นาฬิกาแดดเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดเวลาโดยดวงอาทิตย์ เป็นหนึ่งในอุปกรณ์โครโนเมตริกที่ง่ายที่สุด ซึ่งได้รับการออกแบบตามการเคลื่อนที่ในแต่ละวันของดวงอาทิตย์ และในบางกรณีซึ่งพบไม่บ่อยนักก็คือการเคลื่อนไหวประจำปี เป็นเครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดซึ่งไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญตลอดหลายศตวรรษจนถึงปัจจุบัน นาฬิกาแดดเป็นอุปกรณ์ที่นำความรู้ที่มีอยู่ทั้งหมดของมนุษย์โบราณเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของเทห์ฟากฟ้ามาลงทุน
นาฬิกาแดดที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักถูกสร้างขึ้นประมาณ 1,500 ปีก่อนคริสตกาล จ. เป็นนาฬิกาหินในรูปแบบของบล็อกซึ่งมีความยาวประมาณ 30 ซม. มีอานม้ารูปตัว T ติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของบล็อก รอยบากถูกนำไปใช้กับบล็อก ซึ่งแสดงถึงช่วงเวลาที่ไม่เท่ากัน เวลาถูกกำหนดโดยรอยบากเหล่านี้ ติดตั้งในแนวนอนตามแนวลูกดิ่ง ทุกเช้าปลายรูปตัว T จะถูกตั้งค่าไปทางทิศตะวันออก ในช่วงบ่ายหันไปทางทิศตะวันตก เงาที่ได้รับจากขอบด้านบนตามเวลา นาฬิกาแดดโบราณหลายเรือนเป็น "นาฬิกาที่ไม่เท่ากัน" ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยการแบ่งเวลาตั้งแต่พระอาทิตย์ขึ้นถึงพระอาทิตย์ตกออกเป็นองค์ประกอบตามจำนวนที่กำหนด ความยาวของเวลากลางวันเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปี ส่งผลให้เวลากลางวันสั้นลงในฤดูหนาวและนานขึ้นในฤดูร้อน นาฬิกาแดดถูกสร้างขึ้นโดยมีเส้นชั่วโมงสัมพันธ์กับวันใดวันหนึ่งของปี ซึ่งแยกจากกันประมาณหนึ่งเดือน เทียบกับวันศารทวิษุวัตและวันอายัน
คำอธิบายที่เป็นลายลักษณ์อักษรของนาฬิกาแดดมีอายุย้อนกลับไปถึง 73 ปีก่อนคริสตกาล จ. ในพระคัมภีร์บทที่ยี่สิบของหนังสือเรื่องกษัตริย์ กล่าวถึงนาฬิกาแดดของอาหัส ซึ่งเป็นนาฬิกาโอเบลิสก์

จุดเริ่มต้นของยุคคริสเตียนถือเป็นการค้นพบหลักการของโนมอนโน้มเอียงซึ่งนำไปสู่การสร้าง "นาฬิกาที่เท่าเทียมกัน" ซึ่งทำให้สามารถกำหนดเวลาที่แม่นยำยิ่งขึ้น เมื่อติดตั้งแกนโนมอนบนเสาท้องฟ้า แกนนั้นแสดงถึงแกนขนานกับเส้นศูนย์สูตรของวงกลม ซึ่งเป็นวงกลมแห่งการปฏิวัติของดวงอาทิตย์ วงกลมนี้แบ่งออกเป็น 4 ส่วนเท่าๆ กัน ซึ่งทำให้สามารถสร้างชั่วโมงที่มีระยะเวลาเท่ากันได้ นาฬิกาแดดที่มีลำดับที่แม่นยำและสม่ำเสมอมาเพื่อแสดงถึงกิจกรรมทางเรขาคณิตและตรีโกณมิติโดยเฉพาะ การพัฒนาคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์มีส่วนทำให้นาฬิกาแดดดีขึ้น เป็นเวลานานมากที่การสร้างนาฬิกาดังกล่าวดำเนินการโดยช่างฝีมือที่เชี่ยวชาญเรื่องจิโนโมนิก ในศตวรรษที่ XIV-XVIII นาฬิกาแดดพกพาที่มีความเที่ยงตรงสูงถูกผลิตขึ้นอย่างกว้างขวาง ซึ่งถือเป็นไข่มุกแห่งการผลิตนาฬิกาของโลก เกือบถึงศตวรรษที่ 18 มีการใช้โซลาร์แชทเพื่อเก็บเวลา จากนั้น นาฬิกาแดดก็ได้รับการพัฒนาควบคู่ไปกับการพัฒนานาฬิการะบบกลไก ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อจับเวลาโดยเฉลี่ย ด้วยการนำเอาเวลามาตรฐานมาใช้ นาฬิกาแดดก็เน้นไปที่เวลามาตรฐานเช่นกัน ในศตวรรษที่ XIX-XX นาฬิกาแดดที่แม่นยำได้รับการพัฒนาเพื่อวัดเวลามาตรฐาน ซึ่งหมายถึงเวลาสุริยะบนเส้นลมปราณคงที่ นาฬิกาดังกล่าวเรียกว่าเฮลิโอโครโนมิเตอร์

ในการติดตั้งนาฬิกาแดดนั้นมีสถานที่พิเศษซึ่งกำหนดละติจูดตำแหน่งที่สัมพันธ์กับขอบฟ้าและเส้นเมอริเดียนที่จะกำหนดเส้นชั่วโมง
ส่วนหลักของนาฬิกาแดดคือหน้าปัดซึ่งเป็นพื้นผิวที่มีเส้นบอกชั่วโมง และโนมอนซึ่งออกแบบมาเพื่อสร้างเงา ต้องติดขอบโนมอนบอกเวลาไว้ที่เสาฟ้า เรียกว่า “พอยน์เตอร์”

ความสูงของตัวชี้สอดคล้องกับมุมเอียงของตัวชี้กับหน้าปัด ศูนย์กลางของหน้าปัดคือจุดที่แตกต่างกันในแนวรัศมีของเส้นชั่วโมง และเป็นจุดตัดกันของตัวชี้กับระนาบของหน้าปัด

มีจุดพิเศษบนตัวชี้ เรียกว่าโหนด โดยเงาจากโหนดมีไว้เพื่อวัดระดับความสูง ความลาดเอียง แนวราบ และเวลา

เวลาถูกกำหนดโดยดวงอาทิตย์ในสามวิธี:

1) การวัดเวลาจะขึ้นอยู่กับมุมชั่วโมงจากเส้นลมปราณ ซึ่งใช้ในนาฬิกาแดดในสวนทั่วไป

2) ประกอบด้วยการวัดความสูงเหนือขอบฟ้า

3) การวัดระดับความสูงตามราบ เช่น มุมที่ตั้งระหว่างทิศทางไปยังจุดทางใต้และวงกลมแนวตั้งที่เคลื่อนที่ผ่านดวงอาทิตย์ วัดในระนาบขอบฟ้า และเพื่อวัดในแนวราบซึ่งเป็นตัวชี้แนวตั้งที่โนมอน เป็นสิ่งจำเป็น

นาฬิกาแดดที่อยู่กับที่หลายเรือนบอกเวลาตามวิธีการวัดมุมชั่วโมง วิธีที่เหลือใช้สำหรับนาฬิกาแดดแบบพกพา

การบอกเวลามี 3 วิธี ได้แก่ เงา จุดแสง เข็มแม่เหล็ก ส่วนหลักของนาฬิกาแดดมีลักษณะเป็นเงา ในบางกรณี ซึ่งพบไม่บ่อยนัก จะมีการใช้ไฟแสดงบนนาฬิกาที่อยู่นิ่งๆ เท่านั้น มี 3 วิธีที่ใช้เฉพาะกับนาฬิกาแดดแบบพกพา เข็มแม่เหล็กใช้กับนาฬิกาแดดสองประเภท รุ่นแรกประกอบด้วยนาฬิกาที่มีตำแหน่งบอกชั่วโมงบนตัวเรือนเข็มทิศรูปทรงสี่เหลี่ยม ในขณะที่ตัวเรือนหมุนได้พร้อมกับเงาที่หายไปบนหน้าปัดด้านข้าง จากนั้นเวลาจะถูกกำหนดตามทิศทางของเข็มนาฬิกา นาฬิกาแดดแม่เหล็กประเภทที่สองคือนาฬิกาที่มีเครื่องหมายบอกชั่วโมงอยู่บนสายพานทรงรีซึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์กับวันของปี วิธีการนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับนาฬิกาอะซิมุทัลจำนวนมาก โดยที่ตัวเรือนจะถูกหมุนจนกว่าเงาที่หน้าปัดด้านข้างจะหายไป จากนั้นทำตามคำแนะนำของลูกศรเพื่อกำหนดเวลา มีการบันทึกการวัดเวลาที่แม่นยำพอสมควรโดยใช้นาฬิกาแดดประเภทนี้ ข้อเสียของพวกเขาคือการเบี่ยงเบนของเข็มแม่เหล็กจากทิศทางที่แท้จริงไปทางทิศเหนือ

นาฬิกาแดดแนวนอนกลายเป็นเรื่องธรรมดาที่สุด มักติดตั้งในสวนและสวนสาธารณะในเมือง

แป้นหมุนแนวตั้งใช้กับนาฬิกาที่ติดตั้งบนผนังซึ่งมุ่งเน้นไปที่จุดสำคัญ หากผนังไม่หันไปทางทิศหลัก จะใช้แป้นหมุน
แบบเอียงและแบบโก่งได้รับการออกแบบมาสำหรับนาฬิกาแบบหลายด้าน รวมถึงหน้าปัด 3 หน้าปัดขึ้นไป นาฬิกาดังกล่าวมีลักษณะเป็นรูปทรงลูกบาศก์ ในเวลาเดียวกัน แป้นหมุนจะเอียงไปทางผู้สังเกตหรือเบี่ยงเบนไปจากผู้สังเกต นาฬิกาแดดประเภทนี้จะวางอยู่บนสันกำแพงซึ่งมุ่งเน้นไปที่จุดสำคัญหรือบนหลังคา แป้นหมุนแบบหมุน-เอียงและหมุนเอียงได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งบนอาคารที่ไม่ได้มุ่งเน้นไปที่จุดสำคัญ

นาฬิกาแดดบริเวณเส้นศูนย์สูตรและเชิงขั้วจะมีระนาบหน้าปัดที่ขนานกับระนาบเส้นศูนย์สูตรและแกนเชิงขั้วตามลำดับ

นาฬิกาเส้นศูนย์สูตรแบบอะนาล็อกมีเข็มชี้ตั้งฉากกับระนาบมาตราส่วนชั่วโมง ซึ่งไม่ได้อยู่ในระนาบขนานกับเส้นศูนย์สูตร แต่อยู่ในระนาบแนวนอน แม้จะอยู่บนพื้นโดยตรงก็ตาม ในการวัดเวลาโดยใช้นาฬิกาอะนาล็อก จำเป็นต้องวางมาตราส่วนชั่วโมงบนเส้นโค้งรูปวงรี และในขณะเดียวกันก็ขยับเข็มในระนาบเส้นเมอริเดียนโดยสัมพันธ์กับช่วงเวลาของปี นาฬิกาแดดประเภทนี้ได้รับการอธิบายไว้ในผลงานทางดาราศาสตร์ของศตวรรษที่ 16 แต่การใช้บอกเวลาได้รับการพัฒนาอย่างละเอียดในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 นักดาราศาสตร์ โจเซฟ จาโรม ลาลองด์ ผู้อำนวยการหอดูดาวปารีส
นาฬิกาแดดแบบ Armillary มีหน้าปัดเส้นศูนย์สูตรและติดตั้งวงแหวนหลายวงเพื่อระบุวงกลมขนาดใหญ่ของทรงกลมโลกและทรงกลมบนท้องฟ้า ซึ่งจำนวนดังกล่าวสามารถอยู่ในหลักสิบได้ ในนาฬิกาเรือนนี้ การแบ่งชั่วโมงจะอยู่ที่ส่วนด้านในของวงกลมเส้นศูนย์สูตร นาฬิกามีแกนแสดงแกนขั้วโลก

นาฬิกาแดดแบบหักเหแสงติดตั้งชามที่มีมาตราส่วนชั่วโมงและเข็มเงา การดำเนินการนี้ขึ้นอยู่กับหลักการหักเหของลำแสงที่ส่องผ่านเฉียงไปยังระนาบของการแยกสื่อสองชนิดที่แตกต่างกัน

ชามเต็มไปด้วยน้ำตามความสูงที่กำหนดไว้ การหักเหจะเกิดขึ้นที่การแยกอากาศและน้ำ ลำแสงหักเหที่เกิดขึ้นจะถูกกำหนดทิศทางตามมาตราส่วนเวลาที่ติดตั้งในน้ำเพื่อกำหนดเวลา

นาฬิกาหักเหถูกสร้างขึ้นมาในรูปของแก้วน้ำหรือภาชนะ

นาฬิกาแดดแบบกระจกถูกสร้างขึ้นจากการสะท้อนของรังสีดวงอาทิตย์โดยใช้กระจกบนหน้าปัดที่ติดตั้งไว้บนผนังบ้าน เบเนดิกตัสกล่าวถึงนาฬิกาดังกล่าวเป็นครั้งแรกในงานทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์ในปี 1754 ในเมืองตูริน ปราสาทใน Olsztyn ยังคงรักษาหน้าปัดสำหรับนาฬิกาแดดแบบกระจก ซึ่งผลงานการสร้างสรรค์ของ Nicolaus Copernicus นาฬิกาแดดประเภทนี้เริ่มแพร่หลายในช่วงต้นศตวรรษที่ 17

มีนาฬิกาแดดตามมือมนุษย์ โดยที่นิ้วหัวแม่มือทำหน้าที่เป็นตัวชี้เงา การวัดเวลาที่ง่ายที่สุดเรียกว่านาฬิกาในชนบทคือการเคลื่อนไหวของมือซ้ายโดยฝ่ามือขึ้นโดยให้นิ้วหัวแม่มือชี้ขึ้นด้านบนโดยทำหน้าที่เป็นลูกศรเงา เวลาถูกกำหนดโดยระยะเวลาของเงาของนิ้วหัวแม่มือสัมพันธ์กับความยาวของเงาของนิ้วที่เหลือ ในพื้นที่ชนบท วิธีการวัดเวลานี้ใช้จนถึงศตวรรษที่ 20 นอกจากนี้สำหรับวิธีนี้ ยังใช้กิ่งก้านสั้นที่มีขนาดไม่เกินนิ้วก้อยเป็นตัวชี้เงา ซึ่งติดตั้งในแนวตั้งฉากระหว่างนิ้วก้อยและนิ้วนาง

นี่อาจเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดที่มาหาเราไม่เปลี่ยนแปลงและแสดงถึงการใช้งานครั้งแรกโดยมนุษย์เกี่ยวกับความรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของเทห์ฟากฟ้า

แม้ว่านาฬิกาแดดจะรู้จักหลากหลายแบบ แต่ก็สามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทหลักๆ หลายประเภท นาฬิกาที่พบมากที่สุด แนวนอนพิมพ์; สามารถพบเห็นได้ในสวนสาธารณะและสวนหลายแห่ง ชั่วโมงจาก แนวตั้งหน้าปัดนาฬิกามักพบบนผนังที่เน้นไปที่จุดสำคัญ หันหน้าปัดทำมาจากนาฬิกาแนวตั้งที่วางอยู่บนผนังซึ่งไม่ได้เน้นไปที่จุดสำคัญ ก ถูกปฏิเสธและ โค้งคำนับแป้นหมุนจะเอียงออกจากและเข้าหาผู้สังเกตตามลำดับ มักพบในนาฬิกาหลายด้านซึ่งมีหน้าปัดตั้งแต่สามหน้าปัดขึ้นไปและมักมีรูปร่างคล้ายลูกบาศก์ วางไว้บนหลังคาและสันกำแพงโดยเน้นไปที่จุดสำคัญ หมุน-เบี่ยงเบนและ หันงอแป้นหมุนจะวางอยู่บนอาคารที่ไม่หันไปทางทิศหลัก คุณ เส้นศูนย์สูตรและ ขั้วโลกชั่วโมง ระนาบของหน้าปัดจะขนานกับระนาบของเส้นศูนย์สูตรและแกนขั้วโลกตามลำดับ อาร์มิลารี่นาฬิกามีหน้าปัดเส้นศูนย์สูตร มักใช้เพื่อการตกแต่ง ประกอบด้วยวงแหวนสองถึงสิบวงซึ่งเป็นตัวแทนของวงกลมใหญ่ของทรงกลมโลกและท้องฟ้า การแบ่งชั่วโมงจะถูกทำเครื่องหมายไว้ในวงกลมเส้นศูนย์สูตร และส่วนที่ทำให้เกิดเงา พวกโนมอนทำหน้าที่เป็นแท่งแทนแกนขั้วโลก

นาฬิกาแดดที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักในปัจจุบันถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 1,500 ปีก่อนคริสตกาล ทำจากหินเป็นรูปบล็อกยาวประมาณ 30 ซม. โดยมีปลายด้านหนึ่งเป็นรูปตัว T แนวตั้ง นับเวลาด้วยเครื่องหมายที่ทำเครื่องหมายไว้บนบล็อกในช่วงเวลาที่ไม่แน่นอน นาฬิกาถูกตั้งในแนวนอนและดิ่งลง ปลายรูปตัว T หันไปทางทิศตะวันออกในตอนเช้า และหันไปทางทิศตะวันตกในช่วงบ่าย เงาจากขอบด้านบนของตัว "T" บ่งบอกถึงเวลา เครื่องมือสุริยะโบราณเหล่านี้และอื่นๆ แสดงว่ามี "ชั่วโมงไม่เท่ากัน" ซึ่งเป็นผลมาจากการแบ่งเวลาตั้งแต่พระอาทิตย์ขึ้นถึงพระอาทิตย์ตกออกเป็นจำนวนคงที่ เนื่องจากความยาวของเวลากลางวันเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปี ความยาวของชั่วโมงจึงเปลี่ยนไปเช่นกัน ในฤดูร้อนก็จะนานขึ้น และในฤดูหนาวก็จะสั้นลง

การทำนาฬิกาแบบนี้ไม่ใช่เรื่องยาก หลายรายการมีเส้นชั่วโมงสำหรับวันใดวันหนึ่งของปี โดยคั่นด้วยประมาณหนึ่งเดือน เช่นเดียวกับวันที่กลางวันเท่ากับกลางคืนและวันอายัน เครื่องหมายชั่วโมงสำหรับแต่ละวันได้มาจากการเชื่อมโยงจุดที่เงาที่โนมอนทอดไว้ในวันที่กลางวันเท่ากับกลางคืนและอายันในเวลาที่กำหนด

ในช่วงต้นยุคคริสเตียน มีการค้นพบหลักการของโนมอนโน้มเอียง ซึ่งทำให้สามารถแนะนำ "นาฬิกาที่เท่าเทียมกัน" ซึ่งช่วยให้จัดเก็บเวลาได้แม่นยำยิ่งขึ้น พบว่าถ้าแกนของโนมอนพุ่งตรงไปยังขั้วท้องฟ้า มันก็จะกลายเป็นแกนของวงกลมขนานกับเส้นศูนย์สูตรที่ดวงอาทิตย์หมุนไป เมื่อแบ่งออกเป็น 24 ส่วนเท่าๆ กัน เราจะได้ชั่วโมงที่มีระยะเวลาเท่ากัน หลังจากนี้ การสร้างนาฬิกาแดดให้ถูกต้องและสม่ำเสมอกลายเป็นงานเรขาคณิตและตรีโกณมิติง่ายๆ

วิวัฒนาการของนาฬิกาแดดควบคู่ไปกับการพัฒนาทางคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เป็นเวลาหลายศตวรรษแล้ว มีเพียงช่างฝีมือที่คุ้นเคยกับจิโนโมนิกส์เท่านั้นที่เชี่ยวชาญศิลปะการสร้างนาฬิกาแดด ตั้งแต่ศตวรรษที่ 14 ถึงศตวรรษที่ 18 ช่างฝีมือหลายคนแสดงความเฉลียวฉลาดและทักษะในการสร้างนาฬิกาแดดพกพาที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นอัญมณีมงกุฎของการผลิตนาฬิกา

รูปลักษณ์ของนาฬิกาจักรกลไม่ได้หายไปจนกระทั่งศตวรรษที่ 18 การใช้นาฬิกาแดดเพื่อรักษาเวลา ผู้ผลิตนาฬิกาแดดตามทันนักออกแบบนาฬิกากลไก โดยประดิษฐ์เครื่องมือแสงอาทิตย์เพื่อระบุ “เวลาเฉลี่ย” เมื่อมีการใช้ "โซนเวลา" นาฬิกาแดดก็ได้รับการปรับให้เหมาะกับสิ่งนี้เช่นกัน (เวลามาตรฐานของพื้นที่คือเวลาเฉลี่ยสุริยะที่เส้นแวงหนึ่ง) ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 มีการสร้างนาฬิกาแดดที่แม่นยำมากจำนวนมากเพื่อกำหนดเวลามาตรฐาน เรียกว่า เฮลิโอโครโนมิเตอร์.

การก่อสร้างนาฬิกา

เพื่อให้นาฬิกาแดดมีประโยชน์จะต้องสร้างไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสม ต้องทราบละติจูดของสถานที่ ตลอดจนตำแหน่งที่สัมพันธ์กับขอบฟ้าและเส้นแวงของสถานที่หรือพื้นผิวที่จะวาดเส้นชั่วโมง

ส่วนที่สำคัญที่สุดของนาฬิกาแดดคือ หน้าปัดนาฬิกา, เช่น. พื้นผิวที่ใช้เส้นชั่วโมง และ พวกโนมอนเพื่อสร้างเงา ตัวชี้, เช่น. ขอบของโนมอนซึ่งมีเงาบ่งบอกถึงเวลาจะพุ่งตรงไปยังเสาท้องฟ้าเสมอ ความสูงของตัวชี้ คือมุมที่ตัวชี้เอียงไปที่หน้าปัด และจุดศูนย์กลางของหน้าปัด (จุดที่เส้นบอกชั่วโมงแผ่ออกไป) คือจุดที่ตัวชี้ตัดกับระนาบของหน้าปัด โหนดเป็นจุดพิเศษบนตัวบ่งชี้ ซึ่งเป็นเงาที่ใช้ในการวัดระดับความสูง ความลาดเอียง และแนวราบ รวมถึงเวลา

วิธีการกำหนดเวลาโดยดวงอาทิตย์

การกำหนดเวลาจากดวงอาทิตย์มีสามวิธี: โดยการวัดมุมชั่วโมงจากเส้นลมปราณ เช่นเดียวกับนาฬิกาแดดในสวนทั่วไป โดยการวัดความสูงเหนือขอบฟ้าและมุมราบ (มุมที่วัดในระนาบขอบฟ้าระหว่างทิศทางไปยังจุดใต้และวงกลมแนวตั้งที่ผ่านดวงอาทิตย์) ซึ่งต้องใช้ตัวชี้แนวตั้งที่โนมอน นาฬิกาแดดที่อยู่กับที่ส่วนใหญ่จะวัดมุมชั่วโมง อีกสองวิธีมักใช้ในนาฬิกาพกพา

นอกจากนี้ ยังมีสามวิธีในการระบุเวลา: เงา จุดแสง และเข็มแม่เหล็ก นาฬิกาส่วนใหญ่ใช้เงา แสงไม่ค่อยถูกใช้ในนาฬิกาที่อยู่กับที่ และในอุปกรณ์พกพาจะใช้ทั้งสามวิธี นาฬิกาแม่เหล็กมีสองประเภท ในตอนแรก เครื่องหมายบอกชั่วโมงจะถูกวางไว้บนตัวเข็มทิศ ซึ่งโดยปกติจะมีรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส เมื่อพลิกเคสเพื่อให้เงาบนใบหน้าด้านข้างหายไป ให้อ่านเวลาตามทิศทางของลูกศร ในอุปกรณ์ประเภทที่สอง เครื่องหมายชั่วโมงจะถูกนำไปใช้กับสายพานทรงรี ซึ่งจะเคลื่อนที่ตามวันของปี เช่นเดียวกับในนาฬิกาแอซิมัททัลหลายรุ่น ในกรณีนี้ ตัวเครื่องจะหมุนไปจนกว่าเงาบนใบหน้าด้านข้างจะหายไป และเวลาจะถูกอ่านตามทิศทางของลูกศร นาฬิกาประเภทนี้มีความแม่นยำมากกว่า ข้อผิดพลาดถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเข็มแม่เหล็กเบี่ยงเบนจากทิศทางที่แท้จริงไปทางทิศเหนือเท่านั้น

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนได้จัดระเบียบชีวิตของตนตามการเคลื่อนที่ที่ปรากฏของดวงอาทิตย์ เราเรียกว่า "การเคลื่อนไหวที่ชัดเจน" เพราะแน่นอนว่าการหมุนของโลกบนแกนของมันทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของเงาที่เราเห็นทุกวัน ทุกๆ ชั่วโมงโลกหมุน 15° มันก็เหมือนกับว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ 15° ในเส้นทางรายวัน ทั้งสองวิธีใช้ในการสร้างนาฬิกาแดด แต่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าดวงอาทิตย์เป็นผู้เคลื่อนที่ บางทีวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจว่านาฬิกาแดดทำงานอย่างไรคือการจินตนาการถึงโลกจากขั้วโลกเหนือ จากรูปด้านบน ดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์ดวงนี้เคลื่อนที่ 15° ทุกชั่วโมง องค์ประกอบของนาฬิกาแดดที่ทำให้เกิดเงาเรียกว่าโนมอน

หากคุณมองจากด้านบนอย่างเคร่งครัด จากด้านข้างของกล้องในจินตนาการ คุณสามารถถ่ายภาพเงาจากโนมอนในจินตนาการในเวลาที่ต่างกันได้:

นาฬิกาที่เราจินตนาการว่าตั้งอยู่ที่ขั้วโลกเหนือเรียกว่านาฬิกาแดดเส้นศูนย์สูตร เนื่องจากระนาบของหน้าปัดขนานกับระนาบของเส้นศูนย์สูตร
นาฬิกาแดดเส้นศูนย์สูตรสามารถเรียกได้ว่าเป็นนาฬิกาแดดแบบ "พื้นฐาน" เนื่องจากนาฬิกาแดดประเภทอื่นๆ หลายชนิดสามารถสร้างขึ้นด้วยนาฬิกาแดดดังกล่าวได้ ซึ่งทำได้โดยการฉายเส้นชั่วโมงของนาฬิกาเส้นศูนย์สูตรลงบนพื้นผิวอื่นๆ ที่เหมาะสม นาฬิกาขั้วโลกในภาพด้านล่างเป็นตัวอย่างที่ชัดเจน

กลางฤดูหนาวเกิดขึ้นในซีกโลกเหนือเมื่อแกนการหมุนของโลกเอียงออกจากดวงอาทิตย์ ตั้งแต่เดือนตุลาคมถึงเดือนมีนาคม ดวงอาทิตย์ไม่เคยขึ้นที่ขั้วโลกเหนือและไม่เคยตกที่ขั้วโลกใต้
กลางฤดูร้อนในซีกโลกเหนือเกิดขึ้นเมื่อแกนหมุนของโลกเอียงไปทางดวงอาทิตย์ ตั้งแต่เดือนเมษายนถึงกันยายน ดวงอาทิตย์ไม่เคยตกที่ขั้วโลกเหนือและไม่เคยขึ้นที่ขั้วโลกใต้

นาฬิกาที่มีโนมอนหนาและมีเครื่องหมายเที่ยงวัน

ดวงอาทิตย์ใช้เวลาสี่นาทีในการเคลื่อนลองจิจูดหนึ่งองศาจากตะวันออกไปตะวันตก (ในซีกโลกเหนือ ในขณะที่ในซีกโลกใต้ ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม) นาฬิกาแดดที่เส้นแวงเดียวกัน (บนเส้นเมริเดียนเดียวกัน) จะแสดงเวลาเดียวกัน นาฬิกาแดดที่เส้นเมริเดียนที่ 4° ลองจิจูดตะวันตกช้ากว่าเวลากรีนิช 16 นาที (เส้นแวงหลัก) และที่เส้นเมริเดียนที่ 8° ลองจิจูดตะวันตก นาฬิกาช้ากว่า 32 นาทีแล้ว ตัวอย่าง: พลิมัทอยู่ห่างจากกรีนิชไปทางตะวันตก 4° 08 ฟุต ดังนั้นนาฬิกาแดดในพลิมัทจึงช้ากว่า 16 นาที 32 วินาทีเสมอ ดังนั้นนาฬิกาที่ตั้งอยู่ทางตะวันออกของกรีนิชจึงวิ่งตามเวลาโดยคำนวณจากอัตราส่วน 1 องศา - 4 นาที ในปีพ.ศ. 2423 เพื่อหลีกเลี่ยงความวุ่นวายบนทางรถไฟ รัฐสภาอังกฤษได้กำหนดให้เวลามาตรฐานกรีนิช (GMT) เป็นเวลาอังกฤษแบบเดียวกัน และนาฬิกาทั้งหมดในสหราชอาณาจักรเริ่มแสดงเวลาเดียวกับนาฬิกาบิ๊กเบนในลอนดอน นาฬิกากลไกที่แม่นยำเรือนแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1656 โดย Christian Huygens นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก รุ่นต่อมามีความแม่นยำถึงหนึ่งวินาทีต่อวัน เมื่อตั้งนาฬิกาจักรกลเป็นนาฬิกาแดด ฮอยเกนส์อาจสันนิษฐานได้ว่านาฬิกาของเขาไม่แม่นยำตลอดทั้งปี แต่เป็นนาฬิกาของเขาที่เที่ยงตรง และนาฬิกาแดดก็สายหรือเร่งรีบ การอ่านค่าของนาฬิกาที่รู้จักทั้งหมดจะไม่สอดคล้องกับการอ่านนาฬิกาแดด เนื่องจากความยาวของวันสุริยคติเพิ่มขึ้นไม่กี่วินาทีในช่วง 3 เดือน จากนั้นจะลดลงตามลำดับในช่วง 3 เดือน และกระบวนการนี้จะทำซ้ำในช่วงหกเดือนที่เหลือ . หาก ณ สถานที่แห่งหนึ่งเราหันกล้องไปบนขาตั้งไปทางทิศใต้แล้วถ่ายภาพในโหมดถ่ายภาพซ้อนทุกๆ บ่ายหลังจากผ่านไป 10 วัน เราจะเห็นร่างที่มีลักษณะคล้ายเลขแปด

รูปนี้เรียกว่าอนาเล็มมา การปรากฏตัวของร่างดังกล่าวเกิดจากการเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอของดวงอาทิตย์ข้ามทรงกลมท้องฟ้า เนื่องจากความเยื้องศูนย์ของวงโคจรของโลก ในฤดูหนาวในซีกโลกเหนือ วันจะยาวนานกว่าฤดูร้อนเล็กน้อย และในซีกโลกใต้ วันก็จะยาวนานกว่าในฤดูร้อนเล็กน้อย และในซีกโลกใต้ก็จะกลับกัน ดังนั้นจึงมีการนำแนวคิดเรื่องวันสุริยะเฉลี่ยซึ่งเท่ากับ 24 ชั่วโมงตลอดทั้งปีมาใช้ เพื่อกำหนดแนวคิดเกี่ยวกับวันสุริยคติโดยเฉลี่ย จึงมีการนำแนวคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ "ดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย" ซึ่งเป็นจุดที่สมมติขึ้นซึ่งเคลื่อนที่สม่ำเสมอไปตามเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า (ไม่ใช่ตามแนวสุริยุปราคา!) ความแตกต่างระหว่างเวลาเฉลี่ยและเวลาสุริยะเรียกว่าสมการของเวลา สมการของเวลาช่วยให้คุณเปลี่ยนจากเวลาสุริยะที่แท้จริงไปเป็นเวลาสุริยะและในทางกลับกัน ในการใช้สมการเวลา เราจำเป็นต้องมีตารางที่มีค่าการแก้ไขเป็นนาทีและวินาทีในแต่ละวัน หรือแผนภูมิรายปีซึ่งเราสามารถกำหนดค่าการแก้ไขรายวันได้

หากโลกแข็งตัวในที่เดียวและหมุนรอบแกนของมันเท่านั้น ความยาวของวันทั้งหมดก็จะเท่ากัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเรามองดูดวงอาทิตย์ เราจะสังเกตตัวเองขณะเคลื่อนที่ มันคือการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่ของเราไปตามวงโคจรรูปไข่รอบดวงอาทิตย์และความเอียงของแกนหมุนของโลกที่กำหนดค่าของสมการเวลา
นาฬิกาแดดที่เน้นไปทางทิศใต้จะมีเส้นเที่ยงแนวตั้งตรงกลางหน้าปัดและมีตำแหน่งบอกชั่วโมงแบบสมมาตรรอบๆ

นาฬิกาแดดบนผนังที่ไม่ได้เน้นไปที่จุดสำคัญอย่างเคร่งครัดเรียกว่าหมุน เส้นเที่ยงของนาฬิกาที่หมุนจะเป็นแนวตั้งเช่นกัน แต่โนมอนเองก็จะถูกหมุนเพื่อให้ตรงกับแกนการหมุนของโลก

การทำนาฬิกาแดดไม่ใช่เรื่องยาก กฎพื้นฐานนั้นง่าย: gnomon จะต้องหันไปทางทิศเหนืออย่างเคร่งครัดและขนานกับแกนของโลกนั่นคือ มีความโน้มเอียงสัมพันธ์กับขอบฟ้าเป็นมุมเท่ากับละติจูดของสถานที่ที่ติดตั้งนาฬิกา เมื่อใช้นาฬิกาแดด คุณต้องคำนึงว่าในชีวิตประจำวันในสหพันธรัฐรัสเซีย เราใช้เวลาคลอดบุตรโดยเฉลี่ย เช่น เวลาสำหรับเส้นลมปราณหลักของเขตเวลาที่ยอมรับบวกหนึ่งชั่วโมง ตัวอย่างเช่น เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กตั้งอยู่บนเส้นเมริเดียนที่ลองจิจูด 30 องศาตะวันออก ซึ่งสอดคล้องกับเส้นเมริเดียนหลักของเขตเวลาที่สอง ซึ่งหมายความว่าเพื่อที่จะเลื่อนไปที่การอ่านนาฬิกาแดด นอกเหนือจากสมการของเวลาแล้ว คุณต้องเพิ่มหนึ่งชั่วโมงหรือเลื่อนมาตราส่วนนาฬิกาแดดไปข้างหน้าหนึ่งชั่วโมง ในมอสโกนั้นยากยิ่งกว่าเพราะ... ซึ่งอยู่ห่างจากเส้นลมปราณหลักของเขตเวลาที่สองไปทางทิศตะวันออก 7 องศา การคำนวณไม่ยากว่าลองจิจูด 7 องศาเท่ากับเวลา 28 นาที เหล่านั้น. เที่ยงเกิดขึ้นในมอสโก 28 นาทีเร็วกว่าในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ดังนั้นการแก้ไขค่าคงที่สำหรับการอ่านนาฬิกาแดดที่อยู่บนเส้นเมริเดียน 37 องศาถึงเวลาเฉลี่ยของมอสโกจะเป็น +1 ชั่วโมง 28 นาที นอกจากนี้เราไม่ควรลืมเรื่องสมการของเวลา เวลาเฉลี่ยตรงกับนาฬิกาแดดเพียงปีละสี่ครั้ง ได้แก่ 15 เมษายน, 12 มิถุนายน, 1 กันยายน และ 24 ธันวาคม ในวันที่เหลือของปี นาฬิกาแดดจะเดินเร็วหรือช้ากว่า (+14) – (-16) นาที นาฬิกาธรรมดาช่วยแก้ปัญหาในทางปฏิบัติไม่ไปทำงานสายตื่นตรงเวลา นี่เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มาก - นาฬิกาเรือยอทช์เป็นประจำในโลกที่ตารางรถไฟและราคาน้ำมันเป็นจริงมากกว่ากฎของเคปเลอร์ คุณจะมีชีวิตอยู่ไม่ได้สักวันหากปราศจากนาฬิกาธรรมดา อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของวิวัฒนาการไม่สามารถยกเลิกได้ และร่างกายของเรายังคงมีชีวิตอยู่ตามเวลาสุริยะที่แท้จริง และยังคงจดจำว่าบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเรารู้สึกอย่างไร ผู้ที่ยังไม่ได้แยกเวลาออกจากอวกาศ หรือตนเองออกจากธรรมชาติ และมีความสุขด้วยเหตุนี้ ตามลำพัง. นาฬิกาแดดช่วยให้เราประเมินบทบาทของเราในโลกนี้ได้อย่างถ่อมตัวมากขึ้น สิ่งเหล่านี้ช่วยให้เราจำได้ว่าโลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเล็กมากที่มีทรัพยากรจำกัด มันหมุนรอบดาวสีเหลืองขนาดกลาง และดาวดวงนี้ก็เป็นเพียงหนึ่งในดาวดวงอื่น ๆ ที่คล้ายกันซึ่งประกอบกันเป็นบ้านเกิดเล็ก ๆ ของเรา - ทางช้างเผือก ทางกาแล็กซี่.

ในบทความนี้ เราจะมาดูประวัติความเป็นมาของนาฬิกาแดด ซึ่งเป็นนาฬิกาเรือนแรกที่มนุษย์สร้างขึ้น ความจำเป็นในการจับเวลาถูกกำหนดโดยความต้องการของมนุษย์โบราณในการติดตามฤดูกาลที่เปลี่ยนแปลง เวลาในการหว่าน การเก็บเกี่ยว และฤดูกาลของการเคลื่อนที่ของนกอพยพมีความสำคัญสำหรับมนุษย์

ประวัติความเป็นมาของนาฬิกาแดดเริ่มต้นขึ้นเมื่อความเชื่อมโยงระหว่างตำแหน่งและความยาวของเงาสุริยะจากวัตถุกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าเป็นที่ประจักษ์แก่มนุษย์ โครงสร้างอันยิ่งใหญ่โบราณหลายแห่งยังคงอยู่มาจนถึงทุกวันนี้ ทำให้สามารถติดตามตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ดวงดาว และดวงจันทร์บนท้องฟ้า การขึ้นและตกของวัตถุท้องฟ้าในแต่ละวันของปีได้อย่างแม่นยำอย่างน่าทึ่ง

ประวัติความเป็นมาของนาฬิกาแดด

อาคารแห่งหนึ่งในยุโรปคือสโตนเฮนจ์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นปฏิทินที่แม่นยำมากในการทำนายฤดูกาลที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งจำเป็นสำหรับการเกษตร และเป็นหอดูดาวสำหรับทำนายสุริยุปราคาและจันทรุปราคา ซึ่งเห็นได้ชัดว่าจำเป็นสำหรับการปฏิบัติตามพิธีกรรมทางศาสนา

ตามการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ระยะเวลาในการก่อสร้างมีอายุย้อนไปถึง 1850 ปีก่อนคริสตกาล

อาคารหินขนาดใหญ่สำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์พบได้ในส่วนต่างๆ ของโลก: ในดินแดนของบาบิโลนโบราณ อียิปต์ และจีน

ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ Cleopatra's Needle ซึ่งปัจจุบันอยู่ในลอนดอน และเสาโอเบลิสก์ขนาดยักษ์ใกล้กรุงไคโร ซึ่งสร้างขึ้นเมื่อ 3,000 ปีก่อนคริสตกาล

ประวัติความเป็นมาของนาฬิกาแดดมีต้นกำเนิดในอัสซีเรียและบาบิโลนชาวบาบิโลนประสบความสำเร็จอย่างมากในด้านดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์

เครื่องมืออย่างหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์คือนาฬิกาแดดแบบครึ่งทรงกลม ซึ่งเครื่องมือเหล่านี้ได้ดัดแปลงเพื่อกำหนดเวลากลางคืนด้วย กลุ่มดาวทั้ง 12 ดวงที่นักดาราศาสตร์สมัยโบราณรู้จัก ซึ่งปัจจุบันเรียกว่า "ราศี" ปรากฏบนท้องฟ้าห่างจากกันภายในหนึ่งชั่วโมง

ก้อนลวดเลื่อนผ่านหน้าปัดเป็นรูปชาม รอบลูกบอลมีวงกลมแทนสุริยุปราคา

มีภาพกลุ่มดาวสิบสองกลุ่มเพื่อให้ระยะทางเชิงมุมสอดคล้องกับความเป็นจริง

การใช้เครื่องมือดังกล่าวทำให้สามารถระบุตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนทรงกลมลวดได้หากใครมีความรู้เกี่ยวกับตำแหน่งของแสงกลางวันในราศีใดราศีหนึ่ง

อุปกรณ์ทางดาราศาสตร์นี้ทำให้สามารถสังเกตเห็นความแตกต่างระหว่างเวลาสุริยะและเวลาดาวฤกษ์ได้ และเพื่อเปรียบเทียบเวลาการเดินทางของดวงอาทิตย์กับกลุ่มดาวตามสุริยุปราคาได้ การเปรียบเทียบทำโดยใช้นาฬิกาน้ำ (clepsydra)

ดังนั้นนาฬิกาแดด (gnomon) ของบาบิโลนโบราณจึงวางรากฐานสำหรับการพัฒนาสาขาวิทยาศาสตร์อิสระ - นอมอนิกส์ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์

พิพิธภัณฑ์ในกรุงไคโรและเบอร์ลินมีเครื่องมือโบราณหลายอย่างสำหรับสังเกตดวงอาทิตย์และดวงดาว ซึ่งพบระหว่างการขุดค้นในอียิปต์

การกล่าวถึงนาฬิกาแดดที่เก่าแก่ที่สุดในต้นฉบับของอียิปต์มีอายุย้อนกลับไปถึง 1521 ปีก่อนคริสตกาล แม้ว่าจะไม่ได้หมายความว่าไม่เคยมีการใช้นาฬิกาแดดมาก่อนเวลานั้นก็ตาม

นาฬิกาแดดของอียิปต์ในยุคนั้นกำหนดเวลาตามความยาวของเงาของโนมอน

เรารู้เกี่ยวกับนาฬิกาแดดในแคว้นยูเดียโบราณจากหนังสือของศาสดาอิสยาห์ เมื่อกษัตริย์เฮเซคียาห์ทูลขอหมายสำคัญจากพระเจ้า พระเจ้าทรงตอบเขาผ่านทางผู้เผยพระวจนะว่า “ดูเถิด เราจะถอยกลับไปสิบขั้นตามเงาของดวงอาทิตย์ซึ่งผ่านไปตามขั้นบันไดของอาหัสนั้น มันลงมา” (อิสยาห์ 38:8)

แล้ว “รอยเท้าของอาหัส” คืออะไร?

นักวิชาการพระคัมภีร์ศักดิ์สิทธิ์เชื่อว่านี่เป็นเพียงนาฬิกาแดด ซึ่งเป็นแบบที่อาหัสยืมมาจากชาวอัสซีเรียและบาบิโลน

ตามที่นักวิจัยคนเดียวกันกล่าวว่าพวกเขาประกอบด้วยเสาที่ยืนอยู่บนเนินเขาซึ่งมีบันไดลงไปซึ่งเป็นการแบ่งส่วนและเวลาถูกกำหนดโดยการตกของเงาบนพวกเขา รัชสมัยของกษัตริย์อาหัสคือ 873-852 ปีก่อนคริสตกาล

ในประเทศจีน โนมอนถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดฤดูกาลตั้งแต่ศตวรรษที่ 8 ก่อนคริสต์ศักราช

ในมณฑลกุ้ยโจว นักโบราณคดีได้ค้นพบนาฬิกาแดดหยกที่มีอายุย้อนกลับไปถึงศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการคำนวณเวลา ประวัติความเป็นมาของนาฬิกาแดดในประเทศจีนจึงค่อนข้างดั้งเดิม

มันเป็นจานที่ทำจากหินและมีโนมอนติดตั้งอยู่ตรงกลาง

ทั้งสองด้านของดิสก์มีมาตราส่วนใกล้กับแผนกที่มีการเขียนชื่อของนาฬิกาคู่จีน 12 เรือน

เวลาจากฤดูใบไม้ผลิถึง Equinox ฤดูใบไม้ร่วงถูกวัดที่ส่วนบนของจาน และจากฤดูใบไม้ร่วงถึง Equinox ฤดูใบไม้ผลิที่ส่วนล่าง

อย่างไรก็ตามประวัติศาสตร์ของนาฬิกาแดดในกรีซยังไม่ชัดเจนนัก: มีความเห็นว่าในศตวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช นาฬิกาแดดถูกนำไปยังกรีซจากอาณาจักรอัสซีเรียหรือบาบิโลน ไม่ต้องสงสัยเลยว่านาฬิกาแดดถูกยืมมาจากชาวบาบิโลนซึ่งไม่น่าแปลกใจเมื่อคำนึงถึงความสัมพันธ์ทางการค้าในยุคนั้น

ในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช ในกรีซ มีการใช้นาฬิกาแดดแบบครึ่งทรงกลม ซึ่งการเอียงของซีกโลกนั้นซ้ำกับความเอียงของสุริยุปราคาที่ละติจูดของสถานที่ซึ่งมันถูกสร้างขึ้น

กรีกโบราณมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์ นาฬิกาแดดทรงกรวยถูกประดิษฐ์ขึ้นตามทฤษฎีส่วนทรงกรวยของอพอลโลเนียส

สาระสำคัญของนาฬิกานี้คือแกนของส่วนเว้าของกรวยนั้นขนานกับแกนของโลก

กรวยมีทิศทางเดียวกับโนมอนแนวนอน

ด้านหลักที่หันหน้าไปทางทิศใต้ของนาฬิกาแดดมีหน้าปัดตั้งฉากกับแกนทรงกรวยและขนานกับเส้นศูนย์สูตร เส้นบอกชั่วโมงถูกลากผ่านส่วนโค้งที่แบ่งออกเป็น 12 ส่วนเท่าๆ กัน

เงาที่ตกลงมาพาดผ่านส่วนโค้งเหล่านี้ และเมื่อถึงจุดตัดกัน เราก็สามารถทราบได้ว่าเวลาเท่าไร ปัจจุบันนาฬิกาแดดทรงกรวยหลายเรือนถูกเก็บไว้ในพิพิธภัณฑ์ลูฟร์

นาฬิกาแดดแบบแบนปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการปรับปรุงนาฬิกาทรงกรวย นาฬิกาที่มีหน้าปัดแนวตั้งดังกล่าวได้รับการติดตั้งบนหอคอยเพื่อให้สามารถมองเห็นได้จากระยะไกลว่ากี่โมง นี่คือลักษณะที่ดวงอาทิตย์ดวงแรกปรากฏขึ้น ในกรุงเอเธนส์ บนหอคอยแห่งสายลม อาจมีนาฬิกาแดดแนวดิ่งที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังหลงเหลือมาจนถึงทุกวันนี้ โดยทั่วไปแล้ว หอคอยแห่งนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตรงที่เป็นสถานีอุตุนิยมวิทยาแห่งแรก มีใบพัดสภาพอากาศบนหลังคา มีนาฬิกาน้ำบนหลังคา และนาฬิกาหอพระอาทิตย์เรือนแรกบนด้านหน้าอาคาร

ในกรุงโรม นาฬิกาแดดเรือนแรกปรากฏเมื่อ 292 ปีก่อนคริสตกาล ผลจากสงครามพิวนิกครั้งที่ 1 และหลังจากสงครามสิ้นสุดลง ชาวโรมันยึดครองหมู่เกาะกรีกได้ และนาฬิกาก็ถูกนำออกจากที่นั่นเป็นถ้วยรางวัล อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงแสดงเวลาของสถานที่ที่พวกเขาถูกสร้างขึ้น ในไม่ช้า นาฬิกาแดดก็กลายเป็นส่วนสำคัญของชีวิตชาวโรมัน ติดตั้งไว้ในจัตุรัส ใกล้โบสถ์ และสถานที่สาธารณะอื่นๆ

ใน Piazza Montecitorio ในโรม คุณยังคงเห็นเสาโอเบลิสก์ที่เก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งพร้อมนาฬิกาแดด ติดตั้งในสมัยจักรพรรดิออกัสตัสบนวิทยาเขต Martius มันถูกถอดออกจากจัตุรัสในช่วงที่จักรวรรดิล่มสลาย แต่พบในปี 1463 และติดตั้งใหม่ในปี 1792

ชาวโรมันเริ่มติดตั้งและใช้นาฬิกาแดดสำหรับใช้ในครัวเรือนต่างๆ ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมทางเข้าห้องอาบน้ำ

นาฬิกาปรากฏในวิลล่าส่วนตัวและนาฬิกาแดดแบบพกพาที่สามารถพกติดตัวไปได้ทุกที่ พวกเขาคำนึงถึงความแตกต่างของเวลาในเมืองใหญ่ - โรม อเล็กซานเดรีย และอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีนาฬิกาแดดสำหรับละติจูดทั้งหมด ซึ่งสองสำเนายังคงอยู่มาจนถึงทุกวันนี้

ชาวโรมันแทบไม่ได้พัฒนาระบบโนโมนิคเลย พวกเขาใช้สิ่งที่ปรมาจารย์ชาวกรีกทำ

ในตอนต้นของยุคกลางในยุโรป มีการใช้เฉพาะนาฬิกาแดดและนาฬิกาน้ำเท่านั้น

ประมาณศตวรรษที่ 13 ที่นั่นมีการใช้นาฬิกาทราย

ซึ่งเป็นทางเลือกแทนการใช้น้ำ จึงแพร่หลายในช่วงต้นศตวรรษที่ 14

ในไบแซนเทียมในยุคกลาง นาฬิกาแดดแนวตั้งได้รับความนิยม สิ่งเหล่านี้ถูกวางไว้ที่ด้านหน้าของอาราม หอคอย อาคารสาธารณะ และวัดวาอาราม เป็นครั้งแรกที่มีการแสดงตัวเลขบนหน้าปัด เนื่องจากความนิยมของนาฬิกาค่ายอาชีพของช่างซ่อมนาฬิกาจึงปรากฏขึ้น ดวงดาวของ Hipparchus กำลังได้รับการปรับปรุง ในเวลาเดียวกัน ช่างฝีมือชาวอาหรับได้เรียนรู้จากชาวไบแซนไทน์ถึงวิธีการทำนาฬิกาแดดและนาฬิกาน้ำ พัฒนาการของความรู้ความเข้าใจในอินเดียและตะวันออกกลางมุสลิมในยุคกลางทำให้เกิดการศึกษาวิชาตรีโกณมิติ เรขาคณิต และคณิตศาสตร์ ชาวฮินดูใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสและความรู้อื่นๆ ที่ยืมมาจากชาวกรีกในการคำนวณ

การพัฒนาตรีโกณมิติในหมู่ชาวอาหรับนำโดยการปรากฏตัวของการแปลผลงานของปโตเลมีและ "siddhantas" ของอินเดีย

หลังจากที่พวกเติร์กยึดครองคอนสแตนติโนเปิลได้ นาฬิกาแดดก็ถูกติดตั้งไว้บนมัสยิดทุกแห่ง ซึ่งโบสถ์ออร์โธดอกซ์มักถูกเปลี่ยนให้เป็นโบสถ์ออร์โธดอกซ์ พวกเขากำหนดเวลาละหมาด และมีการวาดเส้นบนหน้าปัดเพื่อระบุทิศทางไปยังเมกกะ

หอดูดาวถูกสร้างขึ้นในกรุงแบกแดดและดามัสกัส

นักวิทยาศาสตร์มุสลิมได้นำศิลปะการสร้างแอสโตรลาบและเครื่องมือโกนิโอเมตริก น้ำ และนาฬิกาแดดมาใช้จากไบแซนไทน์ นักวิทยาศาสตร์มุสลิมประสบความสำเร็จอย่างมากในการปรับปรุงสิ่งเหล่านี้

ในยุโรป หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่แสดงความสนใจในเรื่องจิโนโมนิกคือสมเด็จพระสันตะปาปาซิลเวอร์สต์ที่ 2 หลังจากอ่านหนังสือของ Boethius เกี่ยวกับเรขาคณิตและดาราศาสตร์ ซึ่งมีการอธิบายนาฬิกาประเภทหลักๆ ในยุคนั้น เขาได้เขียนบทความเกี่ยวกับเรขาคณิต โดยเขาได้สรุปกฎพื้นฐานสำหรับการสร้างนาฬิกาแดด ต้องขอบคุณเขาที่ทำให้ยุโรปได้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและการใช้ดวงดาว มันเป็นช่วงคริสตศตวรรษที่ 10

ในศตวรรษที่ 12 - 13 ตารางดาราศาสตร์และตำราดาราศาสตร์ภาษาอาหรับได้รับการแปลเป็นภาษาละติน Gnomonics ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องในยุโรป

การแปลข้อความภาษากรีกในศตวรรษที่ 14 มีส่วนทำให้เกิดความสนใจใหม่ในวิทยาศาสตร์และนอมอนิกส์เป็นแนวทางเฉพาะ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 14 ยุโรปเปลี่ยนมาใช้ระบบเวลาใหม่โดยยึดชั่วโมงกลางวันและกลางคืนเท่ากัน และนี่เป็นก้าวที่สำคัญมากสำหรับประวัติศาสตร์นาฬิกาทั้งหมด จำเป็นต้องปรับปรุงนาฬิกาแดดให้ทันสมัยสำหรับการนับครั้งนี้

ในศตวรรษที่ 16 มีการติดตั้งนาฬิกาแดดที่ด้านหน้าอาคารสาธารณะ มหาวิหาร หอคอย และกำแพง ได้รับการปรับใช้เพื่อวัดชั่วโมงที่เท่ากันแล้ว นาฬิกาแดดแบบพกพาซึ่งรวมถึงนาฬิกาที่ใช้ร่วมกับเข็มทิศกำลังได้รับความนิยม ในศตวรรษที่ 16-18 นาฬิกายังคงได้รับความนิยม แต่เมื่อนาฬิกากลไกราคาถูกลงและได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น การใช้งานก็เริ่มลดลงเรื่อยๆ ดังที่เราเห็นประวัติความเป็นมาของนาฬิกาแดดประกอบด้วยช่วงเวลาต่าง ๆ ในการพัฒนาของจิโนโมนิกส์ ตั้งแต่โลกโบราณ ผ่านยุคสมัยโบราณ และยุคกลาง จนถึงศตวรรษที่ 14 ซึ่งเป็นช่วงที่นาฬิกากลไกซึ่งกำลังได้รับความนิยมเริ่มค่อยๆ เปลี่ยนนาฬิกาพลังงานแสงอาทิตย์

อย่างไรก็ตาม ในยุคของเรา การตกแต่งสวนสาธารณะ ถนน และจัตุรัสกลางเมืองด้วยนาฬิกาแดดกลายเป็นแฟชั่นไปแล้ว

นาฬิกาแดดแห่งเซวาสโทพอล

ตัวอย่างเช่นในปี 2008 ในวันครบรอบ 225 ปีของเมืองนาฬิกาแดดถูกสร้างขึ้นบนถนน Primorsky ของ Sevastopol ใกล้กับอนุสาวรีย์เรือจมซึ่งกลายเป็นเครื่องประดับของเมืองอย่างไม่ต้องสงสัย พวกเขาดึงดูดความสนใจของนักท่องเที่ยวและชาวเมืองจำนวนมาก หน้าปัดบุด้วยกระเบื้องหลากสี และเงาของโนมอนตัวเล็กแสดงเวลาได้ค่อนข้างแม่นยำ

สิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้

กระดาษแข็ง A4 หนาสองแผ่น (กระดาษเขียนธรรมดา)

- เข็มทิศ;
- กรรไกร;
- ไม้โปรแทรกเตอร์;
- ดินสอเหลา;
- ไม้บรรทัดที่มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร
- สี่เหลี่ยม (สำหรับสร้างมุมขวา)

I. การทำหน้าปัดนาฬิกา

1. วางแผ่นในแนวนอน วางจุด "1" ไว้ที่กึ่งกลางแผ่นโดยประมาณแล้วลากเส้นตั้งฉากสองเส้นผ่านจุดนั้น: แนวนอนและแนวตั้ง

2. โครงสร้างทั้งหมดง่ายต่อการวาดโดยไม่ต้องกดดินสอ หลายบรรทัดมีบทบาทสนับสนุนและจะถูกลบทิ้งในภายหลัง!

3. วาดวงกลม 3 วง โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุด “1” โดยมีรัศมี 5, 6.5 และ 7.5 ซม.

4. ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์ขีดเส้นชั่วโมงรอบวงกลมรอบจุด “1” ทุกๆ 15° ใช้เส้นแนวนอนเป็นจุดเริ่มต้นของคุณ จากนั้นลากเส้นเหล่านี้จากศูนย์กลางไปยังวงกลมแรก และต่อจากวงกลมที่สอง
ถึงที่สาม

5. จากจุดที่เส้นแนวตั้งตัดกับวงกลมที่ใหญ่ที่สุด (จุด "2" และ "3") ให้วาดเส้นแนวนอนอีกสองเส้นตั้งฉากกับแนวตั้งนี้ทุกประการ วัดจากจุด "2" และ "3" ไปทางขวา ส่วนที่ยาว 9 ซม. บนเส้นตรงใหม่เหล่านี้ และเชื่อมต่อปลายด้านขวากับส่วนแนวตั้งอีกส่วน ตอนนี้ครึ่งวงกลมด้านซ้ายและสี่เหลี่ยมที่ได้จะสรุปโครงร่างที่แน่นอนของหน้าปัดในอนาคต

6. ต่อส่วนแนวตั้งที่เกิดขึ้นขึ้นและลงอีก 1.5 ซม. และเชื่อมต่อจุดผลลัพธ์ ("4" และ "5") ด้วยจุด "2" และ "3" ตามลำดับ สามเหลี่ยมสองอันที่ได้จะโค้งงอขึ้น

7. ขยายเส้นแนวนอนสองเส้นให้เลยจุด "2" และ "3" ออกไป 1.5 ซม. แล้วเชื่อมต่อจุดใหม่ทั้งสองจุด แถบผลลัพธ์ก็จะโค้งงอขึ้นเช่นกัน

8. ในการติดสามเหลี่ยมและแถบเข้าด้วยกันบนขาแคบของสามเหลี่ยม คุณจะต้องวาดปกให้ยาว 1.5 ซม. และมีความกว้างเท่ากัน ปกควรเรียวเล็กน้อยเมื่อเคลื่อนออกจากด้านข้างของรูปสามเหลี่ยม พวกเขาจะโค้งงอเข้าด้านในและติดกาวเข้ากับแถบด้านนอก

9. ลบวงกลมด้านในทั้งสองอย่างระมัดระวัง รวมถึงครึ่งทางขวาของวงกลมใหญ่ที่อยู่ในสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ ขยายเส้นชั่วโมงของครึ่งวงกลมทางขวาจนกระทั่งมันตัดกับขอบเขตของเส้นตรง
สี่เหลี่ยม

10. ทำเครื่องหมายเส้นของการตัดในอนาคตโดยวาดอย่างหนาจากขอบด้านขวาของสี่เหลี่ยมผืนผ้า 4.5 ซม. ถึงกึ่งกลาง

11. ลงชื่อชั่วโมงในแต่ละชั่วโมงของหน้าปัด (เพื่อจุดประสงค์นี้ จะมีการเว้นช่องว่างเป็นพิเศษระหว่างวงกลมด้านในทั้งสองวง) ขั้นแรก วางหมายเลข 12 (หรือ HP) ทางด้านขวาตรงข้ามกับเส้นแนวนอนตรงกลาง (ตรงตำแหน่งที่จะตัดสำหรับการติดตั้งโนมอน) จากนั้นทำเครื่องหมายเส้นตามเข็มนาฬิกาเพื่อเพิ่มชั่วโมง และทวนเข็มนาฬิกาเพื่อลดชั่วโมง หน้าปัดพร้อมแล้ว!

12. ตัดแป้นหมุนผลลัพธ์พร้อมกับปกออก ใช้ใบมีดตัดช่องตามความกว้างของกระดาษแข็ง พับสามเหลี่ยมแล้วลอกออกแล้วทากาวเข้าด้วยกัน

ครั้งที่สอง การทำโนมอน (ตัวชี้) ของนาฬิกาแดด

1. วางแผ่นที่สองในแนวนอนและทำเครื่องหมายด้วยตาจุดประมาณตรงกลางด้านล่างของแผ่น (จุด "5") ลากเส้นแนวตั้งผ่านแนวตั้งฉากกับแนวนอนอย่างเคร่งครัด

2. วัดเส้นนี้ให้ตรง 9 ซม. (ซึ่งจะเป็นจุด “6”) จากนั้น ให้ใช้เส้นแนวตั้งเป็นจุดเริ่มต้น วัดมุมเท่ากับมุมเอียงของเส้นศูนย์สูตรในเมืองของคุณ (90° ลบละติจูดของสถานที่นั้น สำหรับมอสโก ละติจูดคือ 56° ดังนั้นมุมจึงเท่ากับ 34 °)

3. จากจุด “5” ไปทางขวา วัด 9 ซม. ตามแนวด้านล่างของแผ่น อีกด้วย
และทางด้านขวาของจุด “6” ในแนวนอนให้วัดส่วน 1.5 ซม. เชื่อมต่อสองจุดนี้ ผลที่ได้คือรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีฐานกว้างและด้านบนแคบ

4. ทำเครื่องหมายส่วนโค้งกว้างทางด้านขวาของสี่เหลี่ยมคางหมู โดยเริ่มจากด้านบนของด้านนี้และสิ้นสุดที่ระยะ 3.5 ซม. จากปลายล่าง

5. สิ่งที่เหลืออยู่คือติดแผ่นพับเล็กๆ ยาว 1.5 ซม. เข้ากับด้านบนของสี่เหลี่ยมคางหมู ซึ่งจะแคบลงเล็กน้อยเมื่อเคลื่อนออกจากด้านข้าง ด้วยแผ่นพับนี้ โนมอนจะติดเข้ากับหน้าปัด (รวมถึงด้านนอกด้วย)

6. ตอนนี้ทำเครื่องหมายช่องเจาะยาว 4.5 ซม. จากจุด "5" ถึงจุด "6" ตามแนวแนวตั้ง

7. ใช้ใบมีดตัดให้มีความกว้างเท่ากับความหนาของกระดาษแข็ง ตัดสี่เหลี่ยมคางหมูทั้งหมดออก โดยเก็บปกไว้ โนมอนพร้อมแล้ว!

8. ใส่โนมอนที่มีช่องเจาะเข้าไปในช่องเจาะของหน้าปัดโดยหงายสามเหลี่ยม "ยาว" ขึ้น นาฬิกาพร้อมแล้ว!

วิธีการใช้งาน?

จำเป็นต้องตั้งนาฬิกาเพื่อให้โนมอนชี้ไปที่ดาวเหนืออย่างแม่นยำด้วยปลายของมัน หน้าปัดหงายขึ้น แต่เอียงไปทางขอบฟ้าในลักษณะเดียวกับเส้นศูนย์สูตร นั่นคือสาเหตุที่นาฬิกาที่คุณผลิตถูกเรียกว่าเส้นศูนย์สูตร

เพื่อให้แน่ใจว่าการติดตั้งถูกต้อง เพียงกำหนดทิศทางไปทางเหนือโดยใช้เข็มทิศและตั้งนาฬิกาโดยให้เส้น 12 - 24 นาฬิกาหันไปทางทิศเหนือ และส่วน 12 นาฬิกาของหน้าปัดหันไปทางทิศเหนือ . จากนั้นปลายโนมอนจะมุ่งตรงไปยังดาวเหนือ ตอนนี้นาฬิกาเรือนนี้จะแสดงให้คุณเห็นว่าระนาบของเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าตั้งอยู่อย่างไร แกนของโลกเคลื่อนผ่านไปอย่างไร

ตรวจสอบวิธีการทำงานของนาฬิกา โดยจะระบุเวลาสุริยะที่แท้จริงในท้องถิ่นเสมอ คุณจะสังเกตได้ว่าค่าที่อ่านได้แตกต่างจากนาฬิการะบบกลไก ซึ่งจะระบุเวลามาตรฐานโดยเฉลี่ยเสมอ

อ้างอิงจากเนื้อหาจากฟอรัมบนเว็บไซต์ http://www.starlab.ru

สมาชิกฟอรัมชื่อ Tomato เขียนว่า:

ในขณะที่ใช้เวลาช่วงวันหยุดที่เหลือที่เดชา ฉันตัดสินใจสร้างบางสิ่งเพื่อจิตวิญญาณและสุนทรียภาพด้วยการบิดทางดาราศาสตร์ Eco ห่อหุ้ม)) นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น...

แผ่นหินอ่อน 60x40 ซม. อลูมิเนียมโนมอน เชือก เบอร์ประตู ทุกชั่วโมงฉันรีบไปที่ปาฏิหาริย์นี้เพื่อสังเกตเห็นเงา

นาฬิกาแขวนอยู่บนบานพับอันทรงพลังสองตัวซึ่งช่วยให้คุณติดตั้งในระนาบตะวันออก - ตะวันตกได้และมีแกนยึด พวกโนมอนมีมุมละติจูดท้องถิ่น สายกลาง (ระหว่าง 12 ถึง 1) ระบุเวลาเที่ยงจริง (13.34 นาที) ซึ่งวิ่งค่อนข้างแม่นยำ 3 นาที

เพื่อตอบสนองต่อข้อความนี้ ผู้เข้าร่วมฟอรั่มต่อไปนี้เขียนชื่อ:วีอาร์ :

นาฬิกาแดดนี้ผลิตและติดตั้งที่เดชาในปี 2544 ตั้งแต่นั้นมาก็มีการบริการที่ดีโดยไม่ต้องซ่อม หลังฤดูหนาวจำเป็นต้อง "หมุน" นาฬิกาปีละครั้ง (ตำแหน่งของเสาเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องจากน้ำค้างแข็ง) ลูกศรทำจากลวดอลูมิเนียมและหันไปทางเสาท้องฟ้า หน้าปัดวางตั้งฉากกับลูกศร (ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า) ราคาดิวิชั่น 10 นาที แต่จากระยะ 2 เมตร คุณสามารถดูเวลาได้อย่างแม่นยำ 2 นาที นาฬิกาที่มีหน้าปัดแนวตั้งเหมือนกับรุ่นก่อนหน้า (ดูด้านบน) แสดงเวลาเพียง 12 ชั่วโมงต่อวัน แต่ตลอดทั้งปี การออกแบบนี้ช่วยให้คุณทราบเวลาตั้งแต่พระอาทิตย์ขึ้นถึงพระอาทิตย์ตก แต่จะเฉพาะเมื่อดวงอาทิตย์อยู่ในซีกโลกใต้เท่านั้น เช่น ตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงกันยายน สามารถมองเห็นนาฬิกาได้จากเกือบทุกที่บนเว็บไซต์และจากบ้านด้วย สิ่งที่สะดวกมาก

ฉันออกแบบนาฬิกานี้ขึ้นมาจากความทรงจำในวัยเด็ก ในปี 1965 ตอนที่ฉันอายุ 8 ขวบ ฉันกับพ่อแม่ไปเที่ยวพักผ่อนที่บริเวณใกล้เมืองอานาปา เราอาศัยอยู่ในเต็นท์บนชายหาด พ่อของฉันทำนาฬิกาแดดจากแผ่นไม้อัดที่เขาขุดลงไปในทราย นักท่องเที่ยวจำนวนมากที่เดินผ่านไปปรับนาฬิกาข้อมือให้โดนแสงแดด โดยเฉพาะอย่างยิ่งคนที่อยากรู้อยากเห็นมองใต้แผ่นไม้อัดด้วยความหวังว่าจะพบกลไกที่นั่น ผู้หญิงคนหนึ่งแนะนำตัวเองเป็นครูสอนฟิสิกส์ที่โรงเรียน เพียงเรียกร้อง...