СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ

Под измерением времени обычно понимают задачу счета одинаковых по длительности интервалов времени. Чем точнее часы отсчитывают одинаковые интервалы, тем они лучше справляются со своей задачей. Раньше вполне хватало точности огневых, водяных и песочных часов. К XIV веку появились первые механические часы, которые с изобретением маятника достигли к XVIII веку принципиально более высокой точности. Это окончательно закрепило переход к колебательной хронометрии, к классическим часам типа тик-так. В современных кварцевых часах маятником служит резонансная частота пьезоэлектрического кристала. В атомных часах маятником служат атомы цезия, а немыслимая раньше точность таких часов позволяет использовать их синхронизированные сигналы для геопозиционирования с точностью до метра, но...
чтобы стать часами всем этим замечательным устройствам надо задать какое-то начальное значение.

И только солнечным часам этого не требуется, поскольку именно они и задают начальное значение всем остальным часам! Первые механические часы корректировались по Солнцу в полдень, как это изображено на старинной гравюре. Сейчас сигналы точного времени передаются по радио и в Интернете, но в обсерватории Гринвича по-прежнему отслеживается прохождение Солнца через нулевой мередиан и наш календарь синхронизуется с реальным вращением Земли в пределах секундной погрешности.
Солнечные часы следует воспринимать, как древнейший в мире астрономический инструмент, который нисколько не утратил своего значения. Среди огромного количества хронометров солнечные часы обладают уникальным свойством: они показывают неравномерное местное солнечное время, которое еще называют истинным.

Общим принципом работы всех солнечных часов является измерение высоты Солнца и его азимута (направления относительно юга) по длине и положению тени от указателя, который по-гречески называется гномон. А показание времени - это всего лишь одно из практических применений гномона. Наука о расчете солнечных часов и их конструировании называется гномоникой.

Точность атомных часов давно превышает точность григорианского календаря. Поэтому понятие GMT (среднее время по Гринвичу), которое привязано к реальному Солнцу, заменяется на UTC (универсальное координированное время), которое привязано к точным часам и регулярно корректируется. Пока разница между ними поддерживается меньше секунды, но дьявол кроется в деталях... Кстати, все наши электронные устройства уже давно живут по своему виртуальному календарю, в котором считаются секунды, начиная с великой Unix-эпохи: 1970, 1 января, 00:00:00 (GMT).

В современной гномонике, принято классифицровать солнечные часы по расположению гномона и циферблата.

Вертикальный гномон идеально подходит для астрономических измерений азимута Солнца (углового отклонения от юга) и высоты Солнца над горизонтом. Реже часы с таким расположением гномона используются для измерения часов в сутках. Само вертикальное направление легко удерживать с помощью отвеса, что использовалось в древних навигационных приборах и позже в конструкции секстанта. Особняком стоят аналемматические солнечные часы, в которых сам наблюдатель располагается в определенном месте и, являясь "вертикальным гномоном", отбрасывает тень в сторону часовой отметки. Такие часы становятся все более популярными, поскольку достаточно просты в расчете и изготовлении, безопасны и позновательны для детей.

Горизонтальный гномон, обращенный на юг и закрепленный на вертикальной стене-циферблате, позволяет измерять все то же, что и вертикальный, но при этом располагает тень удобнее для коллективного созерцания. В некоторых моделях солнечных часов горизонтальный гномон делается поворотным.

Если же основное назначение гномона - это определение времени, то его располагают параллельно оси вращения Земли. Такое положение называется полярным, поскольку гномон направляется на полюс небесной сферы, который в северном полушарии расположен около Полярной звезды. Вокруг полярного гномона Солнце будет вращаться со скоростью 15° в час.

Циферблат может располагаться произвольным образом: вертикально, горизонтально, наклонно и может иметь любую геометрию: быть плоским, выпуклым, вогнутым или оборачиваться вокруг гномона. Некоторые классические типы солнечных часов, расчет которых предельно прост приведены ниже. Выберите тип часов, чтобы понять принцип их работы, способ расчета часовых линий и особенности применения. Подробнее о солнечных часах разного типа написано в разделе ТЕОРИЯ.

ТИПЫ СОЛНЕЧНЫХ ЧАСОВ