תוֹכֶן
- כנסו לשמש השמש: היסודות
- למידה על משקפי שמש
- קו המשווה השמימי
- האקליפטיקה
- מונחים אסטרונומיים סטנדרטיים אחרים
- היסטוריה של שמש
- חלקים ותפעול של שעון שמש
- סוגים של משקפי שמש
- עשה זאת בעצמך שעון שמש
נסה לדמיין עולם ללא אינטרנט. זה לפחות א קטן לא נוח, נכון? כעת, הסר מהמשוואה מכשירים ניידים מכל סוג, יחד עם מצלמות דיגיטליות וטכנולוגיית GPS.
כשמגיעים עוד יותר רחוק ומוציאים שעוני יד ושעוני קיר מהתערובת, הדברים מתחילים להרגיש כמעט בהלה. קשה להאמין כיום שעד ראשית שנות ה -18 של המאה הקודמת שמש הייתה הדרך העיקרית של האנושות לשמור על הזמן במשך אלפי שנים!
הדברים האלה מוכנים לשאלה האמיתית, עם זאת: מה אם לא היית יכול לדעת זמן? בכלל? כמו למשל, מה אם בחיים לא היה שום חוטם להצמדת הרעיון של "מתי" במשהו שדומה לחוש המיידי? (Earthling מודרני אינו מסוגל אפילו להתעמת עם שאלה זו; זה כנראה לא אפשרי עבורך לטהר את דעתך מכל המושג של שניות, דקות ושעות, ואת יכולת הניבוי שכל התוכנית של זמן מובנה מציעה.)
בשלב מסוים בהתפתחות הקוגניטיבית האנושית, אבות אבותך פיתחו את היכולת לקשר בין תופעות אסטרונומיות שגרתיות, או לפחות רגילות, לחלוף כמויות קבועות של "זמן", כל אשר הם הגו מהכמות הזו (שאף בימינו מחמקת את התיאור הראוי. גם אם יש דרך להסביר זאת במתמטיקה ובפיזיקה).
דוגמאות לכך הן עלייתם ושקיעתם של השמש, הכוכבים והירח בכל יום, שלבי הירח והאופן בו השמיים עוברים דרך טרנספורמציה מדויקת וצפויה בכל פעם שכדור הארץ משלים סיבוב נוסף סביב ציר הסיבוב שלו ("יום" ) או טיול סביב השמש ("שנה").
כנסו לשמש השמש: היסודות
בשלב נתון בהתפתחות אנושית או לפני אנושית, יצירת כלים מורחבים שאפשרו לאבות אבותך להאיץ את ההפרדה האפקטיבית שלהם מקופים אחרים. המוח ההומינידי היה מתוחכם מספיק כדי להעריך את הקשר הזמני בין בלתי נמנעות פיזית בסביבתם לבין מציאות ביולוגית שהם היו צריכים להיות מודעים אליהם, כמו העובדה שקל יותר לישון "בלילה" (כלומר בחושך), אך גם את עובדה שטורפים מסוכנים מסוימים ממשיכים לחרוץ כשחשך.
מה זה שעון שמש? באופן רשמי, זהו כרונומטר (כלומר שעון זמן) המשתמש בצל המיוצר על ידי אור השמש הנופל על מוט אנכי כדי להציג זמן מקומי. מסיבות שתראו בקרוב, המוט, שנקרא א גנומון, חייבים להיות ממוקמים במקביל לציר הסיבוב של כדור הארץ ולהצביע לעבר מיקום בשמיים המתאים לצפון, או הקוטב הצפוני השמימי (CNP).
לכן בכל קו רוחב גיאוגרפי נתון יש להטות את המוט בזווית לאופק (כלומר האופקי) זהה לגודל קו הרוחב הזה.
לדוגמא, מישהו שבונה שמש בכל קו הרוחב 40 ° בבולדר, קולורדו, בארצות הברית, היה מכוון את הגנומון 40 מעלות מעל אמצע האופק הצפוני, ממש באמצע הדרך לנקודה היישר מעל התקרה ( זנית). כידוע, מכיוון שיש 360 מעלות במעגל, חצי מעגל כמו השמים מכסה 180 מעלות; פירוש הדבר שהמרחק הזוויתי מאופק כלשהו לזניט הוא מחצית מזה, או 90 מעלות.
למידה על משקפי שמש
התייחסות נאותה לעובדות בסיסיות של שעון שמש דורשת שינון של שמות של כמה חלקים שאינם נעים, אך יש לקוות שתתקרב לחשיבה זו כמו אסטרונום ותזכה להערכה לא רק למלאכות שמש באיכות גבוהה, אלא גם המדע שאפשר לכיתה זו של מכשירים לבצע את תפקידם האינסופי, במשך אלפי שנות היסטוריה אנושית.
תוכלו להיחשף לכל מיני מונחים חדשים ומעניינים כשאתם קוראים את המאמר הזה, ותוכלו אפילו להיות מוכנים לבנות שעון שמש משלכם - יהיה צנוע או מורכב - עד שתגיעו אליו. אך הדבר החשוב ביותר עבורך לנסות למקד את חשיבתך כאן הוא מערכות היחסים שבין אקליפטי, ה קו המשווה השמימי, וה מוטות שמימיים.
אתה מבין שכאשר אתה לומד על שמשות השמש, אתה לא באמת לומד איך ליצור כלי מוזר, אם מרתק, שכבר לא נחוץ בזכות קפיצות ענקיות ומתמשכות בטכנולוגיה אנושית. אתה נשען רבות על מסגרת האסטרונומיה - כיצד אובייקטים ממוקמים ומתויגים וכיצד המחזורים השמימיים שאתה רואה ומתייחסים כמובנים מאליהם שולבו אפילו בשמשות השמש הקדומות ביותר משנת 1500 לפני הספירה.
קו המשווה השמימי
יוצרים מקוריים של שמש השמש זיהו את הקשר בין גיאומטריה פשוטה להתנהגות, או ספציפית לכאורה התנהגות, של חפצים בשמיים. ההבחנה חשובה, מכיוון שלצרכים של שעון שמש, כדור הארץ מתייחס כאל קבוע, כשדברים אחרים "עולים" ו"הגדרת "ו"חוצים את השמיים" - תיאורים שרק הגיוניים מנקודת ההתייחסות של צופה על כדור הארץ, ואיזה הסיבה מדוע הקדמונים עשה ניתן להבין, כמובן, שכל דבר בקוסמוס פשוט מסתובב סביב כדור הארץ.
הדרך הקלה ביותר לדמיין את המערכת המשמשת למיפוי חפצים בשמיים היא לצלם את זו הנהוגה כאן על כדור הארץ (קו רוחב ואורך) ולדמיין את הקווים הדמיוניים המוקרנים על גבי כדור מדומה (למעשה חצי כדור, מכיוון שרואים רק חצי ממנו) בשמיים. מטוס שנמשך באמצע כדור הארץ דרך קו המשווה שלו מצטלב זה כדור שמימי במעגל, המוצג כקו שנקרא קו המשווה השמימי.
האקליפטיקה
בינתיים, קו מעגלי נוסף בשמיים נוצר על ידי הרחבת מטוס המהפכה של כדור הארץ סביב השמש. קו דמיוני זה נקרא אקליפטיומייצג את נתיב השמש לכאורה של 360 מעלות בכל שנה ביחס לכוכבי הרקע הרחוקים. הכוכבים האלה מופיעים ללא תנועה בהשוואה לשמש וכוכבי לכת, מכיוון שאחת הדרכים שאנו מודדים את תנועתם של האחרונים היא התייחסות לראשון כמסגרת ייחוס "קבועה".
מכיוון שציר הסיבוב של כדור הארץ מוטה על ידי 23.4 מעלות ממישור המהפכה שלו סביב השמש, האקליפטי וקו המשווה השמימי מתקזזים (נוטים) בכמות זו. אבל הם נפגשים בשתי נקודות, כמו חישוקי חישוקי הולה באותו גודל. השמש עוקבת אחר קו המשווה השמימי ביומיים אלה בכל מקום על פני כדור הארץ, באזור שוויון שוויון (מעבר מחורף לאביב בחצי הכדור הצפוני) ומעבר מקיץ לסתיו (שוויון סתווי).
מונחים אסטרונומיים סטנדרטיים אחרים
על כדור הארץ קווי קו הרוחב מקבילים זה לזה לאורך כל קו המשווה לשני הקטבים. הקווים בשמיים המתאימים לקווי רוחב נקראים קווים של נטייהולהקים מיקום ממדי צפון-דרום.
קווי אורך, לעומת זאת, נקראים גם מרידיאנים בכדור הארץ. ניתן לדמיין את אלה כקרינים החוצה משתי הנקודות הנוצרות על ידי הקטבים השמימיים ונפגשים שוב בקוטב הנגדי, אף שאף צופה בכדור הארץ לא יכול לראות את שני הקטבים בבת אחת. הקו שעובר ישירות צפונה באופק דרך הזנית וכיוון דרום דרומה באופק הנגדי מכונה "המרידיאן בלינגו השמיימי".
כשאתה מזהה את המיקום המזרחי-מערבי בשמיים של חפץ שמימי, חלק זה של הקואורדינטה נקרא עלייה ימנית.
היסטוריה של שמש
בוודאי שמתם לב שכאשר השמש קרובה לאופק (לפנות בוקר או בשעות אחר הצהריים המאוחרות), הצללים ארוכים מכפי שהשמש נמצאת יותר ישירות מעליכם. עם זאת השמש חוצה את השמים באותה מהירות כל הזמן, גם אם הצללים משנים גודל וצורה במהירויות שונות.
גחמה זו של גיאומטריה העניקה השראה לשמשות השמש הראשונות, שכן ממציאיהם הבינו שניתן לחלק את "הזמן" באופן מהימן לא רק לימים אלא חלקים ביום. הקלות המשופרת בתזמון פעילויות חיים תחת מערכת כזו ברורה.
ככל הנראה, אמצעי השמש הקדומים ביותר מתקיימים במצרים, בערך 1500 לפני הספירה. חלקם היו למעשה בגודל כיס וניתן היה לשאת אותם, מכיוון ש- גנומון (יוונית עבור "מוט") יכול להיות למעשה חור חור במקום מוט. הם הפכו מועילים למימוש זמן אפילו לרגע השעון המכני הפכו להיות דבר שבשגרה ואמינים, והם שימשו עד לשנות ה -18 כדי לבדוק את הדיוק של שעונים "אמיתיים".
חלקים ותפעול של שעון שמש
ה גנומון כבר הוזכר. עליו להיות בעל שני מאפיינים: עליו להצביע לעבר הקוטב השמימי ועליו להיות נוטה בזווית לאופק שווה בדיוק לרוחב הצופים. לעתים קרובות זה עשוי בצורת סנפיר.
ה לוחית חיוג הוא המשטח עליו מוקרן צל השמשות. זה יכול להיות גלילי או שטוח, ומסומן לכל חלוקות שיצרנו בוחר כל עוד אלה מתיישרים עם זמן מדויק.
קווי שעות נמצאים מסיבות מובנות מאליה כמעט בכל שקיעות שמש, ומסמנים נקודות מדויקות (אם כי נבחרות באופן שרירותי, במובן מסוים) בזמן.
ה נודוס הוא חריץ בגנומון המאפשר קביעת מיקום מדויק וחד לאורך קו הצל שעלול להיות מעורפל.
סוגים של משקפי שמש
ניתן לחלק את שמשות השמש לשני סוגים בסיסיים, חיוגי גובה ו חיוג כיווני.
א חיוג לגובה מאפשר קביעת זמן באמצעות מרחק השמשות מעל האופק. בכל המקרים, אלה חייבים להיות מכוונים לכיוון מצפן, ואילו אצל אחרים השמש עצמה היא נקודת ייחוס. סוגים נבחרים כוללים חוגות מטוס, חוגות צילינדר, חוגות מעוגלות וחוגות טבעת.
א חיוג כיווני מסתמך על אזימוט (כיוון המצפן) ועל זווית השמש כשהיא מתקרבת למרידיאן בצהריים. התתי-סוגים כוללים חיוג אופקי, אנכי קוטבי, אזימוטל ושוויון-שוויץ.
בכל המקרים, תוכלו לדמיין את השמש זורחת ומטילה צל רחב מצד אחד שמצטמצם בהדרגה לקו כשהתקרבה בצהריים ואז חוזרת על "הסרט" הפוך בצד השני של לוחית החיוג עד שמתרחשת השקיעה.
עשה זאת בעצמך שעון שמש
קל למצוא הצעות להכנת שעון שמש משלך, ואחת שתתחיל להתחיל כלולה במשאבים. זכור, לא החומרים המדויקים או כיצד נראה היצירה המעוטרת הוא החשוב ביותר; זה שאתה מבין את הפיזיקה ויכול להסביר אותם לכל אדם עם השכל הטוב לשאול אותך על העבודה הקשה שלך.
אה, וטיפ אחרון אחרון: אל תבחרו ביום גשום להפגנה שלכם - זה יהפוך את התרגיל להרבה יותר “מאיר” לכל הנוכחים!