Ogrodowe zegary słoneczne
W Łódzkim Ogrodzie Botanicznym na ścieżce dydaktycznej "Czasoprzestrzeń Przyrodnicza" znajduje się pokaźna kolekcja zegarów słonecznych, która stała się inspiracją do napisania niniejszego artykułu. Zegar słoneczny w naszym ogrodzie nie tylko pokaże aktualny czas ale przede wszystkim może być bardzo ciekawym i oryginalnym elementem małej architektury ogrodowej. Obecnie w prywatnych ogrodach takie zegary są w zasadzie niespotykane, a projektanci ogrodów chyba o nich zapomnieli. Dlatego dziś będziemy Was zachęcać do takiego zaprojektowania ogrodu aby znalazło się w nim miejsce właśnie na zegar słoneczny.
) Zegar kwiatowy jest szczególnie malowniczym zegarem słonecznym. Doskonale prezentuje się w ogrodzie ale wymaga sporo przestrzeni i regularnej pielęgnacji. ) Znacznie łatwiejszy do umiejscowienia w prywatnym ogrodzie będzie zegar na kamieniu. Ten prezentowany na fotografii to zegar równikowy. Podziałka tego zegara znajduje się na płaszczyźnie równoległej do równika ziemskiego. Jest to jeden z najprostszych zegarów słonecznych. ) Zegar słoneczny - obelisk z analemą. Z takiego zegara odczytamy więcej informacji niż tylko czas słoneczny ale jego konstrukcja jest bardzo skomplikowana. Do odczytania wartości, nie wystarczy tu jedynie słońce, wskazówka i cyfry zegara. Pomiary wymagają dodatkowych elementów konstrukcyjnych oraz szczegółowych oznaczeń umieszczonych na ziemi. ) Zegar wielokrotny to wieloboczna konstrukcja, na której mieści się jednocześnie kilka typów zegarów słonecznych. Każdy z nich zwrócony jest w inną stronę świata. Wszystkie powinny wskazywać ten sam czas. |
Czas to pojęcie bardzo abstrakcyjne i względne, któremu jednak człowiek poświęcił wiele badań i prób klasyfikacji. Towarzyszy całemu światu od zawsze, a na jego temat naukowcy z różnych dziedzin niejednokrotnie toczyli spory. Nie można go dotknąć, zobaczyć ani jednoznacznie zdefiniować. Niemniej bardzo chcemy wiedzieć, ile go upływa. Człowiek od dawna dążył do osiągnięcia jak najbardziej precyzyjnego pomiaru czasu, dlatego zaczął eksperymentować. Dzięki temu powstały zegary, określające czas za pomocą słońca.
Pierwsze takie czasomierze pochodzą prawdopodobnie z okresu ok. 1000 - 700 p.n.e. i powstały w Egipcie. Były to zwykłe pale wbite w ziemię, a czas mierzono za pomocą długości rzucanego przez nie cienia. Pomiar tą prymitywną metodą nie był dokładny. Dopiero ok. 700 r. p. n. e. powstał zegar zbliżony do znanego nam dzisiaj. Skonstruowano pochyłe ramię (gnomon) które uwzględniając położenie geograficzne, mierzy czas przy pomocy odpowiedniego kąta wskazówki i rzucanego przez nią cienia na skalę.
Prace nad pomiarem czasu trwały oczywiście dalej, dlatego konstrukcja zegara słonecznego robiła się coraz bardziej złożona i dokładniejsza. Jednym z najbardziej skomplikowanych czasomierzy tego typu jest zegar wielokrotny. Jest to wieloboczna konstrukcja, na której mieści się jednocześnie kilka typów zegarów słonecznych. Każdy z nich zwrócony jest w inną stronę świata, a największym wyzwaniem dla jego twórców jest to, żeby wszystkie one wskazywały dokładnie ten sam czas.
Innym przykładem złożonego zegara jest zegar analematyczny, gdzie pomiar czasu uwzględnia różnice między prawdziwym a średnim czasem słonecznym. Służy do tego specjalny wykres, powstały z całorocznych obserwacji słońca. Tutaj wskazówką zegara jest sam obserwator, który stając w ściśle oznakowanym miejscu rzuca cień wskazujący godzinę.
Najbardziej jednak znane są przede wszystkim dwa rodzaje zegarów: poziome (horyzontalne) i pionowe (wertykalne). Te drugie konstruowane są na różnych budynkach np. wieżach kościelnych czy ścianach domów. Tym pierwszym przyjrzymy się bliżej, gdyż to one najczęściej funkcjonują w ogrodach, parkach czy miejscach użyteczności publicznej.
Poziomy zegar (horyzontalny) to taki, którego tarczę stanowi dowolna, całkiem płaska powierzchnia (nie koniecznie duża). Natomiast wskazówka (gnomon) musi być do tej płaszczyzny ustawiona pod odpowiednim kątem. Ten kąt wyznacza szerokość geograficzna miejsca, w którym konstruujemy zegar słoneczny. Ponadto należy zwrócić uwagę, by znajdowała się ona dokładnie nad linią wyznaczającą kierunki północ - południe (pomocny kompas) i była nachylona na północ. Jest to niezwykle istotne dla prawidłowego działania zegara, gdyż dla każdej szerokości geograficznej, w nieco innym czasie wypada południe, czyli moment najwyższego położenia słońca na niebie.
Kolejnym niezbędnym czynnikiem funkcjonowania zegara, jest konieczność usytuowania go w miejscu, gdzie słońce operuje przez jak największą ilość godzin w ciągu dnia (najlepiej od świtu do zmierzchu). Znacznie trudniejsze jest właściwe oznaczenie godzin na cyferblacie, gdyż nie możemy tego zrobić zgodnie ze wskazaniem zegarka na ręce. Wtedy odczyt z zegara słonecznego nie byłby właściwy.
Zegar słoneczny wskazuje lokalny czas słoneczny, a ten różni się od urzędowego w zależności od miejsca w którym przebywamy. W ogromnym uproszczeniu możemy przyjąć, iż godzina 12 (oczywiście po odpowiednim oznaczeniu) znajduje się na poziomej linii północ-południe i jest wyznaczona przez wskazówkę skierowaną na północ. Kolejne godziny układają się promieniście wokół gnomonu, a różnica między liniami, które je wskazują wynosi 15 stopni. Wyjątkiem jest zegar pionowy, gdzie odległości między liniami nie są równe.
Patrząc na wykres z góry, w obszarze pomiędzy północą a wschodem oznaczamy godziny popołudniowe, a między zachodem i północą przedpołudniowe. Bardzo uproszczony schemat znajduje się na ilustracji poniżej.
) |
1. Linia pozioma północ-południe 2. Nachylona wskazówka - gnomon 3. Kąt połączenia wskazówki z ziemią (równy szer. geograficznej) 4. Linia prostopadła pozioma wschód-zachód 5. Wyznaczona godz. 12:00 6. Wyznaczone pozostałe godziny (tutaj przedpołudniowe) |
Tarcze zegara możemy skonstruować jedynie w połowie, od godz. 6.00 rano do godz. 6.00 popołudniu. Ale możemy również wyznaczyć całą tarczę, a w bardzo jasne noce spróbować odczytać godzinę przy pomocy światła księżyca. Jeśli już zdecydujemy się wykonać taki zegar samodzielnie, możemy też w pewnym zakresie skorzystać z własnej wyobraźni. Przy zachowaniu podstawowych zasad konstrukcyjnych wskazówki, możemy nadać jej dodatkowe elementy ozdobne (nie wpływające na czytelność wskazań).
Możemy również użyć różnego rodzaju podłoża. Płaski kamień, fragment tarasu czy część płaskiego terenu będą doskonałe do tego celu. Jeśli cyferblatem będzie grunt, między poszczególne wskaźniki godzinowe, możemy wkomponować barwne rośliny. Należy jednak pamiętać, żeby były niskie i nie zakłócały wskazań zegara. Bez względu jednak na to, czy zegar słoneczny wykonamy samodzielnie, czy też kupimy gotowy, na pewno stanie się on niezwykle atrakcyjnym elementem naszego ogrodu. Być może będzie również inspiracją, do zagłębienia się w tajniki wiedzy z dziedziny czasoprzestrzeni, fizyki czy astronomii.
Na zakończenie, osoby poszukujące więcej informacji o samodzielnym stworzeniu zegara słonecznego i sposobie wyznaczania godzin, odsyłam tutaj: jak narysować zegar słoneczny?
Katarzyna Józefowicz
Przeczytaj również:
