для чего нужны солнечные часы
Солнечные часы — что это и как работает?
Солнечные часы — устройство, с помощью которого можно определить текущее время по Солнцу. Они работают по принципу отбрасывания тени от объекта на поверхность с отметками времени. Объект, который отбрасывает тень, называется «гномон». По тени можно определить угловую высоту Солнцу.
Гномоны бывают разные: с фигурой и острым краем или с тонким стержнем. Солнце меняет свое расположение в течение суток: каждый час поворачивается на 15 градусов. Чтобы переместиться на один градус долготы с востока на запад, Солнцу требуется 4 минуты. Вместе с этим перемещается тень от гномона — она падает на отметку с определенным часом.
Солнечные часы сопоставляют с осью вращения Земли. Форма устройства должна указывать на настоящий астрономический север — это не Северный или Южный полюса. Форма горизонтально ориентированных часов должна соответствовать географической широте.
Виды солнечных часов
Есть три основных типа солнечных часов: горизонтальные, экваториальные и вертикальные. Раньше люди строили шаровые, конические и цилиндрические часы.
Горизонтальные солнечные часы состоят из кадрана и гномона. Что такое гномон, вы уже знаете, а вот кадран — это плоскость с часовыми делениями. На горизонтальных часах кадран устанавливают параллельно плоскости горизонта. Гномон — это, как правило, треугольник, который перпендикулярен плоскости кадрана. Одна из сторон гномона наклонена на угол, равный географической широте места установки часов.
Линия, которая пересекает кадран и гномон, направляется параллельного полуденной линии. Вдоль этой линии направлена тень вертикального стержня в истинный полдень. Истинный полдень — это время в середине дня, между восходом и закатом солнца.
Экваториальные солнечные часы состоят из гномона и кадрана, как и горизонтальные. Часовые деления отмечаются на кадране через равные угловые промежутке — аналогичным образом времся отмечается на циферблате обычных часов. Гномон, как правило, это металлический стержень, который устанавливают на кадране перпендикулярно его поверхности. Кадран ориентируется в горизонтальной плоскости, чтобы прямая, которая соединяет гномон и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно полуденной линии. В сторону юга — для Северного полушария, в сторону севера — для Южного полушария. Также, прямая, которая соединяет основание гномона и часовое деление, наклоняется относительно плоскости горизонта.
Основной минус экваториальных часов — они работают только от дня весеннего равноденствия до осеннего равноденствия.
Вертикальные солнечные часы размещают на стенах различных строений. Их кадран расположен вертикально и перпендикулярен плоскости горизонта. При этом, он может быть повернут в любую сторону — от этого зависит расположение часовых делений. Чтобы деления времени были симметричны относительно полуденного деления, кадран должен быть обращен на юг в северном полушарии и на север — в южном.
В России вертикальные солнечные часы можно найти в Московском планетарии. Они показывают текущую дату и время.
Консультация для педагогов и родителей «Солнечные часы. История возникновения и виды»
Наталья Плахтеева
Консультация для педагогов и родителей «Солнечные часы. История возникновения и виды»
Материал будет полезен для воспитателей старших и подготовительных групп ДОУ, для учителей начальных классов, а также для творческих и увлечённых родителей.
Немного истории
Давным-давно, когда часов ещё не было, люди узнавали время по солнцу. Встало солнце, люди тоже вставали и принимались за свои дела. Поднялось солнце выше, прошло полдороги по небу – люди отдыхали и обедали. А спряталось солнце за леса, за горы, за море – люди заканчивали работы и шли домой.
И вот однажды, какой-то наблюдательный человек заметил, что тень от дерева не стоит на месте, а движется вслед за солнцем. Кончился день, солнце сделало по небу круг, и тень тоже сделала круг, но только в другом направлении.
Смотрел человек, смотрел, как тень по кругу движется, и придумал часы: вкопал в землю столб, а вокруг столба начертил круг, разделил его на части. Взошло солнце, и тень от столба медленно двинулась по кругу.
Так были изобретены самые древние часы, которыми пользовались люди, чтобы примерно знать время. Назывались они солнечными.
Солнечные часы – старинный прибор для измерения времени по Солнцу.
Родиной солнечных часов принято считать Древний Египет. Жрецы-мудрецы наблюдали за тем, как каждый день солнце перемещается по небу. Они вдруг заметили, как колонны храма отбрасывают тень то в одну сторону, то в другую, причем плавно, будто бы по кругу. Жрецам пришла в голову идея создания солнечных часов.
В солнечных часах небольшой стержень (гномон) укрепляли на плоскости (кадран, разграфленной линиями — циферблате. Часовой стрелкой служила тень от гномона.
В старинном городе Афины бегали люди-часы и сообщали желающим, который час. Они узнавали время по единственным в городе солнечным часам и за мелкую монету сообщали время.
Людям идея с часами понравилась, ведь появилась возможность определять точное время. Солнечные часы стали устанавливать в общественных местах – на площадях, в банях, в имениях императоров и других местах.
Солнечные часы были разных видов и конструкций:
— горизонтальные (расположены прямо на земле, их можно построить на песке, и на любой горизонтальной поверхности);
— вертикальные (эти часы расположены на вертикальной поверхности, а их гномон торчит в строну);
— зеркальные солнечные часы, которые отражали солнечный луч зеркалом на циферблат, расположенный на стене дома.
И хоть работать (то есть показывать время) солнечные часы могут лишь в солнечную ясную погоду, тем не менее, эти часы служили людям в течение многих тысячелетий. И люди ими были очень довольны. Солнечные часы живы до сих пор!
Дома (если есть такая возможность) или во время летнего отдыха сделайте с ребёнком солнечные часы и проведите интересный эксперимент с ними.
Цель: рассказать детям о солнечных часах.
Задачи:
— познакомить детей с солнечными часами и способом их изготовления;
— развивать умственные способности детей;
— обогащать словарный запас детей;
— воспитывать любознательность, бережное отношение ко времени;
— воспитывать интерес к познанию нового.
Как можно сделать солнечные часы из природного и бросового материала?
Сколько времени сейчас?
Солнце палку осветило,
Показало? Вот те раз?
Но потом я догадалась!
Палочку воткнула в грунт,
Круг вокруг нарисовала,
Тень от палочки мгновенно
Показала мне тот час!
На двенадцати у нас!
Циферблат таких часов помещают на открытом ярко освещаемом солнцем месте, а стрелкой часов служит стержень, отбрасывающий тень на циферблат. Для этого нарисуйте на земле круг (или выложите его из камушков)
В нашем случае мы использовали полукруг, так как в этом месте с одной стороны было море, с другой – горы. Поэтому наблюдение за солнечными часами можно было проводить с 7 часов утра (в это время солнце появлялось из-за гор) до 16 часов дня. Потом солнце заходило за горы.
В центр круга поставьте длинную палочку. Я нашла упругую яркую пластиковую палочку вишнёвого цвета
Положите камушек (в нашем случае пластиковая крышечка) на то место окружности, на которое падает тень. Поставьте там нужную цифру (например, 10 – если сейчас 10 утра) и так далее. Мы нашли на берегу моря яркие пластиковые крышечки разного цвета. Это обстоятельство привнесло ещё больше интереса к солнечным часам
Можно вместе с ребёнком написать цифры на поверхности крышечек, а если это сделать не получится, то написать цифры на кружочках бумаги и приклеить на поверхность крышечек такого самодельного циферблата.
Понаблюдайте за работой таких часов в начале прогулки, середине. И перед уходом снова подойдите к часам и посмотрите, где будет «стрелка» т. е. тень от палочки.
Главное, что нужно увидеть, что «тень – стрелка» передвигается по кругу. На следующий день повторите наблюдения – несколько раз подойдите и посмотрите на «стрелку-тень» от палочки.
Понаблюдайте за солнечными часами и сделайте ещё один вывод – тень от палочки будет разная по длине в разное время суток (утром, днём, вечером).
Детям очень нравится наблюдать за такими солнечными часами, это вызывает у них просто восторг.
Вопросы детям на закрепление темы
Как называется прибор, отсчитывающий время в пределах суток?
Где устанавливали солнечные часы?
Из чего состоят солнечные часы?
Какие недостатки есть у солнечных часов?
Трудно ли их самим сделать?
А можно сделать для наблюдений за природными явлениями и небольшую метеостанцию, изготовив в ней розу ветров, флюгер и солнечные часы!
Консультация для педагогов «История басни как жанра» «Мораль сей басни такова.» «Мораль сей басни такова…» – это выражения нам всем не только хорошо известно, но и понятно. Причина очевидна:.
Консультация для педагогов и родителей «Причины и виды отклонений в речевом развитии детей дошкольного возраста» Речь — один из наиболее мощных факторов и стимулов развития ребенка. Это обусловлено исключительной ролью, которую она играет в жизни человека.
Консультация для родителей и педагогов «Виды театров» Знакомство с театром происходит в атмосфере волшебства, праздничности, приподнятого настроения, поэтому заинтересовать детей театром не.
Консультация для родителей «История возникновения праздника 8 марта» Консультация для родителей: история возникновения праздника 8 марта К концу 1880-х годов, когда в мире возникла идея женской консолидации,.
Консультация для родителей «Причины возникновения стресса у ребенка и как его избежать» Считается, что стрессы чаще возникают у взрослых на фоне нестабильной социальной или экономической ситуации. На самом деле стресс у ребенка.
Консультация для родителей «Солнечные ванны — польза и вред для ребёнка» Наступило лето! Пора отпусков, поездка с семьей к морю, на озеро, к реке. Независимо от того, какое солнечное место вы выбрали для отдыха.
Консультация для родителей «Виды пластилиновой аппликации» Пластичный и яркий пластилин прекрасно подходит для выполнения аппликаций, так как его легко обрабатывать, придавать нужную форму. А сама.
Консультация для родителей «Воздушные и солнечные ванны для детей» Консультация для родителей «Воздушные и солнечные ванны для детей» Летняя песенка Опять смеется лето В открытое окно, И солнышка, и света.
Оформление участка «Метеостанция и солнечные часы» Солнечные деньки детворы на участке детского сада Лето, ах лето… Это любимое время года всех людей и особенно детей. Детский сад для каждого.
Солнечные часы
Принцип работы солнечных часов
Фото 2 – схема простейших солнечных часов.
Фото 3 – солнечные часы в Древнем Египте
Тень от вертикально установленного колышка перемещалась вслед за солнцем ежедневно, удлиняясь и укорачиваясь на одинаковую величину.
Фото 4 – тень обелиска и метки солнечных часов
Служители храмов, отмечая значимость этого открытия, перед входами воздвигали священные обелиски – гномоны.
Фото 5 – обелиск перед египетским храмом
Их тень перемещалась по размеченной окружности. Равномерно нанесенные риски отмеряли равные отрезки времени.
Фото 6 – модель солнечных часов в музее Каира, Египет.
Применяя законы движения Солнца на видимом небосводе, вращение земли вокруг своей оси, лунные циклы, мастера создавали солнечные часы из камня, ценных пород дерева, драгоценных металлов. Гномоны устанавливали в общественных местах: цирках, банях, на площадях.
Фото 7 – Башня Ветров с солнечными часами в Афинах.
Большие солнечные часы на башне Ветров в античных Афинах датируются 1 веком до н.э. Грандиозное сооружение диаметром 8 метров поднималась на двенадцати метровую высоту.
Фото 8 – артефакт часов для отсчета ночного времени.
Гениальное озарение египетских мастеров явило изобретение часов, указывающих время ночью. Два священных прямоугольных бруска с прикрепленными нитями размещали параллельно небесному меридиану, направляя на Полярную звезду. Количество звезд на небе, пересекающих эту ориентированную линию, отмеряло время.
Фото 9 – египетские солнечные часы 13 век.
Недостатками первых примитивных «приборов» времени являлась их существенная погрешность, зависящая от долготы места расположения, работа ограничивалась видимостью солнечного диска над линией горизонта.
Артефакты солнечных часов в эпохи древних цивилизаций Междуречья, Египта, Китая находят при целенаправленных археологических раскопках культурных слоев земли. Механик Ветрувий, живший в эпоху расцвета Римской Империи описал около тридцати различных типов солнечных часов.
Примечания
Солнечные батареи для часов
Нет-нет, рассказ пойдет не о тех солнечных часах, что применялись еще в глубокой древности. Наш рассказ о вполне современных часах – электронных, получающих энергию от миниатюрной солнечной батареи, встроенной в корпус.
Вечные часы
Особенность таких часов в том, что они очень долговечны, поскольку нет в ходе их эксплуатации никаких механических действий по замене источника питания.
Как правило, электронные часы с обычной батарейкой внутри, выходят из строя при попытках применить более доступные источники питания
При этом владелец часов зачастую обращает внимание лишь на размеры самой батарейки, а не на ее емкость и напряжение
Но даже в случае, если батарейка «подошла» по размеру, есть риск неправильной ее установки. Итог при этом плачевный – часы выходят из строя.
Сейчас выпуском наручных часов с солнечной батарейкой занимаются фирмы (называю в порядке популярности): Casio, Sanyo, Citizen, Seiko, Orient, Pulsar, Timex, Swatch.
В чем же преимущества электронных часов на солнечной батареи по сравнению с обычными? Прежде всего, в том, что не требуется механическое воздействие на них со стороны владельца – отвинчивание задней крышки для смены батарейки. Операция, вроде бы, очень простая.
При самостоятельной же смене батарейки довольно часто рвется уплотнительная резинка и часы перестают быть водонепроницаемыми. Последствия этого предсказуемы.
Принцип действия часов на солнечной батареи
Солнечная батарея в часах может быть разной по «оформлению». Обычно это небольшая, слегка выпуклая линза на корпусе. Или же под стеклом находится маленькое еще окошко, стилизованное под какой-либо дизайнерский знак.
Разумеется, процесс может быть прерван в любой момент. Фантастика, но даже минутная зарядка обеспечивает часам нормальную работу на сутки!
Условия работы солнечной батареи в часах
Но вообще-то нет никакой необходимости в специальной подзарядке часов. Дело в том, что они заряжаются даже в ситуации, когда на корпус падает любой свет – например, от электрической лампочки, монитора компьютера или экрана телевизора.
Яркий солнечный свет часам не нужен. Хотя, конечно, при таком свете подзарядка аккумулятора станет идти быстрее. Но не будем забывать о том, что подзарядка идет автоматически при любом попадании света на фотоэлемент.
Даже от свечи или горящей спички!
К сожалению, стоимость солнечных часов пока довольно приличная. Речь, конечно, о оригинальных таких часах, а не о китайских подделках под них, в которых нет дорогого фотоэлемента, хотя он и имитируется на корпусе.
Но «лишнюю» точку или букву очень трудно бывает увидеть из-за крайне мелкого шрифта. Так что будьте внимательными при покупке.
Как сделать солнечные часы своими руками
Солнечные часы – древнейший механизм для определения времени. Солнечные часы – простейший прибор, но в нем заложены знания и наблюдения наших древних предков. В настоящее время солнечные часы используются как ландшафтное украшение. На примере солнечных часов родители учат своих детей строению солнечной системы, да и сама постройка солнечных часов своими руками – увлекательнейшее занятие для наших детей, например, будучи на пляже. При изготовлении солнечных часов надо знать некоторые моменты и особенности их конструкции, о которых мы и расскажем в этой статье.
Из чего состоят солнечные часы
Солнечные часы состоят из стрелки-указателя, отбрасывающей тень (эта стрелка называется гномон) и циферблата солнечных часов. Время по солнечным часам определяют по тени, отбрасываемой гномоном на циферблат. Все просто, однако есть некоторые особенности. Циферблат солнечных часов делится на 24 часа, а не на 12 часов, как в обычных механических часах. Циферблат или гномон должны быть наклонены над плоскостью. Солнечные часы не учитывают переход на летнее время. Солнечные часы работают только в ясную или малооблачную погоду в светлое время суток. Вот и все ограничения солнечных часов.
Существует несколько видов солнечных часов. Давайте разберемся с ними по-порядку.
Горизонтальные солнечные часы.
Горизонтальные солнечные часы можно делать прямо на песке на пляже. Для начала нам нужно знать две вещи: на какой широте мы находимся и где находится север. Если вторую часть можно установить методом подбора, то с первой придется быть подготовленным. Итак, у нас есть компас и мы знаем свою широту (Санкт-Петербург – 60, Москва – 55, Нижний Новгород – 56, Екатеринбург – 56, Сочи – 43, Ростов-на-Дону – 47, Новосибирск – 55, Владивосток – 43 градусов северной широты). Если мы делаем циферблат солнечных часов на переносимой поверхности – чертим круг и делим его на 24 части. Если делаем солнечные часы на земле, рисуем круг, в центр круга вставляем палку (гномон) и наклоняем ее на север так, чтобы угол между поверхостью земли и гномоном был равен нашей широте, от нижнего конца гномона ровно на север рисуем черту – это будет 12 часов дня по астрономическому времени. Остальные линии расчерчиваем, деля весь круг на 24 равных сектора. Каждый сектор солнечных часов равен 15 градусам.
Здесь нас ожидает засада. После грамотного разграфления циферблата и наклона гномона, время показывающее солнечными часами может отличаться от времени, которое показывает местное телевидение. Проблема кроется в декретном времени и часовых поясах, которые были для удобства созданы искусственно. Переносимый циферблат с легкостью решит эту проблему, просто вовернем его, пока время не будет правильным. С часами, нарисованными на песке чуть посложнее, этот момент надо учесть при начале разрисовывания циферблата. Например, можно отложить разметку циферблата до 12 часов, когда мы и север без компаса определим и точно главную ось циферблата наших солнечных часов нарисуем. Если ждать некогда, и творчество рвется из Вас, разграфите циферблат солнечных часов в черновом варианте и скорректируйте свой циферблат на ту погрешность, которая у Вас получилась.
В наших широтах солнечные часы работают в самый разгар лета часов с 8 утра и до 8 вечера, так что расовать числа между этими значениями практически бессмысленно. Из-за этого часто на круглом циферблате основание гномона сдвигают вниз.
Экваториальные солнечные часы.
Экваториальные солнечные часы – те же самые горизонтальные часы, только гномон установлен четко вертикально, а сам циферблат наклонен к поверхности земли на угол широты места установки таких часов.
Вертикальные солнечные часы.
Вертикальные солнечные часы обычно крепят на стенах домов. Тот же самый наклоненый гномон и расчерченный через 15 градусов циферблат.
Обычно в городах делают смешанный тип солнечных часов, т.е. на половину угла наклоняют циферблат, наполовину угла наклоняют гномон. Такое построение солнечных часов смотрите эффектнее, собственно, из-за чего их и делают.
Построение солнечных часов своими руками действительно увлечет Вашего ребенка и, кроме того, расширит его кругозор.
Часы Tissot с солнечной батареей
Швейцарская компания Tissot собирается представить новые смарт-часы Smart-Touch с технологией T-Touch Solar.
Прочный водонепроницаемый хронометр отличается от остальных изделий производителя наличием солнечной батареи, которая значительно повышает срок автономной работы устройства.
Кроме того, данное изделие, по представлению разработчика, имеет ряд функций, присущих классическим SmartWatch, и даже превышающих их.
Модель будет продемонстрирована на мероприятии BaselWorld 2016 года. Ее разработкой занимается Группа Компаний Swatch Group, которой принадлежит бренд Tissot. Новые стильные часы Smart-Touch Solar характеризуют следующие элементы и возможности:
Если говорить о технологии T-Touch Solar, включающей фотоэлемент на главной панели, то она позволяет находиться в режиме автономной работы значительно дольше других моделей. Зарядка в таком случае потребуется примерно через год эксплуатации. Аналог данной технологии можно найти в современных часах Casio.
Так же одним из интересных аксессуаров для часов небольшая метеостанция, которая так же питается от солнечных батарей. Данный гаджет способен предоставлять такую информацию, как температура, влажность и качество воздуха с прогнозом погоды.
Стоит отметить, что компания выпускает свои часы свыше полутора десятков лет, что позволяет говорить о том, что они прошли проверку временем. Среди обычных функций моделей Tissot T-Touch (помимо указанных выше возможностей нового «умного гаджета») находятся:
• Барометр. • Высотомер. • Таймер. • Гоночный хронометр (показ времени прохождения круга и времени всей гонки). • Будильники (2 шт.).
• Магнитный компас с указанием азимута на 12 часов (минутная стрелка показывает на север).
Для сравнения: часы 2016 года Tissot T-Touch Expert Solar NBA
Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.
Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.