Любые солнечные часы состоят из кадрана и укрепленного на нем гномона. Кадран — плоская поверхность какого-либо предмета с нанесенными на нем часовыми делениями (рис. I). Гномон представляет собой небольшой прямой стержень из металла, пластика ил и дерева, укрепленный на кадране. По тени, падающей от гномона на кадран, узнают астрономическое время и декретное, т. е. то, которым мы пользуемся в повседневной жизни.
Наклонные часы
Самые простые солнечные часы — наклонные, т. е. с наклонным кадраном, для изготовления которого подойдут материалы, не боящиеся дождя. Не следует забывать, что для кадрана подойдут только светлые материалы, иначе «часовая стрелка» будет плохо видна.
Циркулем из центра плиты проводим окружность — границу будущего циферблата. Эту окружность делим на 24 равные части. Каждое часовое деление, если делить циферблат транспортиром, будет равно 360°:24=15° (см. рис. I).
На кадране в центре окружности сверлим или долбим углубление в 1—2 см и закрепляем там цементом или водостойким клеем гномон. Я ограничился тем, что в кадран вбил длинный гвоздь. Гномон должен стоять строго перпендикулярно к кадрану, что легко проверить прямоугольным треугольником.
В зависимости от размера циферблата, на нем можно отметить получасовые и четвертьчасовые деления. Их я нанес шариковой ручкой, а затем покрыл водостойким клеем. Теперь я сделал деления из кусочков нержавеющей проволоки, наклеив ее на кадран водостойким клеем.
Последовательность обозначений идет по часовой стрелке в соответствии с движением на кадрана тени от гномона. Ориентиром служит так называемая полуденная линия, идущая от основания гномона к одному из делений на циферблате. Это тень отходит от гномона в 13 часов декретного времени. Ее определяют по механическим или электронным часам.
Итак, циферблат на кадране сделан, гномон установлен: часы готовы. Теперь надо поставить их на постоянное место. Часы будут правильно показывать время, если плоскость кадрана-циферблата установлена наклонно точно в сторону севера. При этом часовая отметка «13» должна находиться с северной стороны от гномона прямо на полуденной линии. Под южную часть плиты подкладываем подставку из камня или дерева так, чтобы угол наклона плоскости кадрана к северу был равен 90°—f, где f — географическая широта местности. Например, уклон кадрана к северу в ближнем Подмосковье равен 90°—56°=34°, где 56° — географическая широта Москвы (рис. II).
Горизонтальные часы
Наклонные часы показывают время в период с 22 марта по 22 сентября, пока солнце в нашем Северном полушарии. После осеннего равноденствия циферблат оказывается в постоянной тени. Горизонтальные же солнечные часы показывают время круглый год. Эти часы отличаются от вертикальных только разбивкой циферблата на кадране и установкой гномона. Здесь гномон устанавливают под углом к кадрану, равным географической широте местности. Разбивку на кадране циферблата лучше проводить по показаниям точных механических часов. Для этого часовые деления циферблата отмечают по положению тени от гномона на каждый конкретный час декретного времени. Таким образом, можно обозначить весь циферблат за один день. Угловые размеры между часовыми делениями будут уже не 15°, как у наклонных, а разные — для каждого часа свои.
На постоянное место кадран этих часов устанавливают горизонтально. Проверять горизонтальность плоскости удобно при помощи наполненной до краев водой тарелки. Летняя часовая отметка «13» должна находиться на полуденной линии с северной стороны плоскости кадрана.
Вертикальные часы
Третий тип солнечных часов — вертикальные. Идеальная ориентация кадрана у этих часов — юг, перпендикулярно полуденной линии, но можно поставить кадран и под острым углом к ней. В обоих случаях гномон устанавливают несколько выше центра кадрана, в вертикальной плоскости, проходящей по полуденной линии. Гномон наклонен вниз под углом, равным 90°—f (географическая широта местности). Часовые деления лучше принять по показаниям механических часов, но последовательность будет идти в обратном направлении. Деление «13» — внизу циферблата на вертикали от основания гномона. Эти часы располагают высоко от земли — на столбах, оградах, стенах построек (рис. III). Для нас солнечные часы оказались очень полезной вещью.
Журнал «САМ» №6, 1997 год
