrument ciudat, dacă este fascinant, care nu mai este necesar datorită salturilor colosale și în curs de desfășurare în tehnologia umană. Vă aplecați foarte mult asupra cadrului propriu al astronomiei - modul în care obiectele sunt amplasate și etichetate și modul în care ciclurile cerești pe care le vedeți și le luați de la sine au fost integrate chiar în primele ore de soare de la 1500 î.e.n.
Ecuatorul celest
Creatorii originali ai rețelelor de soare au recunoscut relația dintre geometria simplă și comportamentul, sau în special aparent comportament, al obiectelor din cer. Distincția este importantă, pentru că în scopuri de soare, Pământul este tratat ca fiind fix, cu alte lucruri „în creștere” și „așezare” și „traversând cerul” - descrieri care nu au sens decât din punctul de referință al unui observator al Pământului, și care dau seama de ce anticii făcut înțelegeți că, în întregime, cosmosul se învârte în jurul Pământului.
Cel mai simplu mod de a imagina sistemul folosit pentru a cartografia obiecte pe cer este să-l iei pe cel folosit aici pe Pământ (latitudine și longitudine) și să imaginezi liniile imaginare proiectate pe o sferă imaginară (de fapt o emisferă, deoarece poți vedea doar jumătate din ea) pe cer. Un avion tras prin mijlocul Pământului prin ecuatorul său intersectează acest lucru sfera celestiala într-un cerc, care se prezintă ca o linie numită ecuator celest.
Ecliptica
Între timp, o altă linie circulară pe cer este formată prin extinderea planului revoluției Pământului în jurul soarelui. Această linie imaginară se numește eclipticși reprezintă calea aparentă a soarelui în 360 de grade în fiecare an în raport cu stelele de fundal îndepărtate. Aceste stele apărea nemișcat în comparație cu soarele și planetele, deoarece o modalitate prin care măsurăm mișcarea acestuia din urmă este tratarea primului ca un cadru de referință „fix”.
Deoarece axa de rotație a Pământului este înclinată cu 23,4 ° față de planul său de revoluție în jurul soarelui, ecliptica și ecuatorul celest sunt compensate (înclinate) cu această cantitate. Dar se întâlnesc în două puncte, ca niște cercuri de hula de aceeași dimensiune. Soarele urmează ecuatorul ceresc în aceste două zile oriunde pe Pământ, pe echinocțiul de primăvară (tranziție de iarnă la primăvară în emisfera nordică) și tranziție de vară la toamnă (echinocțiul de toamnă).
Alți termeni astronomici standard
Pe Pământ, liniile de latitudine sunt paralele între ele, de la ecuator până la ambii poli. Liniile din cer corespunzătoare liniilor de latitudine se numesc linii de declinaţieși stabiliți locația dimensională nord-sud.
Liniile de longitudine, pe de altă parte, sunt numite și meridiane pe Pământ. Acestea pot fi imaginate ca radiază spre exterior din cele două puncte formate de polii cerești și se întâlnesc din nou la polul opus, deși niciun telespectator nu poate vedea ambii poli deodată. Linia care trece direct de la nord pe orizont prin zenit și spre sud spre dreapta pe orizontul opus este cunoscută drept „meridianul” în lingo celest.
Atunci când identificăm poziția est-vest în cerul unui obiect ceresc, această parte a coordonatei este cunoscută ca ascensiune dreapta.
Istoria Sundialului
Cu siguranță ați observat că atunci când soarele este aproape de orizont (dimineața devreme sau după-amiaza târziu), umbrele sunt mai lungi decât sunt atunci când soarele este mai direct deasupra voastră. Cu toate acestea, soarele traversează cerul cu aceeași viteză tot timpul, chiar dacă umbrele își schimbă dimensiunea și forma cu viteze diferite.
Acest capriciu al geometriei a inspirat primele rețele de soare, deoarece inventatorii lor și-au dat seama că „timpul” poate fi împărțit în mod fiabil nu doar în zile, ci în porțiuni dintr-o zi. Facilitatea îmbunătățită a programării activităților de viață în cadrul unui astfel de sistem sunt evidente.
Se crede că cele mai timpurii zile de soare datează din Egipt, aproximativ 1500 î.Hr. Unele dintre acestea au de fapt dimensiuni de buzunar și pot fi transportate, deoarece gnomon (Greacă pentru „stâlp”) ar putea fi de fapt o gaură în loc de o tijă. Acestea deveniseră utile pentru cronometrare chiar și în momentul în care ceasurile mecanice deveniseră obișnuite și de încredere și erau folosite până în anii 1800 pentru a verifica exactitatea ceasurilor „reale”.
Piese și funcționare a unei sonde
gnomon a fost deja menționat. Trebuie să aibă două caracteristici: trebuie să se îndrepte spre polul celest și trebuie să fie înclinat într-un unghi față de orizont exact egal cu latitudinea observatorilor. Este adesea făcută sub formă de aripioare.
plăcuță de formare este suprafața pe care este proiectată umbra solară. Poate fi cilindric sau plat și marcat în orice diviziune alege producătorul său, atâta timp cât acestea se aliniază cu timpul precis.
Linii de oră se găsesc din motive de la sine însuși pe practic toate solele și marchează puncte exacte (deși arbitrar, într-un anumit sens).
Nodus este o crestătură a gnomonului care permite determinarea unei poziții exacte și ascuțite de-a lungul liniei umbrei, care altfel ar putea fi neplăcută.
Tipuri de Sundials
Zonele pot fi împărțite în două tipuri de bază, cadranele de altitudine și cadranele direcționale.
Un cadran de altitudine permite determinarea timpului folosind distanța solară deasupra orizontului. În toate cazurile, acestea trebuie să fie orientate către direcția busolei, în timp ce în altele soarele însuși este un punct de referință. Printre tipurile selectate se numără cadranele plane, cadranele cilindrice, cadranele scaphe și cadranele de apel.
A cadran direcțional se bazează pe azimut (direcția busolei) și pe unghiul soarelui în timp ce se apropie de meridian la prânz. Subtipurile includ cadranele orizontale, polare verticale, azimutale și echinoctale.
În toate cazurile, vă puteți imagina soarele răsărind și aruncând o umbră largă dintr-o parte care se restrânge treptat la o linie pe măsură ce se apropie amiaza și apoi repetă „filmul” în sens invers pe cealaltă parte a plăcii de apelare până când apune apusul.
Do-It-You-yourself Sundial
Sugestii pentru a face propriul tau de sol sunt ușor de găsit, iar unul pentru a vă începe este inclus în Resurse. Nu uitați, nu sunt materialele exacte sau aspectul ornat al creației care este cel mai important; este că înțelegeți fizica și le puteți explica oricui cu bun simț să vă întrebe despre munca grea.
Oh, și un ultim sfat: nu alegeți o zi ploioasă pentru demonstrația dvs. - acest lucru va face exercițiul mult mai „iluminator” pentru toți cei prezenți!