DANS dernièrement propriétaires zones suburbaines de plus en plus de gens s'efforcent de décorer leur jardin d'une manière inhabituelle et originale, en utilisant ces éléments structurels, grâce à quoi le site deviendra vraiment exquis et unique. Si nous parlons de sur un jardin européen, il s'agit ici d'un cadran solaire qui remplira le territoire d'une philosophie particulière. Aujourd'hui, nous le découvrirons, mais nous aborderons d'abord quelques points importants.

Fait intéressant ! Saviez-vous que labyrinthe de jardin Est-il possible de le faire soi-même ? Si vous voulez en savoir plus, lisez.

Brève excursion historique

Les cadrans solaires ont acquis une popularité particulière aux XVIIe et XVIIIe siècles et étaient principalement utilisés dans les jardins. style classique- d'abord, et bientôt. Elles ont d'abord gagné en popularité dans le cadre d'ensembles de palais, mais leur diffusion massive est associée à la transformation des montres en un élément indépendant. jardins d'ornement, qui, soit dit en passant, ont été interprétés dans une grande variété de styles.

Ils disent souvent que l'Europe n'est pas un endroit approprié pour créer un cadran solaire sur un site, disent-ils, ce n'est qu'une autre tentative de se démarquer des autres résidents d'été, et une tentative infructueuse. Et ils disent cela parce que notre climat ne s'y prête pas, car il y a beaucoup de jours nuageux. Vous serez surpris, mais tout cela n’est qu’une autre idée fausse ! Par exemple, en Angleterre, où les brouillards sont fréquents, de rares jardins classiques se passent de cet élément décoratif.

Vidéo - Fabriquer un cadran solaire

Sur le rôle de l'élément dans le paysage

Habituellement, le cadran solaire est situé au centre du parterre de fleurs et constitue l'élément dominant, car il est situé sur un piédestal ou une autre surface surélevée. Notez également que le socle est élément important de cette composition, qui est parfois réalisée sous forme de colonne.

Cadran solaire sont conçus pour attirer l'attention, c'est pourquoi leurs dimensions sont directement liées à la taille d'une zone particulière. Si la zone est petite, il est conseillé d'installer l'horloge sur un chemin, à côté d'une pelouse ou d'un parterre de fleurs petit mais lumineux. Mais dans un jardin paysager ou forestier, mieux vaut les entourer de fleurs pour qu'elles, invisibles de loin, apparaissent soudain sous vos yeux à l'approche. De plus, dans les petits jardins, des cadrans solaires sont souvent installés sous forme de figurines décoratives.

Grâce à la grande variété de matériaux et de formes utilisés pour créer une horloge, vous pouvez obtenir un design qui prend en compte les caractéristiques du jardin dans lequel elle est créée. Ainsi, si le jardin est de style avant-gardiste, mais lors de la création d'un cadran solaire, les détails les plus insignifiants doivent être pris en compte. Ici, l'horloge peut faire partie d'une zone de loisirs, d'une aire de jeux ou même d'un belvédère. De plus, ils peuvent décorer efficacement un bassin de jardin ou une fontaine.

Il existe un concept d'« horloge en direct ». Ceci est une autre option comment faire un cadran solaire de vos propres mains, mais en utilisant des plantes vivantes fleuries, qui serviront de matériau à la formation du cadran et des aiguilles.

Conception du cadran solaire

Tout cadran solaire repose sur deux éléments :

• le cadre est une surface plane sur laquelle les marquages ​​correspondants (cadran) sont appliqués ;
• Le gnomon est une tige fixée à cette surface.

Tout matériau résistant aux facteurs atmosphériques peut être utilisé pour fabriquer des montres. Il peut s'agir de pierre, de ciment, de fer, de bois, de plastique ou même de gravier. Il est conseillé que le cadran soit léger (cela peut être marbre blanc, calcaire, etc.) : de cette façon, l'ombre du gnomon sera plus visible. Et le gnomon lui-même, en passant, peut être fabriqué à partir de longs clous, d'épingles en plastique ou d'aiguilles à tricoter.

Faites attention! La longueur du pointeur doit légèrement dépasser la circonférence du cadran.

De telles montres peuvent décorer et animer n'importe quel paysage. Surtout si l'on utilise pour cela des plantes vivantes ne dépassant pas 50 centimètres de hauteur. Par exemple, les fleurs de calendula fleurissent vers six heures du matin et se ferment à quatre heures du soir (même si la journée est nuageuse).

Principaux types de montres

Historiquement, il existe trois types de cadrans solaires. Faisons connaissance avec chacun d'eux.

1. Les éléments verticaux sont installés principalement sur les murs des bâtiments, les piliers ou les clôtures. Le cadre en eux « regarde » exclusivement vers le sud, sous angle aigu(ou à un angle de 90 degrés) par rapport à la ligne de midi. Il est également important que le gnomon soit situé légèrement au-dessus du noyau du cadran - il doit être dévié vers le sud, à environ 90 degrés de la ligne verticale (la latitude géographique de la région est soustraite).
2. Une particularité des horloges horizontales est qu'elles sont capables d'afficher l'heure toute l'année, même si leurs indicateurs sont en hiver et temps d'automne ne sont pas entièrement fiables. Dans de telles conceptions, le gnomon forme un angle par rapport à l'horizontale égal à latitude géographique région spécifique. Montre type horizontal peut être installé au milieu d'une pelouse, d'un parterre de fleurs ou d'un bassin de jardin. De plus, des pierres ou des souches peuvent être utilisées pour les divisions numériques.
3. Les horloges équatoriales présentent un inconvénient majeur : elles n'affichent l'heure avec précision que pendant une certaine période de l'année. Par exemple, pour régions du nord La période « exacte » est la période comprise entre le 22 mars et le 22 septembre. Mais si l'on considère que la saison estivale dure de la fin du printemps au début de l'automne, cela suffira amplement.

Parlons maintenant des fonctionnalités du processus d'installation lui-même. En principe, il est déjà montré dans l'image ci-dessous, mais le cadran dans ce cas a en fait été conçu pour l'heure solaire, c'est-à-dire pour les régions où midi tombe exactement à midi, en fait, comme il se doit.

Mais malheureusement, dans différents endroits midi arrive à des moments différents- loin d'être 12 heures. Par conséquent, si vos projets incluent l'affichage de l'heure locale sur le cadran, alors celui-ci (le cadran) devra être légèrement modernisé. Pour ce faire, les chiffres qui y figurent doivent être décalés autour de l'axe afin que l'ombre la plus courte (c'est-à-dire qu'elle sera observée à midi) se déplace exactement le long de la ligne de midi (nord/sud).

Mais la procédure pour trouver la ligne de midi est une autre histoire, mais il faut la connaître avant comment faire un cadran solaire de vos propres mains. Il est donc peu probable qu'une boussole soit utile dans ce cas, car les pôles magnétiques et géographiques de la planète ne coïncident pas : pour Saint-Pétersbourg, cela représente, par exemple, environ 8 degrés - c'est-à-dire que « l'écart » est en moyenne de 30 minutes, ce qui n'est pas si peu. La manière la plus primitive est la suivante : prendre feuille de contreplaqué, insérez-y une vis ou un clou à un angle de 90 degrés, puis placez le contreplaqué sur une surface horizontale et notez le mouvement de l'ombre de la goupille toutes les quinze minutes. Après cela, en reliant tous les points avec une ligne en 3 heures, déterminez la plus petite ombre - ce sera la même ligne de midi.

Faites attention! Un autre conseils pratiques, qui vous aidera à fabriquer selon les instructions présentées ci-dessous : avant de commencer à utiliser de la pierre ou du métal, il est conseillé de s'entraîner avec du contreplaqué. Si vous vous trompez, rien de grave ne se produira, mais vous acquerrez une expérience pratique.

Et le dernier point important. Si nous parlons d'un très bon cadran solaire équatorial avec un cadre plat, alors il devrait avoir deux cadrans à la fois - sur les plans inférieur et supérieur. Le premier fonctionnera de l'automne au période de printemps, le second - du printemps à l'automne. Bien que, comme indiqué ci-dessus, cela ne joue pas un rôle particulier pour une parcelle de datcha, puisque les gens y vivent principalement heure d'été, un seul cadran suffit donc.

Avant de commencer les travaux, vous devez décider de l'emplacement. Il est conseillé de les installer sur un parterre de fleurs ou une pelouse, où soleil sera disponible tout au long de la journée. Ce qui est typique, c'est que l'horloge peut être placée aussi bien sur une surface plane que sur une surface inclinée (bien que dans la deuxième option, il convient de rappeler que pour obtenir une ombre de même longueur tout au long de la journée, l'angle d'inclinaison requis doit être correctement déterminé). Pour le calculer, une formule spéciale est utilisée : 90 degrés sont pris et la latitude de la région où se trouve votre chalet d'été y est soustraite. Mais dans le cas de surface plane La longueur de l’ombre tombant du gnomon changera au cours de la journée.

Bien sûr, une ombre de longueur constante semblera plus impressionnante, bien que cela ne soit pas important pour la simple raison que la longueur de l'ombre du gnomon peut être augmentée mentalement.

Vidéo - Cadran solaire dans le paysage

Après avoir choisi un emplacement, vous pouvez commencer à créer votre cadran de montre. Sa forme, disons tout de suite, peut être différente, mais dans la plupart des cas, la préférence est donnée aux bons vieux classiques - un cercle ou un carré - puisque ce sont les formes les plus faciles à recréer. Et si tu ne sais pas comment faire un cadran solaire de vos propres mains et de quoi, nous répondons : pour cela le plus différents matériaux. Parmi eux, nous soulignons :

• pierre;
• bois flotté aux formes inhabituelles;
• plantes vivaces conifères;
• brillant plantes à fleurs etc.

Tout cela peut être utilisé pour former des divisions horaires sur le cadre. Mais comment diviser la zone en ces divisions ? Prenez une montre (électronique ou mécanique - peu importe) et, sur la base de ses lectures, marquez chaque heure la position de l'ombre projetée par le gnomon pendant la journée.

Il est conseillé de le faire le jour caractérisé par la durée la plus longue. Marquez chaque numéro avec une cheville - de cette façon, vous obtiendrez différentes lectures angulaires entre les marques.

Faites attention! Si nous parlons du gnomon lui-même, alors c'est - élément principal structure, puisque l'ombre qu'elle projette est une sorte d'aiguille d'horloge pointant heure exacte.

La dernière étape sera la conception de la montre. Tout d’abord, réfléchissez à la manière dont vous disposerez les index afin que les cultures plantées à côté de chaque numéro disposent de tout le nécessaire pour un développement et une croissance normaux. Pour ce faire, vous pouvez par exemple indiquer des nombres pairs sur cercle extérieur cadran, et les impairs - à l'intérieur. Le diamètre de ces cercles doit être respectivement d’environ 4 mètres et 1,5 mètre. Il est également important que les plantes utilisées pour la composition ne dépassent pas 50 centimètres, sinon l'ombre du gnomon les couvrira.

Maintenant, directement au travail !

Instructions pour fabriquer un cadran solaire

La conception d'horloge la plus simple est horizontale, vous pouvez donc même la fabriquer avec votre enfant.

En fait, ils peuvent même être créés sur terre. Pour ce faire, dessinez un cercle pair et collez un bâton au centre - il vous servira de gnomon. Tracez une ligne droite au nord du centre du cercle - ce sera midi selon l'heure astronomique. Après cela, divisez le cercle en vingt-quatre secteurs égaux. Inclinez le bâton vers le nord selon un angle correspondant à la latitude de votre zone particulière. En conséquence, chaque secteur correspondra à 15 degrés.

Faites attention! Un tel cadran solaire n’affichera pas la même heure qu’une horloge ordinaire. Après tout heure solaire, comme on le sait, n'est pas la même que l'heure des fuseaux horaires terrestres.

Maintenant regardons comment faire un cadran solaire de vos propres mains, mais de type portable. Cela nécessitera un petit carton(forcément plat), qui peut être collé avec du papier assorti à la couleur du bois pour plus d'effet.

Si nous parlons de zone suburbaine, vous pouvez alors utiliser une coupe de bois ronde ou égale ou un rocher plat et l'installer à l'intersection allées de jardin. Dessinez un cadran sur la surface forme rectangulaire(si la surface est ronde, dessinez un cercle). Tracez une ligne au centre et coupez-la pour fixer le gnomon. La partie principale de la structure est prête !

Créez maintenant le gnomon lui-même, pour lequel vous devrez déterminer la latitude de la zone où vous habitez. Pour le réaliser, vous pouvez utiliser soit du plastique, soit du carton épais. Pour régler correctement votre montre, munissez-vous d'une boussole. Pointez la partie pointue du gnomon vers le sud, tandis que la direction nord correspondra à midi. Insérez le gnomon dans la fente, scellez les joints avec de la colle.

Pour créer des divisions, marquez l’emplacement de l’ombre tombante toutes les heures. Si vous divisez la surface en vingt-quatre parties, l'horloge affichera l'heure solaire. C'est tout, bonne chance dans votre travail !

J'AI LONGTEMPS RÊVÉ D'AVOIR UNE HORLOGE DÉCORATIVE DE JARDIN DEVANT LE PORTAIL DU TERRAIN.

J'AIME ET PEUX TRAVAILLER LA PIERRE, ALORS JE L'AI PRIS COMME BASE D'UN FUTUR PRODUIT.

CELA S'EST EST RÉVOLU BEAU ET UTILE - MAINTENANT, MOI ET TOUT PASSANT PAR UNE JOURNÉE ENSOLEILLÉE POUVONS FACILEMENT DÉTERMINER L'HEURE IL EST.

J'ai trouvé un rocher de taille appropriée avec une large surface plane.

Pour vérifier la qualité d'un rocher, vous devez le gratter avec quelque chose - si la pierre s'effrite facilement, elle ne convient pas au travail. Le granit est mieux poli et meulé.

Puis il a commencé à faire les calculs. J'ai découvert la latitude à laquelle se trouve Mogilev : 53 degrés. 55 minutes. - l'angle d'inclinaison du gnomon* (53 degrés) selon la latitude de la zone garantit la précision du cadran solaire. J'ai déterminé expérimentalement la hauteur approximative du gnomon ; son ombre ne doit pas dépasser les limites du futur cadran.

J'ai marqué un angle droit sur un morceau d'aluminium. À l’aide d’un rapporteur, j’ai tracé un angle de 53 degrés à partir de la ligne du bas vers le haut. 55 minutes. (voir schéma 1). J'ai dessiné des lignes bouclées à l'intérieur pour rendre le pointeur plus amusant et je l'ai découpé avec une scie à métaux (peut être fabriqué à partir de clous longs, d'épingles en plastique ou d'aiguilles à tricoter).

Sur la surface plane du rocher, j'ai marqué le centre du cercle, j'ai tracé une ligne de celui-ci jusqu'au bord - c'est l'heure de midi, à midi. A partir de cette ligne, à l'aide d'un rapporteur, j'ai décalé 15 degrés, dans chaque direction 8 fois (Schéma 2) - repères de cadran de 4h à 20h.

1. Les marquages ​​du cadran peuvent d'abord être dessinés sur une feuille de papier qui correspond exactement à la taille du plan du cadre**, puis transférés sur la plaque.

2. Si les dimensions le permettent, vous pouvez marquer les divisions des demi-heures et des quarts d'heure sur le cadran avec des morceaux de fil inoxydable, des pierres de couleur, du verre, en les fixant avec de la colle imperméable.

A l'aide d'une meuleuse munie d'une meule diamantée, j'ai scié ces lignes sur la pierre, de 2 mm de largeur et 5 mm de profondeur. Le gnomon a été enfoncé avec un marteau le long de la ligne de midi, en alignant le centre de l'aiguille avec le centre du cadran comme sur le schéma 2.

J'ai tordu du fil d'aluminium d 1,5 mm en spirale et je l'ai enfoncé dans toutes les coupes avec un marteau (photo 1) Aux extrémités des lignes j'ai percé des trous et y ai enfoncé des écrous borgnes (photo 2) J'ai creusé un évidement dans le partie inférieure du rocher et j'y ai inséré un tuyau d 150 mm - sur un tel socle, il est plus facile de régler et de serrer la montre. J'ai enfoncé le tuyau dans le sol (photo 3) et placé un rocher dessus.

J'ai réglé le cadran de la boussole sur la ligne de midi au nord. J'ai vérifié les lectures du cadran solaire comme d'habitude à midi. J'ai placé des petits pavés sous le rocher et je l'ai cimenté.

Sur lieu permanent Le cadre du cadran solaire est installé strictement horizontalement. Vous pouvez vérifier le niveau à l’aide d’une assiette remplie d’eau à ras bord.

J'ai proposé un design correspondant pour une telle montre. Sous le pavé, j'ai placé un fil courbé en forme de cou et de tête (photo 4) - il s'est avéré que c'était un cygne. J'ai percé les chapeaux des champignons et les ai posés sur les tiges dans les pattes (photo 5)

J'ai trouvé un cœur de pierre dans le Dniepr, j'ai fixé une flèche des deux côtés (photo 6), j'ai enfoncé une épée dans un autre pavé, après avoir scié la pierre (photo 7). D'ailleurs, j'ai connecté toutes les pièces sans colle.

Il y a 5 dragons dans ma famille selon le Goro oriental, j'ai donc sculpté une sculpture de cet animal à partir d'une pierre caméléon. Près du garage, le mur d'argile s'effritait. Renforcé avec des pavés et carreaux décoratifs en utilisant mortier de ciment(photo 8)

Note

La séquence des symboles horaires sur le cadran suit la règle de mouvement de l'aiguille d'une montre mécanique. Le point de référence est la ligne de midi partant de la base du gnomon. Il peut être déterminé assez précisément à l'aide d'une boussole (ligne nord-sud).

Il est encore plus pratique d'utiliser une simple horloge, en comparant ses lectures avec l'ombre du gnomon. Cette ligne est déterminée avec une précision particulière par l'horloge des jours précédant et suivant le 16 avril, le 15 juin, le 31 août et le 26 décembre. La conception d'horloge la plus simple est horizontale, vous pouvez donc la réaliser avec vos enfants directement au sol : dessinez un cercle pair, collez un bâton au centre - il vous servira de gnomon.

Tracez une ligne droite du centre du cercle vers le nord - midi selon l'heure astronomique. Divisez le cercle en vingt-quatre secteurs égaux. Inclinez le pointeur en direction du nord selon un angle correspondant à la latitude de votre zone particulière.

Cadran solaire DIY - photo

Cadran solaire DIY - dessin

* Gnomon est une tige attachée au cadran et son ombre indique l'heure.

**Le Cadran est une surface sur laquelle sont appliqués les marquages ​​appropriés.

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C'est bien d'avoir dans votre datcha une horloge qui soit visible de loin et qui peut être facilement fabriquée à partir du matériel disponible. Ils vous aideront à passer votre temps à la datcha de manière rentable : après tout, vous ne pouvez arroser les plantes qu'avant 10 heures et après 16 heures de l'après-midi, et être au soleil de 11 heures à 3 heures est strictement interdit en raison de l'influence active du rayonnement solaire.

Le cadran solaire a été le premier appareil à indiquer l'heure. Ils indiquent l'heure exacte pendant seulement trois jours pendant toute la saison estivale (équinoxes de printemps et d'automne et solstice d'été). Les autres jours, la différence peut aller jusqu'à 17 minutes, mais pour travail à la datcha

ce n'est pas important. Par conséquent, vous pouvez vous passer de créer un tableau d'erreurs ou un graphique spécifiant l'heure chaque jour et chaque heure.

Les cadrans solaires affichent l’heure précise uniquement aux équinoxes et aux solstices.

Quels types de cadrans solaires existe-t-il ?

• Il existe trois types de cadrans solaires :
• verticale;
• horizontal;

équatorial.

Les variétés sphériques, semi-circulaires et autres sont des variétés des types principaux. Le principe de toutes les montres repose sur les indications de l'ombre d'un objet (gnomon), tombant sur les divisions d'une heure, quinze, dix ou cinq minutes, pré-marquées sur le cadran (cadran), selon le souhait de le fabricant.

Pour les horloges horizontales, le cadre est parallèle à la ligne d'horizon. Un gnomon est installé au centre ou plus près au sud - un objet vertical dont l'ombre indiquera l'heure.

Dans une montre horizontale, le cadran est parallèle à l'horizon Pour que l'ombre ait longueur égale, le gnomon est incliné selon l'angle de latitude de la zone, qui peut être déterminé avec précision à l'aide d'un navigateur GPS ou sur Internet. Par exemple, Moscou est située à la 55ème latitude, l'angle d'inclinaison est de 55° par rapport à l'horizon. Le gnomon s'incline uniquement dans la direction nord-sud le long de la ligne de l'ombre la plus courte à midi vrai. Le vrai midi est le moment du point culminant le plus élevé du centre du Soleil pour un point donné de la surface de la Terre.

En règle générale, le vrai midi ne coïncide pas avec l'heure officielle. Par conséquent, ceux qui ont marqué à l'avance les divisions sur le cadre n'auront qu'à tourner le cadran selon l'angle d'erreur. Dans le même temps, le gnomon reste incliné vers midi vrai.

La ligne de midi pointe vers le pôle géographique et non vers le pôle magnétique

Horloge équatoriale

A l'horloge équatoriale, le cadre s'incline vers le nord géographique (pour la Russie) par rapport à l'horizon selon un angle de 90 moins la latitude de cette zone. C'est-à-dire que le cadran sera parallèle à la ligne de l'équateur. Le gnomon est installé perpendiculairement au cardan, c'est-à-dire parallèlement à l'axe de la terre. Les corrections pour l'heure locale sont les mêmes que pour les horloges horizontales.

Les lectures de l'horloge équatoriale sont visibles de loin

L'horloge verticale est placée sur un plan perpendiculaire à l'horizon, et le gnomon est installé à un angle par rapport au cadre le long de la ligne de midi selon un angle égal à la différence entre 90° et la latitude de la zone. La ligne de midi est déterminée par la ligne de l'ombre la plus courte du gnomon horizontal.

Sur une horloge verticale, les chiffres ne sont pas toujours symétriques sauf si le mur est strictement orienté vers le sud géographique.

Cadran solaire bricolage

Tout d'abord, déterminez l'emplacement et le but de l'installation de l'horloge :

• si vous travaillez plus souvent dans le jardin que vous détendez à la datcha, installez l'horloge au centre dans un espace ouvert de tous côtés ;
• si l'horloge doit vous rappeler l'heure de quitter le soleil, placez-la au centre de la zone de loisirs ;
• dans un parterre de fleurs près maison de campagne L'horloge rappellera aux voisins ennuyeux le caractère éphémère du temps.

Une fois que vous avez décidé du lieu d'installation, sélectionnez le type d'horloge. Les horloges verticales ne conviennent que pour mur sud, sinon ils seront eux-mêmes dans l'ombre. Les horizontaux sont bons pour espaces ouverts, et les équatoriaux seront plus beaux sur les terrains de jeux ou les zones de loisirs.

Fabriquer une horloge horizontale

La manière la plus simple et la moins coûteuse de fabriquer un cadran solaire consiste à utiliser un poteau et des pierres. Au lieu d'un poteau, un morceau de renfort, un long accroc ou une tige, un morceau de plastique ou tuyau de fer, même une grande bouteille, par exemple une bouteille de champagne. Nous prenons les mesures suivantes :

1. Nous choisissons un emplacement d'au moins 1 m2, éclairé par le soleil toute la journée. Ceux qui aiment une heure plus précise devront la niveler ou installer la base à l'aide niveau du bâtiment(vous pouvez aussi prendre une bouteille, y verser de l'eau, sans ajouter 1 à 1,5 cm au bord, et la fermer avec un bouchon. B position horizontale La bulle d'air doit être située exactement au milieu de la partie droite de la bouteille - c'est la ligne d'horizon. Bien sûr, il s'agit d'un appareil moins précis qu'un niveau, mais beaucoup meilleure installation"à l'oeil").
2. Nous renforçons le poteau au milieu du chantier.
3. Nous réglons l'alarme de notre téléphone pour qu'elle sonne toutes les heures.
4. Dès que le réveil sonne, on s'approche du poteau et on regarde où tombe l'ombre. Au bout de cette ombre on dépose un caillou sur lequel on peut peindre l'heure.
5. Les pierres seront alignées dans une ellipse à mesure que l’ombre change de longueur. Pour faire tourner l'horloge, sélectionnez l'ombre la plus courte et alignez le reste des pierres le long de ce rayon.

Après seulement quelques jours, une telle horloge horizontale s'écartera d'une minute, mais elle affichera midi vrai (même si elle tombe à une heure de l'après-midi).

Galerie photo : cadran solaire horizontal

En plantant de l'herbe ou des fleurs basses 24 heures sur 24, on obtient un parterre de fleurs élégant. Une cour pavée se transforme facilement en cadran solaire. Aménager un cadran solaire avec des petits matériaux colorés occupera longtemps vos enfants. Les fleurs d'intérieur peuvent devenir. partie d'un cadran solaire, indiquant une heure particulière. Il est facile de fabriquer une horloge à partir d'un large pot de fleurs rond, en plaçant un poteau au centre et en notant les lectures de l'horloge. Une horloge équatoriale installée dans le coin du site est clairement visible de tous. ses extrémités.

Vidéo : comment réaliser un cadran solaire horizontal

Que vous incliniez ou non le gnomon pour obtenir la même ombre, c'est à vous de décider. Vous pouvez incliner le cadran lui-même, c'est-à-dire régler les heures équatoriales. Vous n'avez pas besoin d'aller à une telle horloge pour savoir quelle heure il est, ce qui permet au résident d'été d'économiser du temps et des efforts.

Fabriquer une horloge équatoriale

Processus de fabrication des montres équatoriales :

1. Pour le cadre de l'horloge équatoriale, vous pouvez prendre le couvercle d'une vieille casserole, un morceau de contreplaqué, planche large ou en plastique. L'essentiel est un fond clair sur lequel l'ombre sera clairement visible même dans des nuages ​​​​légers. Ceci peut être réalisé avec une peinture de base.
2. Nous installons le gnomon par collage, perçage ou autres méthodes à l'angle de la latitude souhaitée avec une inclinaison vers le nord géographique.
3. Nous traçons les intervalles de temps et, en fonction de la taille de la montre, marquons les lectures avec des bouchons, des fonds de bouteilles en plastique, vieux jouets en plastique, pots de crèmes - tout ce que vous pouvez imaginer.

Galerie photo : cadran solaire équatorial

Les horloges en granit dureront de nombreuses années. Une horloge globe sera plus difficile à fabriquer, mais rien n'est impossible pour décorer n'importe quel parterre de fleurs.

Vidéo : fabriquer un cadran solaire équatorial

Un cadran solaire réalisé par vous-même rendra votre datcha unique et vous aidera à mieux planifier les activités et loisirs nécessaires sur le site.

A la veille de l'été, soleil, saison estivale, le jardinage et toutes sortes de choses que je souhaite vous proposer instructions étape par étape Comment réaliser un cadran solaire de type horizontal sur votre site. Connaître l'heure par eux est parfois encore plus pratique que par téléphone mobile(parce que je n’ai pas toujours mon téléphone avec moi ; mes mains sont sales ; le soleil brille sur l’écran).

La base du cadran solaire est le gnomon. C'est un bâton dont l'ombre nous montrera l'heure. Plus nous orientons ce bâton avec précision parallèlement à l'axe de rotation de la Terre (comment faire - voir les points 1, 2, 3 ci-dessous), plus l'appareil sera précis. N'importe quel bâton droit, de taille similaire au manche d'une pelle, fonctionnera comme un gnomon (vous pouvez utiliser le manche lui-même si vous en avez un inutile qui traîne).

Nous trouvons un endroit où il n'y a pas beaucoup de monde et de chiens qui courent, et où l'on passe souvent. L'essentiel est qu'il soit éclairé par le soleil la majeure partie de la journée. Pour ce faire, recherchez le sud (soit naviguez à l'aide de Google Earth, soit tournez votre visage vers le soleil vers 12h-13h) et cherchez un endroit sur le site avec la moitié sud du ciel aussi libre que possible (de toits, arbres, etc.).

Les points 1 et 2 sont consacrés à trouver la direction exacte vers le nord. Oui, vous pouvez également utiliser une boussole pour cela, mais nous devons nous rappeler que la déclinaison magnétique (c'est-à-dire l'écart des lectures de la boussole par rapport à la direction réelle vers le nord géographique) dans notre pays peut atteindre 10, 20 degrés ou plus. De plus, vous pouvez détecter une anomalie magnétique locale. Par conséquent, la méthode de détermination du nord par le soleil est plus précise et plus fiable.

1. À l'heure de midi vrai (climax solaire, également appelé à tort « zénith »), nous préparons un fil à plomb (par exemple, nous accrochons un caillou/un morceau de fer à une corde et veillons à ce que tout ne pende pas). le vent) et une plateforme horizontale sur laquelle l'ombre de la corde est visible. Je décrirai ci-dessous les méthodes de calcul de l'heure de midi vrai pour votre région.

2. A midi vrai (ce serait une bonne idée de synchroniser l'heure avec Internet à l'avance, par exemple en utilisant le service time.is, ou l'application Android ClockSync), on marque la direction de l'ombre solaire de le fil à plomb, par exemple, à l'aide de plusieurs cailloux, que l'on place le long de l'ombre. C'est la direction exacte nord-sud (direction méridienne).

3. Nous calculons la tangente de l'angle à l'horizontale auquel le gnomon (c'est-à-dire notre bâton) doit se tenir. Pour cela, renseignez-vous sur la latitude du lieu, saisissez-la dans la calculatrice et appuyez sur tan. Par exemple, si la latitude est de 56 degrés, alors tan(56) = 1,483.

On multiplie par exemple ce nombre par un demi-mètre (50 cm), on obtient 74 cm. On enfonce un bâton dans le sol, dans le sens strictement nord (on l'a découvert au dernier point par fil à plomb), à partir de à cet endroit on place un caillou à 50 cm de l'endroit où le bâton est coincé, et on incline le bâton pour qu'il passe sur le caillou à une hauteur de 74 cm. Sur la figure 3 (et 3a pour plus de clarté) j'ai montré un fil à plomb. qui descend du gnomon et tombe sur la ligne méridienne (la longueur de ce fil à plomb dans notre exemple = 74 cm) . Au lieu d’un fil à plomb, vous pouvez « tirer » avec votre œil, mais ce ne sera pas aussi précis. Et dans cette position, nous commençons à enfoncer le bâton, en vérifiant/ajustant de temps en temps pour qu'il passe sur notre pierre « d'un demi-mètre » à une hauteur donnée. Dès que le bâton tient bien, on peut se féliciter, la partie la plus importante du travail est faite : nous avons orienté notre gnomon parallèlement à l'axe de la terre. Et, d'ailleurs, en même temps, il pointe vers l'étoile polaire avec une bonne précision (vous pouvez la vérifier la nuit en « tirant » avec votre œil le long du bâton).

4 et 5. Les positions suivantes des index, faites par minuterie. Il convient de noter que même si le chiffre indique 12 heures pour midi, en réalité heure civile ce sera différent pour elle. Pour éviter d'y penser, le plus simple est de marquer le cadran, en approchant le gnomon à 13h00, 14h00, etc., et de marquer simplement la direction de l'ombre. Et le lendemain, du matin à midi, marquez les index restants.

Les index eux-mêmes peuvent être tout ce que vous voulez : vous pouvez enfoncer des tablettes avec des chiffres, vous pouvez les tapisser de pierres.

Calcul de l'heure vraie de midi

Permettez-moi d'énumérer exactement ce qui se passe au moment du vrai midi :
* le soleil est exactement au Sud (pour nos latitudes nord) ;
* les ombres horizontales des objets verticaux tombent exactement vers le nord ;
* le soleil est là point culminant son cours quotidien ;
* c'est le moment - avec une bonne précision le point médian entre le lever et le coucher du soleil ce jour-là.

Chaque méridien a son propre moment de vrai midi. Ainsi, disons, par rapport au centre de Moscou, le vrai midi à l'est de la ville arrive environ 1 minute plus tôt et à l'ouest, une minute plus tard. Voici l'horaire annuel de midi pour le centre de Moscou (pour le fuseau horaire UTC+3, dans lequel Moscou est située en permanence depuis octobre 2014) :

Autrement dit, sur le méridien de Moscou, vous pouvez simplement utiliser ce graphique. Le graphique aura exactement la même forme dans votre emplacement, seulement il devra être décalé en fonction de axe vertical par le montant (D–37,6)/15 heures, où D est votre longitude géographique. Par exemple, prenons Perm, sa longitude est de 56,2 degrés, remplacez-la dans la formule : (56,2-37,6)/15 = 1,24 heures = 1 heure 14,5 minutes. Autrement dit, à Perm, midi vrai arrive 01h14,5m plus tôt qu'à Moscou, et selon l'heure de Moscou, 01h14,5m doit être soustrait de l'horaire ci-dessus. Par exemple, pour le 22 mai, nous obtenons 12h26,5 moins 01h14,5 = 11h12 heure de Moscou, ajoutez 2 heures (la différence entre les fuseaux horaires de Perm et de Moscou), nous obtenons 13h12. Rappelons cette fois pour comparer avec la méthode suivante.

La deuxième méthode consiste à trouver votre zone peuplée sur un site Web météo qui affiche les heures de lever et de coucher du soleil. Par exemple, pour le cas de Perm, on ouvre le site météo Yandex yandex.ru/pogoda/perm et on y voit Lever du soleil : 04h37 Coucher du soleil : 21h47, on trouve la moyenne arithmétique de ces deux heures (04h37 + 21h47) / 2 = 13h12 . En même temps que nous sommes arrivés ci-dessus.

La troisième méthode consiste à utiliser des programmes de calcul. Vous pouvez choisir un programme à votre goût, j'utilise mon Day–night (sur le lien daybit.ru/video/video-i-soft.html vous trouverez une vidéo sur son utilisation et le programme lui-même), et il donne l'heure de midi pour Perm = 13:11:45.

Remarques

1. Le graphique ci-dessus pour Moscou est une conséquence de ce qu'on appelle l'équation du temps - la différence entre l'heure solaire moyenne et l'heure solaire réelle. A noter que les lectures de votre cadran solaire évolueront avec la même amplitude que sur ce graphique. C'est-à-dire jusqu'à plus ou moins un quart d'heure tout au long de l'année. Cependant, si vous regardez attentivement, vous remarquerez que pendant l’heure d’été, qui est la plus intéressante pour nous, les fluctuations ne sont pas si importantes et s’échelonnent sur plus ou moins 5 à 6 minutes. Parfois, lorsqu'on souhaite obtenir une précision infime, un programme de correction est spécialement établi pour les cadrans solaires tout au long de l'année.

Ce graphique, par exemple, montre clairement que si vous réglez votre cadran solaire à la mi-juin, il sera 5 minutes plus rapide à la mi-septembre.

2. Pourquoi ne devriez-vous pas simplement utiliser un bâton vertical ? Pourquoi s'embêter avec son inclinaison et son parallélisme à l'axe de rotation de la Terre ? Le fait est qu'une horloge fabriquée à l'aide d'un bâton vertical commencera tôt ou tard à afficher une heure sensiblement incorrecte. Ainsi, une horloge conçue pour un bâton vertical en juin aura un dysfonctionnement d'une heure le matin et le soir en septembre. Plus de détails ici sundial-ru.livejournal.com/2337.html

3. Si vous le souhaitez, vous pouvez immédiatement calculer le cadran de votre zone en utilisant, par exemple, le programme Shadows shadowspro.com, prendre les angles de ce calcul et les mesurer immédiatement sur le sol, au lieu de courir toute la journée et de marquer la position du soleil. ombre.

Un gnomon typique dans sa forme originale

Il est également d'usage d'appeler gnomon la partie d'un cadran solaire qui projette une ombre sur le cadran.

La gnomonique est la science qui étudie les cadrans solaires. Aujourd'hui, la gnomonique n'est rien de plus qu'un passe-temps scientifique, puisque des instruments plus précis et plus faciles à utiliser ont été créés pour déterminer le véritable méridien et l'heure.

Informations théoriques

Listons quelques faits basés sur la connaissance de l'astronomie qui vous aideront à comprendre le principe de fonctionnement du gnomon.

Fait n°1. Le soleil se déplace toujours d'est en ouest, ce qui signifie que l'ombre du gnomon se déplace dans la direction opposée, c'est-à-dire d'ouest en est.

Fait n°2. Au lever et au coucher du soleil, lorsqu'il est directement au-dessus de l'horizon, l'ombre du gnomon est la plus longue et à midi solaire, elle est la plus courte.

Fait n°3. L'ombre la plus courte d'un gnomon est obtenue lorsque le Soleil est à son zénith, c'est-à-dire le point le plus élevé de sa trajectoire dans le ciel. A ce moment, le Soleil traverse le vrai méridien, c'est-à-dire la ligne reliant le nord au sud.

Fait n°4. Le changement le plus rapide de la longueur de l’ombre est observé pendant les heures du lever et du coucher du soleil sur l’horizon. Au milieu de la journée, le taux de changement de la longueur de l’ombre est minime.

Fait n°5. En raison de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l'orbite terrestre à un angle d'environ 23,5 degrés, ainsi qu'en raison de la rotation de la Terre autour du Soleil, le mouvement observé du Soleil dans le ciel se produit en dessous l'équateur céleste (dans l'hémisphère nord de septembre à mars), puis au-dessus (dans l'hémisphère nord de mars à septembre). Et ce n'est que les jours des équinoxes de printemps et d'automne que le mouvement du Soleil coïncide avec le plan de l'équateur céleste. De plus, la trajectoire du mouvement du Soleil se situe le plus loin de l'équateur céleste les jours des solstices d'hiver et d'été.

À propos, l’équateur céleste est un grand cercle de la sphère céleste situé perpendiculairement à l’axe de rotation de la Terre et dont le plan coïncide avec le plan de l’équateur terrestre.

Fait n°6. Le soleil se déplace dans le ciel avec vitesse angulaire approximativement égale à 15 degrés par heure.

Fait n°7. Le temps « terrestre » moyen ne coïncide pas toujours avec le temps astronomique pour plusieurs raisons.

Fait n°8. Le diamètre du Soleil visible depuis la Terre est d'environ trente minutes d'arc. Cela rend les ombres des objets floues.

Fait n°9. Si vous vous tenez de telle sorte que le nord soit devant votre visage, alors le sud sera derrière vous, l'est sera à votre droite et l'ouest sera à votre gauche.

Comprendre les processus qui sous-tendent le fonctionnement du gnomon et du cadran solaire est nécessaire non seulement pour fabriquer vous-même ces appareils, mais également pour les utiliser correctement. Un jour, j'ai observé une image amusante : un homme, ayant acheté un cadran solaire, ne pouvait pas comprendre pourquoi l'heure indiquée sur celui-ci et celle de son téléphone étaient différentes. La vidéo montre cet exemple :

Comment utiliser un gnomon pour déterminer le vrai méridien

Le gnomon dans ce cas est un pilier, une colonne ou tout autre objet vertical droit situé sur une zone horizontale plane ouverte vers le Soleil. On pense qu'augmenter la longueur du gnomon augmentera la précision des mesures, car dans ce cas, les changements dans la longueur de l'ombre deviennent plus visibles. Cependant, n'oubliez pas qu'à mesure que la longueur augmente, la clarté de l'ombre portée diminuera, ce qui peut affecter négativement la précision des mesures. De plus, la précision des résultats est affectée par l'épaisseur de la partie supérieure du gnomon, c'est pourquoi il est souvent pointu.

Par une journée claire et ensoleillée, l'ombre la plus courte du gnomon indique le début de midi astronomique et pointe vers le nord (dans les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère nord) et le sud (dans les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère sud). Sous les tropiques et à l’équateur, la situation peut changer tout au long de l’année, comme nous l’avons évoqué en détail ici.

Ainsi, par l'ombre la plus courte, il est possible de déterminer à la fois le vrai midi et la direction du vrai méridien. Entre autres choses, connaissant la hauteur du gnomon (B) et la longueur de l'ombre (L), il n'est pas difficile de calculer la hauteur angulaire (H) du Soleil au-dessus de l'horizon. Pour ce faire, utilisez la formule tgH=B/L.

Cependant, en raison du léger changement dans la longueur de l'ombre du gnomon pendant les heures de déjeuner, il n'est pas toujours possible de déterminer avec précision l'ombre la plus courte. Si vous avez besoin d'obtenir des résultats plus précis, vous pouvez utiliser une autre méthode. Pour ce faire, déterminez la bissectrice entre deux ombres identiques du gnomon, mesurées le matin et heure du soir, lorsque le taux de changement de la longueur de l'ombre est plus important. C'est cette méthode qui sous-tend l'une des méthodes d'orientation par l'ombre du Soleil.

Connaissant le véritable méridien, vous pouvez facilement naviguer dans la zone en déterminant la direction nord ou sud, puis toutes les autres directions cardinales.

Comment utiliser un gnomon pour déterminer la latitude d'une zone

En plus de déterminer le vrai méridien, à l'aide d'un gnomon, vous pouvez calculer approximativement la latitude de la zone dans laquelle les mesures sont prises. Ensuite, nous examinerons plusieurs méthodes issues de la connaissance de l'astronomie.

Méthode numéro 1. Le jour de l'équinoxe d'automne ou de printemps à midi vrai, l'altitude angulaire du Soleil est déterminée à l'aide de la formule évoquée précédemment. La valeur résultante est soustraite de 90 degrés. Le résultat des calculs sera la latitude de la zone.

Méthode numéro 2. par jour solstice d'hiver A midi vrai, l'altitude angulaire du Soleil est déterminée. Puisqu'à ce moment le Soleil est en dessous de l'équateur céleste d'un angle, égal à l'angle inclinaison de l'axe terrestre, soit de 23,5 degrés, puis en ajoutant cet angle à la hauteur angulaire du Soleil obtenue à partir de la formule, on peut obtenir la hauteur angulaire de l'équateur céleste. En soustrayant la hauteur de l'équateur céleste de 90 degrés, on obtient une valeur correspondant à la latitude de la zone.

Le mouvement du Soleil dans le ciel en été aux hautes latitudes.

Cette méthode peut également être utilisée au solstice d’été. Pour ce faire, il faut soustraire 23,5 degrés à l'altitude angulaire du Soleil pour obtenir l'angle d'inclinaison de l'équateur céleste, et connaissant l'angle d'inclinaison, la latitude de la zone.

Mouvement du Soleil aux hautes latitudes en été, lorsqu'il ne se couche pas au-delà de l'horizon.

Méthode n°3. À midi vrai, les mesures de la longueur de l'ombre sont prises quotidiennement. À la suite de ces mesures, vous devez obtenir l'ombre la plus longue ou la plus courte, qui correspondra respectivement au solstice d'hiver ou d'été, puis procéder selon la deuxième méthode. Ou, après avoir déterminé l'ombre la plus longue et la plus courte, trouvez la valeur de longueur moyenne, calculez la hauteur angulaire du Soleil à l'aide de la formule, en vous concentrant sur la valeur moyenne obtenue, et agissez conformément à l'algorithme de la première méthode.

Lors de l'obtention de résultats en utilisant l'une des méthodes ci-dessus, il convient de rappeler que la hauteur apparente du Soleil au-dessus de l'horizon est dans une certaine mesure influencée par l'effet de réfraction de la lumière - la réfraction, dont nous avons parlé ici. En raison de cet effet, tous les corps célestes peuvent apparaître plus hauts que là où ils se trouvent réellement. Et plus cet effet sera prononcé, plus l'objet observé sera proche de l'horizon.

Il s'ensuit que près des pôles les jours des équinoxes de printemps et d'automne, lorsque le Soleil passe bas au-dessus de l'horizon, les résultats de mesure peuvent différer légèrement des résultats réels vers les latitudes inférieures.

Voyons maintenant comment déterminer l'heure et la date à l'aide d'un gnomon.

Gnomon et cadran solaire

Un cadran solaire est un instrument ancien qui vous permet de déterminer l'heure grâce à l'ombre du soleil pendant la journée.

L'un des tout premiers cadrans solaires est apparu en Égypte. Il s'agissait d'un bloc de pierre d'environ 30 cm de long. Ce bloc était situé dans la direction est-ouest. D'un côté de cette horloge se trouvait un bloc en forme de « T », dont l'ombre, diminuant, « se glissait » le long du bloc du matin à midi, après quoi le cadran solaire était tourné de 180 degrés et l'ombre « se glissait » dans le direction opposée. L'heure était déterminée par les encoches pratiquées sur le bloc.

Esquisse d'un cadran solaire "égyptien".

Les toutes premières notes sur les cadrans solaires se trouvent dans des manuscrits égyptiens et remontent à 1306-1290 avant JC. Le cadran solaire égyptien découvert, selon les scientifiques, a été fabriqué bien avant les manuscrits trouvés qui les décrivent - en 1479-1425 avant JC.

L'un des premiers cadrans solaires.

D'autres modèles de cadrans solaires anciens ont également été découverts en Egypte, différents du modèle décrit, mais leur âge, selon le témoignage des scientifiques, est plus jeune, il n'est donc pas nécessaire de les considérer comme les cadrans solaires les plus anciens.

Reconstitution d'un ancien cadran solaire en Egypte, exposition du Musée du Caire.

Indépendamment de l'Égypte, des cadrans solaires sont apparus dans d'autres parties du monde, par exemple, Chine ancienne et dans Grèce antique, d'où leur idée a migré vers la Rome antique.

En Russie, les tours des cathédrales qui projetaient des ombres ont commencé à être utilisées comme cadrans solaires. Mais tout cela était déjà pratiqué au XIe siècle après JC.

Cependant, ces montres ne pouvaient pas indiquer l'heure exacte, car les encoches étaient réalisées en divisant uniformément l'échelle en un nombre fixe de parties.

Et seulement plusieurs siècles plus tard, l’humanité a mis au point un cadran solaire qui indiquait une heure plus précise. Elles ressemblaient davantage aux montres analogiques modernes, à la seule exception que leur échelle était conçue uniquement pour une période allant du matin au soir et semblait plus comprimée.

De tels cadrans solaires peuvent encore être trouvés aujourd'hui : il est devenu à la mode d'en décorer les places. Parfois, des cadrans solaires peuvent être trouvés dans le jardin et chalets d'été, où ils peuvent bien paraître à l'intersection des chemins.

Cadran solaire comme élément décoratif.

Le gnomon fait partie intégrante du cadran solaire. C'est lui qui projette une ombre sur le cadran, formant la « flèche ».

Il faut comprendre qu'un cadran solaire peut indiquer aussi bien l'heure astronomique que moyenne « terrestre » : tout dépend des marquages ​​lors de leur construction. Par conséquent, lors de la création d'une montre faite maison, vous devez décider à l'avance quelle heure nous voulons voir sur une telle montre.

En plus de l'heure, le cadran solaire peut également afficher la date et le mois. Pour ce faire, des marquages ​​supplémentaires leur sont appliqués.

Il est important de comprendre que de telles montres ne peuvent indiquer correctement la date et le mois que si elles sont « calibrées » strictement pour un lieu d'installation spécifique.

Mais il n'est pas nécessaire de poser de grands espoirs pour un cadran solaire fait maison : en raison d'un certain nombre d'inexactitudes liées à la conception de l'horloge, à l'irrégularité de la surface d'installation, à l'orientation de l'horloge dans l'espace, au diamètre angulaire du Soleil, à l'équation du temps et à d'autres facteurs, on ne peut pas s'attendre à des lectures particulièrement précises de ces horloges.

Examinons plusieurs modèles de base de cadrans solaires que vous pouvez construire de vos propres mains en bois, en plastique ou en carton.

Cadran solaire équatorial

Ce cadran solaire tire son nom du fait que le plan de son cadran est parallèle au plan de l'équateur céleste.

L'inclinaison de l'échelle de ces montres est nécessaire pour que même le Soleil, au zénith, projette une ombre.

Il est conseillé de réaliser une telle montre en forme de cercle plat, au centre duquel est collé un gnomon, et de telle sorte qu'une partie de celui-ci s'élève d'un côté du cadran, et l'autre dépasse de l'autre. l'autre. Si cela n'est pas fait, entre septembre et mars (dans les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère nord), vous ne pourrez pas utiliser une telle montre, car le Soleil descendra en dessous de l'équateur céleste, ce qui signifie partie supérieure les heures cesseront d’être éclairées par ses rayons.

L'horloge équatoriale est réglée de manière à ce que le gnomon par rapport à l'horizon soit élevé selon un angle correspondant à la latitude de la zone, et pointe vers le nord géographique. Dans ce cas, le plan du cadran sera parallèle au plan de l’équateur céleste.

Il est souvent recommandé de régler un cadran solaire à l'aide d'une boussole. Cependant, cela crée souvent une erreur supplémentaire, car le nord géographique ne coïncide pas toujours avec le nord magnétique, qui est indiqué par l'aiguille de la boussole magnétique, décrite en détail dans. De plus, une erreur supplémentaire dans ce cas peut survenir en raison de diverses déviations magnétiques.

Du point de fixation du gnomon au cadran en direction nord (pour les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère nord), une ligne droite est tracée le long du cadran. L'ombre du gnomon franchira cette ligne à midi vrai (astronomique).

Utiliser un rapporteur ou tout autre d'une manière accessible D'autres divisions sont également appliquées au cadran sous forme de rayons dont le centre est à l'endroit où est fixé le gnomon. L'angle entre les « rayons » adjacents doit correspondre à 15 degrés - c'est cette distance angulaire, on s'en souvient, que le Soleil, et par conséquent l'ombre, parcourent en une heure.

Le chiffre « 12 » est placé au-dessus du marquage central correspondant à midi. Les rayons situés à l'ouest sont numérotés ordre inverse, c'est-à-dire « 11 », « 10 », « 9 » et ainsi de suite, et les rayons situés à l'est sont numérotés par ordre croissant, c'est-à-dire « 13 », « 14 », « 15 » et ainsi de suite. Le résultat est un cadran.

Une échelle similaire est réalisée au bas de l’horloge.

Une telle horloge peut être rapidement réalisée à partir d'un rapporteur, mais dans ce cas, au lieu des chiffres correspondant aux heures, vous devrez utiliser des repères de coin. Ainsi, une marque de 90 degrés correspondra à 12 heures de l'après-midi, et pour chaque heure, l'ombre du gnomon se déplacera soit dans un sens, soit dans l'autre de 15 degrés, à partir desquels on pourra conclure combien de temps il a fallu a réussi ou devrait réussir pour que la «flèche» soit à 90 degrés, c'est-à-dire qu'elle indiquait clairement qu'il était midi. Ce n'est pas très pratique, mais il faudra un minimum de temps pour construire un tel cadran solaire.

À propos, dans la région de l’équateur, une telle montre se tiendra verticalement, comme une roue. Et aux pôles - horizontalement, comme une toupie lors de sa rotation.

La vidéo montre comment ces montres sont fabriquées à la main :

Malgré la simplicité de conception, de telles montres présentent un inconvénient : elles sont difficiles à utiliser les jours proches des équinoxes de printemps et d'automne, car le plan de déplacement du Soleil dans le ciel est dans ce cas parallèle au plan du cadran de le cadran solaire équatorial.

En me tournant vers de nombreuses sources Internet, je suis tombé sur des informations selon lesquelles les cadrans solaires équatoriaux ne peuvent pas fonctionner les jours spécifiés, et je n'ai jamais trouvé d'informations sur la façon de déterminer l'heure dans ces cas. Par conséquent, je partagerai mes réflexions. En fait, tout est simple : il faut faire un petit côté dépassant de la surface du côté du cadran opposé à la direction du Soleil. De ce côté l’ombre du gnomon sera visible même les jours d’équinoxe.

Les cadrans solaires équatoriaux sont pratiques pour leur polyvalence, car ils fonctionneront n'importe où sur Terre par une journée claire et ensoleillée. Cependant, il sera difficile de déterminer la date et le mois avec leur aide en raison de l'ombre trop longue et des dimensions limitées du cadran. Mais la fonction calendrier est facilement gérée par un cadran solaire horizontal, dont nous parlerons plus tard.

Cadran solaire horizontal

Dans un cadran solaire horizontal, le cadran est positionné horizontalement. Le gnomon dans ce cas, par analogie avec l'horloge équatoriale, est situé dans la direction nord (pour les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère nord) à un angle par rapport à l'horizon égal à la latitude de la zone.

Cadran solaire en cuivre antique sur un mur de forteresse à St Michael's Mount, Cornwall, Royaume-Uni.

Ces cadrans solaires sont également situés strictement selon les directions géographiques cardinales.

Le repère sur le cadran correspondant à 12 heures de l'après-midi est réalisé par analogie avec la version précédente du cadran solaire. Au moment de franchir l'ombre du gnomon de cette marque, l'heure est enregistrée sur une horloge ordinaire. Après cela, exactement une heure plus tard, la note suivante est prise. Et ainsi de suite jusqu'à ce que le Soleil disparaisse sous l'horizon. Toutes les marques sont reliées par des lignes droites à l'endroit où le gnomon est installé - une sorte de rayon est obtenu.

Les rayons correspondant aux heures du matin sont dessinés sur le cadran comme le reflet de ceux du soir. Ensuite, chaque rayon est numéroté par analogie avec la version précédente du cadran solaire.

Vous pouvez également faire des repères sur ce cadran pour déterminer la date. Pour ce faire :

1. Le jour du solstice d'été, pendant la journée, toutes les heures, des marques sont appliquées sur le cadran, correspondant à la fin de l'ombre du gnomon.
2. Les marques sont reliées par une courbe douce.
3. La date et le mois auxquels les notes ont été faites sont signés à côté de la courbe obtenue.
4. Des actions similaires se répètent exactement un mois plus tard et ainsi de suite jusqu’au jour du solstice d’hiver.
5. Du côté opposé des courbes sont tracés les dates et les mois correspondant à la période de décembre à juin. Ainsi, juillet correspondra à mai, août à avril, septembre à mars, octobre à février et novembre à janvier.

Afin de déterminer approximativement la date à partir d'une telle horloge, vous devez regarder sur quelle courbe se trouve l'extrémité de l'ombre du gnomon ou entre quelles courbes, puis utiliser la méthode d'interpolation pour déterminer la date et le mois approximatifs. Pour ce faire, bien sûr, vous devez savoir au moins à quelle période la mesure est effectuée, car, par exemple, le 21 novembre, l'ombre aura à peu près la même longueur que le 21 janvier.

Cadran solaire vertical

Un cadran solaire vertical, comme son nom l’indique, possède un cadran vertical. Un tel cadran est souvent fixé sur un pilier ou un mur d'un bâtiment. Cependant, il convient de noter que pour plus de commodité, un tel cadran doit être positionné strictement au sud (pour les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère nord) ou strictement au nord (pour les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère sud).

Région de Moscou, façade du temple des Séraphins de Sarov, cadran solaire vertical en calcaire d'Inkerman. La taille de l'assiette est de 100x50 cm.

Le gnomon dans ce cas, comme dans le précédent, doit être incliné d'un angle par rapport à l'horizon égal à la latitude de la zone où est installé le cadran solaire.

Les marquages ​​du cadran et du calendrier de cette montre sont réalisés de la même manière qu'un cadran solaire horizontal.

Le principal inconvénient des cadrans solaires verticaux est l'impossibilité de les utiliser dans les zones tropicales et équatoriales, lorsque la position du Soleil à midi se déplace du nord au sud ou vice versa. Dans ce cas, vous pouvez procéder par analogie avec le cadran solaire équatorial, en rendant son cadran double face. Cependant, vous ne pourrez pas utiliser de calendrier avec cette montre car l’ombre du gnomon est trop longue.

En fait, à l'équateur, un cadran solaire vertical est un cas particulier de cadran solaire équatorial, puisqu'ici le plan de son cadran est parallèle à l'équateur céleste, et le gnomon est situé perpendiculairement à ce plan.

Conversion de l'heure astronomique en heure locale

Pour connaître l'heure « terrestre », connaissant l'heure astronomique déterminée par un cadran solaire, il faut prendre en compte deux points principaux : la longitude de la zone où le temps est mesuré, et l'équation du temps. Nous avons expliqué ici pourquoi cela est important et comment cela affecte la différence entre les lectures de l'heure sur les cadrans ordinaires et solaires.

Afin de corriger le premier moment associé à la longitude, vous devez vous rappeler que la Terre tourne autour de son axe à une vitesse angulaire d'environ 15 degrés par heure. Ainsi, il est possible de déterminer la différence entre l'heure astronomique dans cette zone et l'heure astronomique dans le méridien d'origine, c'est-à-dire Greenwich.

Pour prendre en compte la correction associée à l'équation du temps, vous devez disposer d'un tableau ou d'un graphique de l'équation du temps. Il est pratique de l’appliquer directement sur le cadran solaire dans un endroit où il n’interférera pas avec les autres mesures.

Ce graphique montre combien de temps avant ou après 12 heures « terrestres » un jour donné le Soleil sera à son zénith, c'est-à-dire qu'il montre la différence entre l'heure astronomique et « terrestre » un jour donné à la longitude « moyenne » par lequel le fuseau horaire est déterminé.

En corrigeant la longitude et l’équation du temps, vous pouvez obtenir l’heure « terrestre » de Greenwich. Et connaissant l’heure de Greenwich et votre fuseau horaire, il est facile de calculer l’heure « terrestre » locale.

Bien sûr, vous pouvez procéder dans l'autre sens, sans chercher à calculer l'heure de Greenwich, mais vous devrez alors vous fier aux fuseaux horaires, qui ne correspondent pas toujours clairement aux lectures astronomiques en raison de la composante politique, et donc l'explication sera plus déroutant.

À cet égard, regardons l’algorithme mentionné précédemment à l’aide d’un exemple.

Les mesures sont effectuées sur une zone ayant une longitude de 32 degrés 30 minutes de longitude est. La date sur le calendrier est le 20 février. L'indication sur le cadran solaire est 16 heures. Il faut déterminer le temps « terrestre » moyen.

La solution ressemble à ceci :

1. L'écart avec l'heure de Greenwich est calculé : 32°30′ / 15 = 2 heures 9 minutes. Puisque la longitude est orientale, cela signifie que l’horloge du méridien d’origine, par rapport à l’horloge de la zone donnée, sera en retard de 2 heures 9 minutes.
2. Une correction est apportée à l'équation du temps. D'après le tableau de l'équation du temps du 20 février, l'indicateur est trouvé - il correspond à +13,9. C'est-à-dire que l'heure astronomique de ce jour est en retard de 13,9 minutes sur « terrestre », ce qui correspond à 13 minutes 54 secondes. Cela signifie que le temps « terrestre » (mais non moyenné sur le fuseau horaire) correspondra actuellement à 16 heures + 13 minutes 54 secondes = 16 heures 13 minutes 54 secondes. Arrondissez à la minute la plus proche - cela s'avère être 16 heures 14 minutes.
3. Connaissant l'heure « terrestre » (et non moyenne) dans une zone donnée et la différence d'heures avec le méridien d'origine, l'heure de Greenwich est déterminée : 16 heures 14 minutes – 2 heures 9 minutes = 14 heures 5 minutes.
4. Connaissant le fuseau horaire de la zone (+2) dans laquelle les mesures sont effectuées, le temps « terrestre » moyen dans cette zone est déterminé : 14 heures 5 minutes + 2 heures = 16 heures 5 minutes.

S'il n'est pas prévu de déplacer le cadran solaire vers une zone de longitude différente, la correction de longitude peut être inscrite sur l'horloge elle-même afin de ne pas la recalculer à chaque fois.

Il est également important, lors de la conversion de l’heure astronomique en heure « terrestre », de ne pas oublier que dans certaines régions, les horloges sont réglées sur l’heure d’été. Si cela n'est pas fait, l'erreur peut durer 1 heure.

Est-il possible d'acheter un cadran solaire ?

Aujourd'hui, vous pouvez en voir beaucoup en vente divers modèles cadran solaire. Malheureusement, beaucoup d’entre eux remplissent une fonction purement décorative et ne conviennent pas à une mesure précise du temps. Personnellement, j'ai eu la chance de voir un tel modèle une seule fois, à l'aide duquel on peut réellement déterminer l'heure.

Lors de l’achat d’un cadran solaire « fonctionnel », la première chose à laquelle vous devez faire attention est de quel type il s’agit. Le type de cadran solaire équatorial, comme mentionné précédemment, est universel, ce qui signifie qu'il est probable qu'ils puissent être installés normalement dans n'importe quelle zone et assurer un fonctionnement correct.

Ces montres doivent être équipées d'un mécanisme permettant de régler l'inclinaison du cadran et, si possible, d'une échelle rotative, vous permettant de l'utiliser dans n'importe quel endroit.

Il existe également des entreprises qui fabriquent des cadrans solaires sur mesure, mais leurs services, à ma connaissance, sont très coûteux.

Sur cette base, il me semble qu'il est plus facile de fabriquer soi-même un cadran solaire en carton ou en contreplaqué. Dans ce cas, une personne acquerra non seulement un outil réellement fonctionnel, mais comprendra également mieux les principes sur lesquels fonctionnent ces montres. Et ces principes sont la base de toutes les méthodes d'orientation par le Soleil, les étoiles et la Lune, si nécessaires aux voyageurs considérant les risques. situations d'urgence et étudier les moyens de s'en sortir.

Pour résumer tout ce qui précède, plusieurs points peuvent être notés.

Pour une personne qui se trouve dans faune, cadran solaire et gnomon notamment vous permettront de naviguer dans la région. À cet égard, un cadran solaire portable est un outil plus universel, car il permet de trouver l'emplacement approximatif des directions cardinales à tout moment de la journée, si l'heure et les coordonnées de la zone sont connues, et que le Soleil n'est pas caché par les nuages. Avec un cadran solaire fixe, tout est encore plus simple : ils permettent de naviguer par temps nuageux et même de nuit, puisqu'ils sont en règle générale orientés strictement vers les points cardinaux.

Les fonctions du cadran solaire telles que l'heure et la date ne sont pas si nécessaires dans les situations de tourisme et de survie d'urgence. Au moins, je n'ai jamais entendu parler de quelqu'un gravement blessé sans connaître le jour civil ou l'heure locale. Si toutefois vous avez encore besoin de naviguer dans le temps par le Soleil, comme pour moi, il est plus facile de le faire si vous connaissez les directions cardinales et la direction vers le Soleil pour le moment. Oui, le résultat ne sera pas très précis, et sous les basses latitudes, cette méthode ne sera pas d'une grande utilité, cependant, vous n'aurez pas non plus à transporter un cadran solaire encombrant avec vous ni à perdre du temps à en construire un au sol à partir de matériaux de rebut.

Si néanmoins il y a un besoin urgent d'un cadran solaire, alors vous devez l'orienter non pas par une boussole, mais par l'étoile polaire ou par les directions cardinales déterminées à l'aide d'un gnomon.