Во первых, разберемся с видами солнечных часов. Существуют три вида отсчета времени по солнцу: при помощи горизонтальных, экваториальных и вертикальных солнечных часов. В домашних условиях проще всего сделать первые два вида.
Экваториальные. Поверхность циферблата наклонена относительно уровня земли на угол равному 90 градусов - широта местности и повернута к полярной звезде (на север). Стрелка относительно циферблата находится перпендикулярна и может представлять собой обычный штырь. Разметка часов на циферблате - каждые 15 градусов.
Горизонтальные. Циферблат находится на земле или подставке строго горизонтально. Стрелка представляет собой треугольник с углом равным широте местности. Направление стрелки на север. Деление циферблата на часы-сектора производится по формуле.
Как сделать солнечные часы
Экваториальные.
- На куске фанеры или пластика расчерчиваем циферблат с делением по часовым секторам каждые 15 градусов.
- В центр циферблата перпендикулярно вставляем штырь или палку любой длины.
Теперь нужно правильно часы установить.
- Готовому циферблату придаем угол наклона, при помощи подставки. Высота подставки (угол наклона) определяется для каждой местности отдельно. Например, для Москвы угол будет равен 90 градусов минус 55 градусов (северная широта) = 35 градусов. Соответственно, если вы живете в Волгограде, то от 90 градусов нужно отнимать широту Волгограда (48 градусов).
Широту каждого города можно посмотреть на Википедии.
- Найдя угол наклона циферблата, ориентируем его на местности, направляя, теперь уже наклонную стрелку на север.
Минус таких часов, в том, что показывать время они будут только пол года, зимой же они будут находится в тени.
Горизонтальные.
Такие часы очень просто можно сделать вместе с ребенком.
- Из фанеры или пластика вырезаем гномом (треугольную стрелку). Один из углов - прямой (90 градусов), второй - широта вашего города. То есть в Москве, это будет треугольник с углами 90 и 55 градусов, а в Волгограде - 90 и 48 градусов.
- Устанавливаем треугольник на местности, где у нас планируются часы, ориентируясь по компасу, на север.
- Заводим таймер, и каждый час выходим отмечаем деления.
ДАВНО МЕЧТАЛ ЗАВЕСТИ САДОВЫЕ ДЕКОРАТИВНЫЕ ЧАСЫ ПЕРЕД КАЛИТКОЙ НА УЧАСТОК.
ЛЮБЛЮ И УМЕЮ РАБОТАТЬ С КАМНЕМ, ПОЭТОМУ ИМЕННО ЕГО ВЗЯЛ ЗА ОСНОВУ БУДУЩЕГО ИЗДЕЛИЯ.
ПОЛУЧИЛОСЬ КРАСИВО И ПОЛЕЗНО – ТЕПЕРЬ И Я, И ЛЮБОЙ ПРОХОЖИЙ В СОЛНЕЧНЫЙ ДЕНЬ С ЛЕГКОСТЬЮ ОПРЕДЕЛИТ, КОТОРЫЙ ЧАС.
Нашел валун подходящего размера с широкой плоской поверхностью.
Чтобы проверить качество валуна, нужно его чем-нибудь поскрести - если камень легко осыпается, то не пригоден для работы. Лучше всего полируется и шлифуется гранит.
Затем приступил к расчетам. Выяснил, широту, на которой расположен Могилев: 53 град. 55 мин. - угол наклона гномона* (53 град.) по широте местности гарантирует точность работы солнечных часов. Опытным путем определил примерную высоту гномона, тень от него не должна выходить за пределы будущего циферблата.
На куске алюминия наметил прямой угол. С помощью транспортира отложил от нижней линии вверх угол 53 град. 55 мин. (см. схему 1). Внутри нарисовал фигурные линии, чтобы указатель смотрелся веселее, и выпилил его ножовкой по металлу (можно изготовить из длинных гвоздей, пластиковых штырей или вязальных спиц).
На ровной поверхности валуна наметил центр окружности, провел от него линию к краю-это полуденная метка 12 часов. От этой линии с помощью транспортира отложил по 15 град, в каждую сторону по 8 раз (схема 2) - метки циферблата от 4 утра до 20 часов вечера.
1. Разметку циферблата можно сначала начертить на листе бумаги, точно соответствующем размеру плоскости кадрана**, а затем перенести на плиту.
2. Если размеры позволяют, на циферблате можно отметить получасовые и четвертьчасовые деления кусочками нержавеющей проволоки, цветными камешками, стеклами, зафиксировав их водостойким клеем.
Болгаркой с алмазным кругом пропилил на камне эти линии шириной 2 и глубиной 5 мм. Гномон вбил молотком вдоль полуденной линии, совместив центр указателя с центром циферблата как на схеме 2
Скрутил алюминиевую проволоку d 1,5 мм спиралькой и вбил ее во все пропилы молотком (фото 1) На концах линий просверлил отверстия и вбил в них колпачковые гайки (фото 2) я в нижней части валуна выдолбил углубление, примерил в него трубу d 150 мм - на таком пьедестале часы легче выставлять и подкручивать. Вбил трубу в землю (фото 3), сверху установил валун.
Выставил циферблат по компасу полуденной линией на север. Проверил показания солнечных часов по обычным в полдень. Подложил под валун небольшие булыжники, зацементировал.
На постоянное место кадран солнечных часов устанавливается строго горизонтально. Проверить уровень можно при помощи тарелки, наполненной до краев водой.
К таким часам и соответствующее оформление придумал. Под булыжник положил выгнутую в виде шеи и головы проволоку (фото 4) - получился лебедь. Шляпки грибов просверлил и посадил на стержни в ножках (фото 5)
Каменное сердечко нашел в Днепре, закрепил с обеих сторон стрелу (фото 6) В другой булыжник воткнул меч, предварительно распилив камень (фото 7). Все детали, кстати, соединял без клея.
В моей семье 5 драконов по восточному гороскому, поэтому изваял скульптуру этого животного из камня-хамелеона. Возле гаража глиняная стенка осыпалась. Укрепил ее булыжниками и декоративной плиткой с помощью цементного раствора (фото 8)
На заметку
Последовательность часовых обозначений на циферблате идет по правилу движения стрелки механических часов. Ориентиром служит полуденная линия, идущая от основания гномона. Ее можно достаточно точно определить по компасу (линия север - юг).
Еще удобнее воспользоваться простыми часами, сравнивая их показания с тенью от гномона. Особенно точно по часам эта линия определяется в дни до и после 16 апреля, 15 июня, 31 августа и 26 декабря. Самой простой конструкцией часов является именно горизонтальная, поэтому ее можно сделать вместе с детьми прямо на земле: нарисовать ровный круг, в центр воткнуть палку - она послужит вам гномоном.
Провести от центра круга ровную линию на север - полдень по астрономическому времени. Разделить круг на двадцать четыре равных сектора. Наклонить палку-указатель в направлении севера под углом, соответствующем широте конкретно вашей местности.
Солнечные часы своими руками – фото
Солнечные часы своими руками – чертеж
* Гномон - стержень, который прикреплен к циферблату, а тень от него показывает время.
**Кадран - поверхность, на которую нанесена соответствующая разметка.
Ольга Шатеева
Мы определяем время по часам. Все знают, что часы – это прибор для измерения времени. Первые часы , которые придумал человек - солнечные , и это была всего лишь палка, воткнутая в землю, а их основной принцип действия - тень от стрелки. В солнечных часах заложены знания и наблюдения наших древних предков.
Постройка солнечных часов своими руками - увлекательнейшее занятие, а для детей – ещё и познавательная, это отличное развивающее пособие для детей по изучению времени и движения солнца .
Модель солнечных часов , которую мы сделали – самая что ни на есть действующая.
А, сделать их совсем несложно.
При изготовлении солнечных часов надо знать некоторые моменты и особенности их конструкции.
Солнечные часы состоят из стрелки-указателя, (эта стрелка называется гномон) и циферблата солнечных часов . Время по солнечным часам определяют по тени, отбрасываемой гномоном на циферблат. Циферблат солнечных часов делится на 24 часа, а не на 12 часов, как в обычных механических часах. Солнечные часы работают в самый разгар лета только в ясную или малооблачную погоду в светлое время суток.
Существует несколько видов солнечных часов .
Мы сделали самые простейшие горизонтальные, практически не производя никаких расчетов.
Нам потребовались материалы :
3. Щебенка
4. Черенок от граблей
5. Несколько штук гранитно – мраморной фасадной плитки
6. Плиточный клей
7. Натуральный камень
8. Краска «Пинотекс»
9. Баллончик золотой краски
10. Корабельный лак
11. Кусочек линолеума для цифр
12. Клей «Момент»
Сначала выбрали по возможности хорошо освещенную площадку, чтобы на часы не падала тень от деревьев или каких-нибудь других сооружений.
Затем выкопали в земле небольшой котлован для фундамента будущих часов.
Низ котлована засыпали песком и выровняли.
Отметили центр и установили гномон. В качестве гномона использовали черенок от граблей, немного подрезав ему длину. Песок сверху полили из лейки водой, для того чтобы он стал более плотным.
Затем равномерно рассыпали щебенку.
На следующем этапе изготовления часов, залили котлован цементным раствором. Сделали стяжку.
Когда стяжка застыла, положили гранитно – мраморную плитку на специальный плиточный клей. Так как специалиста по резке плитки у нас не нашлось, выложили плитку квадратом. Гномон покрасили «Пинотексом»
Через сутки площадка для циферблата была готова. С помощью карандаша и линейки, отмеряя равные отрезки от центра к краю, начертили круг на плитке. Затем нанося плиточный клей по контуру круга в два ряда выложили щебенку, как мозаику.
В солнечный день через каждый полный час, подходили к часам и делали пометки на плитке и на земле в том месте, куда указывала тень от гномона.
В качестве оформления циферблата использовали натуральный камень.
Для большей надежности, камень положили на цементный раствор.
Прежде чем нанести деления и цифры на циферблат, решили сделать часы яркими и красивыми . Вокруг часов выровняли площадку и посыпали ее песком. Из баллончика покрасили щебенку золотой краской, а гномон украсили полосками, используя ту же золотую краску.
Камни и гномон покрыли корабельным лаком. Они стали яркими и блестящими.
Из линолеума вырезали цифры и полоски. И в соответствии нанесенной разметки приклеили их на циферблат клеем «Момент» .
Вот так выглядят наши готовые солнечные часы . И показывают они настоящее время!
А, мы теперь с детьми во время прогулки узнаем по солнечным часам , не пора ли нам заходить в детский сад.
Во время путешествия порой необходимо ориентироваться по солнцу, для чего нужно знать примерное время. Если нет часов с циферблатом, можно сделать солнечные часы своими руками. Помимо практического значения, такая конструкция станет отличным украшением садового участка. К тому же, изготовление солнечного определителя времени станет увлекательным занятием для детей, чтобы следить за движением солнца и узнавать время суток. Как сделать солнечные часы? Подробнее об этом можно узнать ниже.
Солнечные часы
Солнечные определители времени делятся на три вида: вертикальные, горизонтальные, экваториальные. Первый вид крепится на стенах зданий, соответственно, имеет вертикальный циферблат, направленный строго на юг. Стержень для указания времени расположен выше центра циферблата с отклонением на угол, равный 90 градусам за минусом значения широты отдельно взятой местности.
Второй вид располагается на земле в горизонтальном положении. Часовой стержень имеет вид треугольника с углом, равным широте местности, называемый гномон. Он указывает северное направление. Такие часы показывают точное время круглый год, кроме зимы и поздней осени. Поверхность экваториальных часов находится под наклоном относительно уровня земли и повернута на север. Гномон представляет собой перпендикулярный циферблату стержень, расположенный параллельно земной оси. На циферблат нанесены деления аналогично обычным стрелочным часам, через каждые 15 градусов. Недостатком экваториальных часов является то, что они будут показывать информацию только в период между днями весеннего и осеннего равноденствия в северном полушарии, и, наоборот – в южном полушарии. Достоинством этого вида часов является их мобильность. Можно сделать небольшую конструкцию, которую можно перемещать на нужное место.
Как сделать солнечные часы своими руками: видео
Наиболее часто встречаются горизонтальные и экваториальные солнечные часы, но, несмотря на это стоит описывать изготовление каждого из трех типов. Перед изготовлением конструкции необходимо определить место для ее размещения. Это должна быть территория, не загороженная зданиями, деревьями и прочими объектами. Лучше предварительно понаблюдать за местом размещения будущих часов на протяжении года, чтобы оно постоянно было солнечным. В зависимости от места расположения будет зависеть то, какой тип часов изготовить – вертикальный, горизонтальный или экваториальный. Если на участок падает множество теней от столбов, изгородей, лучшим вариантом станет изготовление вертикальных солнечных часов, которые можно будет прикрепить к стене дома или на декоративный столбик.
Экваториальные солнечные часы: изготовление
За основу нужно взять фанеру или кусок пластика, на котором через каждые 15 градусов наносятся деления. По центру основания закрепляется металлический стержень или штырь из любого другого крепкого материала. Его длина варьируется в зависимости от размера часов.
Для того чтобы придать правильный наклон циферблату, его устанавливают на специальную подставку. Чтобы правильно рассчитать угол наклона, нужно от 90 градусов отнять значение градуса широты местности, где устанавливаются солнечные часы.
После того как циферблат будет установлен, их нужно сориентировать так, чтобы гномон указывал на север. Сделать это нужно так: за некоторое время до наступления полудня стержень (гномон) закрепляется на горизонтальной плоскости. То место, куда будет падать тень от стержня, нужно отметить точкой, затем провести окружность с помощью циркуля. Центр этой окружности будет находиться там, где закреплен гномон. Длина тени в момент наблюдения будет обозначать радиус окружности. Далее нужно наблюдать за движением тени. Отходя от нарисованной окружности, она постепенно будет уменьшаться, затем снова расти, снова пересекая окружность. В том месте, где она второй раз ее пересекает, нужно поставить отметку и соединить ее с первой отметкой. Отрезок, который в результате получится, нужно разделить пополам. Прямая, которая проходит через середину получившегося отрезка и центр окружности, будет указывать направление север-юг. Далее нужно обозначить циферблат, для чего основание размечается на 24 одинаковых отрезка по 15 градусов каждый, нанести числовые разметки.
Для правильной ориентации экваториальных самодельных часов необходимо соблюдать условия:
- Часть циферблата, на которой обозначены цифры от 6 до 18, должна находиться строго горизонтально.
- Часть циферблата с цифрами 12-24 должна совпадать с определенным направлением север-юг.
- Циферблат нужно наклонить таким образом, чтобы угол составлял значение местной широты.
Как сделать солнечные часы горизонтального типа
Солнечные часы своими руками с горизонтальным циферблатом изготавливаются еще проще, чем экваториальные.
Основание изготавливается из твердого материала, можно взять фанеру или пластик. Его можно сделать круглым или квадратным. Гномон изготавливается из этого же материала в виде треугольника, один угол которого должен равняться 90 градусам, а второй – широте отдельно взятой местности. Треугольная стрелка крепится к основанию, и устанавливается на земле в нужном месте. Для того чтобы повернуть стрелку на север, ориентируются по компасу. Для обозначения делений на циферблате необходимо завести таймер, и каждый час отмечать тень от стрелки.
Изготовление вертикальных солнечных часов
Подготовка к изготовлению солнечных часов Вертикальные солнечные часы лучше размещать на южной стороне. Изготовление этого типа солнечных часов более сложное, чем первых двух. Циферблат располагается параллельно горизонту в строгом южном направлении для северного полушария. Чуть выше центральной части основания определителя времени нужно отметить расположение стрелки, и от этой точки спустить отвес, по которому нужно начертить линию. Эта линия будет обозначать время полудня. Числовые обозначения располагаются на циферблате симметрично только в том случае, если при этом стержень окажется в строго перпендикулярном положении относительно циферблата. Закрепить стержень в стене не так просто: для начала нужно просверлить отверстие большим, чем гномон, диаметром. Часть стержня, которая будет закреплена внутри стены, нужно немного расплющить для того, чтобы предотвратить его проворачивание. Место крепления увлажняется, туда вставляется стержень так, чтобы место изгиба было точно в стене. Стержень нужно повернуть так, чтобы он составлял угол 90 градусов с поверхностью стены до того, как раствор в месте крепления застынет.
Наконец нашел время написать статейку о создании солнечных часов своими руками. На написание данного материала меня натолкнули ценные комментарии и правки пользователя Александра. На первый взгляд, создание солнечных часов не совсем относится к теме выживания . Но поняв принцип работы солнечных часов и сконструировав несколько образцов, вы лучше поймете принципы ориентирования, определения географических координат и и.т.д. Да и в целом, создание солнечных часов своими руками - очень увлекательное занятие. Надеюсь эта тема будет интересна широкому кругу читателей нашего сайта.
Как вы знаете, солнечные часы - это один из самых древних научных инструментов, используемых нашими предками дя определения времени. Нас же, по мимо непосредственного определения времени, интересует понимание принципов работы часов, которые строятся на принципах ориентирования. Существует великое множество видов солнечных часов. Попробуем рассмотреть некоторые из них.
В простейшем виде, солнечные часы состоят из гномона, откидывающего тень от Солнца на циферблат. Тень работает по аналогии со стрелкой в обычных часах. По тому же принципу импровизированный гномон используется для определения географической широты и долготы , где требуется определение солнечного времени и местного полудня.
Солнечные часы показывают не местное среднее время, а истинное солнечное. Если же вы хотите видеть местное время, то необходимо корректировать и сдвигать значения циферблата. Поскольку истинный полдень может на час другой отличаться от местного. Залог правильного определения времени - это правильно сориентированные в пространстве часы.
Если гномон будет перпендикулярен плоскости циферблата и направлен на мировой полюс, т.е параллельно оси мира, то отбрасываемая от него тень ляжет в плоскость часового круга. Иными словами плоскость циферблата будет паралельна плоскости экватора. Полученный угол между плоскостью часового круга и меридианом и будет являться истинным солнечным временем, выраженным в градусах.
Часовые деления равномерно наносятся на циферблат через каждые 15°, исходя из того, что 1 ч в угловом измерении равен 15°. Именно такой отрезок проходит Земля за 1 ч своего вращения. В горизонтальной плоскости экваториальные часы должны устанавливаться точно на истинный Север для Северного полушария, и наоборот для Южного полушария. Причем циферблат для Южного полушария будет иметь зеркальную копию Северного. Для России все же актуальней первый вариант.
Компас для нахождения линии Север-Юг использовать не совсем правильно, поскольку компасное направление на Север отличается от истинного на величину магнитного склонения, которое может достигать 7-8°, что составит погрешность до получаса. Хотя можно по топографическим картам местности узнать магнитное склонение и ежегодное магнитное склонение и вычислить эту величину на данный момент. Необходимо определить истинный полдень местности, тогда тень от гномона и будет указывать на истинный Север.
Достоинством экваториальных часов является простота изготовления и равномерность градуировки циферблата. Главным недостатком экваториальных солнечных часов, в отличии от других типов, является ограниченность применения - они будут работать только в период между весенним и осенним равноденствием. Для Северного полушария весеннее равноденствие - в марте, осеннее - в сентябре.
Приведенный ниже макет усовершенствованных экваториальных солнечных часов позволяет использовать их практически без ограничения, благодаря циферблату на обратной стороне.
Северное полушарие - июнь 1:00 PM Северное полушарие - декабрь 11:00 AM
Макет экваториальных солнечных часов для самостоятельного изготовления можно скачать здесь
Все, что нужно, это распечатать на принтере макет в оригинальном масштабе на плотной бумаге, либо наклеить на картон, или на тонкий пластик. Проверить масштаб распечатанного макета солнечных часов можно линейкой по дюймовой шкале, приведенной на одном из листов. В архиве экваториальные часы 3 размеров для Северного и Южного полушарий. Выбирайте тот, который вам нравиться, но больший размер более нагляден и точен. Также необходимо найти стержень для изготовления гномона.
После склейки макета, часы нужно расположить по линии истинного полудня и выставить широту на задней части. И даже не надо высчитывать угол наклона циферблата по формуле 90° -φ, где φ - широта . Просто соедините обратную часть гномона со значением широты вашей местности. И можно наслаждаться древним способом измерения времени))
В отличии от экваториальных солнечных часов, у горизонтальных циферблат распологается параллельно плоскости горизонта. Поэтому циферблат проградуирован неравномерно. После полудня тень каждый следующий час поворачивается на больший угол. Как правило, у горизонтальных часов гномон выполнен в виде трегольника со стороной, направленной на полюс мира, т.е угол между ней и плоскостью циферблата будет равен географической широте.
Простого, но интересного макета горизонтальных солнечных часов я пока не нашел.
Еще один тип простых солнечных часов. Особенностью является расположение линии циферблата по направлению Запад - Восток. Все, что вам нужно, это распечатать макет, наклеить на картон, и выставить угол наклона циферблата с гномоном по широте вашей местности при помощи шкалы нанесенной на обратную сторону часов.
