Γεια σε όλους! Δίνω στην προσοχή σας ένα διασκεδαστικό χειροτεχνίες, κατασκευασμένο με τα χέρια σας από αυτοσχέδια υλικά. Από τη μία πλευρά, είναι απλώς ένα παιχνίδι, ένα αναμνηστικό, και από την άλλη, είναι ένα σοβαρό πράγμα που απαιτεί κάποιες γνώσεις και δεξιότητες σε επιστημονικά πεδία όπως η αστρονομία, η γεωγραφία, τα μαθηματικά και η φυσική. Θα μιλήσουμε για μια αρχαία συσκευή για τον προσδιορισμό του χρόνου - ένα ηλιακό ρολόι, το οποίο όλοι πιθανότατα έμαθαν, κάποιοι είδαν ακόμα, κάποιος ίσως έφτασε ακόμα. Νομίζω ότι δεν χρειάζεται να περιγράψουμε λεπτομερώς την αρχή της λειτουργίας και το σχεδιασμό των στατικών ρολογιών, όλα περιγράφονται με μεγάλη λεπτομέρεια στο Internet, θα επικεντρωθώ μόνο σε μερικές λεπτομέρειες και χαρακτηριστικά.
Για να οικοδομήσουμε αυτό το σχέδιο, χρειαζόμαστε:
1. Κόντρα πλακέ 3 χάλκινων 4 mm
2. Πυξίδα με ξηρό βέλος
3. Πλάκα ορείχαλκου πάχους 1 mm.
4. Σύρμα χαλκού ø 0.8-1mm.
Το σετ εργαλείων έχει ως εξής:
1. Πριόνια
2. Πολύ αιχμηρό μαχαίρι
3. Το παζλ είναι συνηθισμένο (όχι ηλεκτρο)
4. Μέσο σχεδίασης (πυξίδα, μοιρογνωμόνιο, χάρακα κ.λπ.)
5. Ψαλίδι για μέταλλο
6. Σίδερο συγκόλλησης
7. Σετ αρχείων
8. Κατασκευή στεγνωτήρα μαλλιών
9. Γυαλιστερό χαρτί με διάφορα μεγέθη κόκκων
10. Εάν είναι επιθυμητό, η συσκευή για καύση
Από τον τίτλο του άρθρου, γίνεται ήδη σαφές ότι αυτή η συσκευή είναι κινητή, δηλαδή φορητή, η οποία πρέπει να είναι προσανατολισμένη σε σχέση με τις συντεταγμένες της Γης για τον προσδιορισμό του χρόνου, δηλαδή: η μεσημβρινή γραμμή του ρολογιού πρέπει να συμπίπτει με την κατεύθυνση του μεσημβρινού. Για το σκοπό αυτό, εγκαταστάθηκε στην σχεδίαση μια πυξίδα. Παρεμπιπτόντως, αυτό το ρολόι θα δείχνει σωστά το χρόνο μόνο στην περιοχή των οποίων οι συντεταγμένες χρησιμοποιήθηκαν στους υπολογισμούς. Το γεωγραφικό μήκος του τόπου καθορίζει τη γωνία κλίσης του gnomon (χέρια ρολογιών) και το χρονικό διαχωρισμό του dial και το γεωγραφικό πλάτος είναι σημαντικό για τη διόρθωση της τοπικής ώρας στη ζώνη ώρας (civil time).
Τα ρολόγια μας θα αποτελούνται από τα ακόλουθα στοιχεία:
1 πυξίδα. Για πιο ακριβή προσανατολισμό της βόρειας κατεύθυνσης στο ρολόι, χρησιμοποιείται μια ελαφρώς τροποποιημένη συνηθισμένη πυξίδα βέλους. Η τελειοποίηση συνίσταται στο γεγονός ότι η κάρτα πυξίδας είναι κολλημένη απευθείας στο βέλος, και όχι μόνο κολλημένη, αλλά με τη διόρθωση της μαγνητικής απόκλισης (για την περιοχή μας είναι 11 °, η οποία μπορεί να δώσει σφάλμα περίπου μίας ώρας)
Για να ξεκινήσω, χώρισα την πυξίδα στις συνιστώσες της:
Μου άρεσε το σχέδιο της κάρτας μόλις κατεβάστηκε από το Διαδίκτυο, το έγραψε στο σωστό μέγεθος σε φωτογραφικό χαρτί και το έβαλε πάνω στο βέλος λαμβάνοντας υπόψη τη μαγνητική απόκλιση, αφού υπήρχε ήδη βαθμολόγηση στην κάρτα
Με την εξισορρόπηση, έπρεπε να ξεσκονίσω με το τρίψιμο της πίσω πλευράς.
Και μια άλλη λειτουργία μιας τέτοιας κάρτας πυξίδας, εκτός από την ένδειξη της κατεύθυνσης προς τα βόρεια, λειτουργεί ως επίπεδο για τη ρύθμιση του επιπέδου του ρολογιού σε οριζόντια θέση. Φυσικά, θα ήταν καλύτερο να δημιουργηθεί ένα επιπλέον επίπεδο φούσκας, αλλά για την έλλειψή του, αποφάσισα ότι ο καθορισμός της οριζόντιας διάστασης στην κάρτα θα ήταν αρκετός για ένα παιχνίδι αναμνηστικών, κανείς δεν θα ελέγχει τα χτυπήματα πάνω τους.
2 τετράγωνο (dial) ένα οριζόντιο ρολόι διαφέρει από ένα ισημερινό κατά το ότι οι γωνίες μεταξύ των δεικτών ώρας είναι ανομοιογενείς. Για οριζόντια ηλιακά μηνύματα, η σήμανση του πλαισίου μπορεί να γίνει με τρεις τρόπους:
- Πρώτος τρόπος το πιο εύκολο, αλλά όχι ακριβές, απλά πρέπει να ρυθμίσετε το ρολόι, να το καθορίσετε αυστηρά και, στη συνέχεια, να κάνετε μια σφραγίδα στο πλαίσιο ανά ώρα και, επομένως, να σημειώσετε ολόκληρο τον πίνακα. Είναι καλύτερα να το κάνετε αυτό τις ημέρες όταν η διόρθωση της εξίσωσης του χρόνου είναι κοντά στο μηδέν (βλέπε "Analema"). Και αυτές οι ώρες θα δείξουν ήδη δεδομένου του αστικού χρόνου, λαμβάνοντας υπόψη την τροποποίηση του γεωγραφικού μήκους.
- Δεύτερος τρόπος - σήμανση με τη βοήθεια γεωμετρικών κατασκευών, χρειάζεται ένα μολύβι, ένα μοιρογνωμόνιο και μια πυξίδα.
Σχεδιάζουμε δύο αμοιβαία κάθετες γραμμές και επισημαίνουμε το σημείο Α.
Από το οποίο σχεδιάζουμε την γραμμή AC έτσι ώστε η γωνία του CAB να είναι ίση με το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής μας.
Από το σημείο Β σχεδιάζουμε μια κάθετη στη γραμμή AC και δηλώνουμε με το σημείο D
Στη συνέχεια, από το σημείο Β σχεδιάσαμε έναν κύκλο ακτίνας BD στη διασταύρωση με τη γραμμή AB και σημειώστε το σημείο O. Τώρα χρησιμοποιούμε το σημείο ως κέντρο, σχεδιάζουμε έναν κύκλο ακτίνας OB και το χωρίζουμε σε τομείς 15 °, εκτεινόμενοι κάθε ακτίνα στη γραμμή BC. Τα σημεία τομής των ακτίνων με τη γραμμή θα καθορίσουν τις ωριαίες σημάνσεις των ρολογιών μας.
Συνδέοντας αυτά τα σημεία με το σημείο Α, παίρνουμε το ήμισυ του δίσκου ή μάλλον το τρίμηνο του, καθώς οι γραμμές ώρας από 6 έως 12 είναι συμμετρικές στις γραμμές 12 έως 18 σε σχέση με τον άξονα ΑΒ και τα σημάδια από 18 έως 6 ώρες είναι άξια της ημέρας.
- Τελικά, η τρίτη μέθοδος είναι τριγωνομετρική ή υπολογίζεται. Καθορίζουμε τις γωνίες των χρονικών γραμμών με τον τύπο: tan α = sin φ x tan t
Όπου α είναι η γωνία του ρολογιού στο πλαίσιο
φ- γεωγραφικό πλάτος του τόπου
t-χρονική περίοδος εκφρασμένη σε βαθμό (από τον υπολογισμό 1h-15 °)
Για παράδειγμα, για τη δική μου περίπτωση, η γωνία μεταξύ των γραμμών 11 και 12 ωρών θα είναι sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247, που αντιστοιχεί σε 12.6 °, γι 'αυτό επαναλαμβάνω ξανά, η κάρτα πυξίδας προσαρμόζεται για το μέγεθος της μαγνητικής κλίσης 11 °).
Οι γραμμές μισής και τέταρτης ώρας είναι πολύ απλές για να επισημανθούν με τη διαίρεση του τμήματος ώρας.
Έτσι, σε έναν από τους δύο τελευταίους τρόπους, ο δακτύλιος σημαδεύτηκε από εμάς. Η προκύπτουσα σήμανση θα μας δείξει τον τοπικό μέσο χρόνο, ο οποίος διαφέρει από τον τυπικό (πολιτικό) χρόνο με ένα ποσό που εξαρτάται από το γεωγραφικό μήκος του τόπου παρατήρησης.
Όπως γνωρίζετε, η αντίστροφη μέτρηση προέρχεται από το Meridian του Greenwich (GMT) και στη συνέχεια μετά από 15 ° αλλάζουν οι ζώνες ώρας. Για τη χρονική περίοδο της Μόσχας (MSK), η ζώνη ώρας είναι GMT +3, αλλά αυτό είναι επίσης σε σχέση με τον πραγματικό ηλιακό χρόνο, για παράδειγμα, η διαφορά μεταξύ του πραγματικού και του κανονικού χρόνου στη Μόσχα είναι 29 λεπτά και 40 δευτερόλεπτα. Αυτό σημαίνει ότι όταν τα χτυπήματα στην Κόκκινη Πλατεία χτυπούν τα μεσάνυχτα, τα πραγματικά μεσάνυχτα στην ηλιόλουστη ώρα θα έρθουν μόνο σε μισή ώρα. Στην περιοχή μου, η διαφορά είναι 31 λεπτά, έτσι τα τμήματα μετατοπίζονται κατά μισή ώρα. Δείτε πώς φαίνεται το τελικό προϊόν:
Το Gnomon (βέλος), εξ ορισμού, πρέπει να διπλώνεται. Ο στόχος ήταν να αντέξουν τη γωνία γεωγραφικού πλάτους και την κατακόρυφη ισχύ του επιπέδου εγκατάστασης. Μπορείτε φυσικά να το βάζετε στην πλευρά του, αλλά στην περίπτωση αυτή οι διαστάσεις ήταν μικρές και το gnomon φάνηκε να χάνεται στο επίπεδο του ρολογιού, γι 'αυτό αποφασίστηκε να ανασηκωθεί αυτό το κομμάτι. Σε αυτή την περίπτωση, τόσο το μήκος μπορεί να αυξηθεί στις επιθυμητές αναλογίες, όσο και η κατακόρυφη διατήρηση διατηρείται μέσα σε αποδεκτά όρια (το παιχνίδι του γνομνομιού είναι εντός 1 °) και η γωνία γεωγραφικού πλάτους του χώρου καθορίζεται με λείανση της πτέρνας του γνομνόωνα, η οποία δεν μεταβάλλεται στη συνέχεια.
Λεπτομέρειες κατασκευάζονται από ορείχαλκο 1mm. Η επιλογή του υλικού οφείλεται στο γεγονός ότι πρέπει να είναι μη μαγνητικό, έτσι ώστε να μην εξαπατήσει την πυξίδα, και υποκύπτει καλά στη συγκόλληση με μαλακά συγκολλητικά.
4 αναλήμματα (Ελληνική ανηληματική, "βάση, ίδρυμα") είναι μια καμπύλη που συνδέει μια σειρά διαδοχικών θέσεων του κεντρικού άστρου ενός πλανητικού συστήματος (στην περίπτωσή μας, του Ήλιου) στο στερέωμα ενός από τους πλανήτες αυτού του συστήματος την ίδια χρονιά (Wikipedia).
Με άλλα λόγια, αυτή η καμπύλη δείχνει πόσο ρολόγια είναι σε μια βιασύνη ή πίσω σε σχέση με τον μέσο χρόνο. Για παράδειγμα, τον Οκτώβριο, ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ 16 λεπτά νωρίτερα και το Φεβρουάριο 14 λεπτά μετά το μεσημέρι κατά μέσο όρο ετήσια ώρα. Το φαινόμενο αυτό συνδέεται με την ελλειπτικότητα της τροχιάς και την κλίση του άξονα της Γης. Δεν θα πάμε σε λεπτομέρειες, είναι σημαντικό για εμάς να γνωρίζουμε πόσα λεπτά σε ποια ημέρα πρέπει να προσθέσετε ή να αφαιρέσετε από τις αναγνώσεις των ηλιακών μας μηνυμάτων για να προσδιορίσουμε με ακρίβεια τον χρόνο. Για να γίνει αυτό, θα τοποθετήσουμε αυτό το όμορφο κουνουπιέρα στην εσωτερική επιφάνεια του καπακιού.
Τώρα συλλέγουμε όλα τα παραπάνω μαζί.
Θα διαχωρίσουμε υπό όρους τη συσκευή μας σε δύο μέρη - το πραγματικό ηλιακό ρολόι και το καπάκι (έχουμε ένα τσέπη, έτσι θα μοιάζουν με θήκη τσιγάρων). Από ένα φύλλο κόντρα πλακέ κόβουμε πέντε ορθογώνια μεγέθους 100x120 mm.
Για τα τεμάχια, κόψτε τις γωνίες των 15 mm. σε κάθε πλευρά, όπως φαίνεται στις λεπτομέρειες του εξωφύλλου:
Για να εγκαταστήσετε το gnomon και την πυξίδα, κόβουμε τρύπες στα κενά δείγματα στην πίσω πλευρά και το υπόστρωμα που ακολουθεί. Επεκτείνουμε το Gnomon έτσι ώστε ο άξονας της περιστροφής του να βρίσκεται στο επίπεδο του cadran, κόβοντας ένα στρώμα κόντρα πλακέ (είναι λίγο περισσότερο από 1 mm).
Κόβουμε τα εξαρτήματα, στη συνέχεια, όπως σε ένα αστείο, επεξεργαζόμαστε προσεκτικά με ένα αρχείο και για να είμαστε πιο ακριβείς, τα τελικά μέρη είναι κολλημένα με καπλαμά από το ίδιο κόντρα πλακέ και επεξεργάζονται με γυαλόχαρτο. Οι μεντεσέδες που συνδέουν το κάλυμμα με το σώμα είναι κατασκευασμένες από σύρμα χαλκού και είναι κολλημένες με εποξικές ρητίνες.
Λοιπόν, ασχολούμαστε με τη διακόσμηση, έτσι ώστε το σκάφος μας να μην μοιάζει με ένα απλό κουτί από κόντρα πλακέ, στο καπάκι κολλάμε ένα τυποποιημένο σχέδιο του ήλιου
Και για να δώσουμε μια παλιά εμφάνιση θα επεξεργαστούμε το προϊόν με στεγνωτήρα μαλλιών. Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε ακριβώς ένα τέτοιο παιχνίδι για ενήλικες.
Συμπέρασμα Μου φαίνεται ότι ένα τέτοιο δώρο για έναν έφηβο είναι πολύ πιο ενδιαφέρον και χρήσιμο από οποιοδήποτε νεοδημιουργημένο gadget που αγοράζεται σε ένα κατάστημα (πόσο μάλλον δεν θα εκπλαγείτε). Τουλάχιστον αυτό κάνει το έργο του εγκεφάλου, αλλά αν ξυπνήσει η περιέργεια για να μάθει περισσότερα στις επιστήμες, θα είναι απλά θαυμάσιο.
Αλλά πώς να χρησιμοποιήσετε το ρολόι: