Quelle est la précision d'un cadran solaire?
Parfois, nous pouvons rencontrer des passants en comparant l'heure du cadran solaire avec leur propre montre, et dans la plupart des cas, vous pouvez voir les différences entre les indications des deux minuteries. Nous réglons nos montres aujourd'hui selon des horloges atomiques très précises, les cadrans solaires ne fonctionnent-ils pas comme ils le devraient? Au contraire, pour que cela soit possible, il y a deux corrections. Le premier est lié à la longitude de l'endroit où se trouve notre horloge, et le second résulte du soi-disant l'équation du temps qui élimine la vitesse variable avec laquelle la Terre tourne autour du Soleil.
Tout d'abord. Le cadran solaire montre l'heure locale, le temps réel déterminé par les mouvements apparents du soleil. À 12 heures, qui est midi, nous supposons le moment où le Soleil domine un endroit donné, c'est-à-dire qu'il atteint le point le plus élevé de sa trajectoire quotidienne d'est en ouest. Cela signifie que dans les endroits au nord et au sud de cet endroit exactement la même heure solaire. Par exemple (en regardant de la côte vers les montagnes) à Gdańsk, Grudziądz, Toruń, Wieluń, Rybnik et Cieszyn, le midi solaire tombe plus ou moins en même temps. Les différences de temps seront perceptibles dans les villes situées à l'est et à l'ouest. Dans le cas de notre pays, cette différence peut même atteindre environ 50 minutes (par exemple à Chełm, le Słońce atteint son apogée 48 minutes plus tôt qu'à Zgorzelec). Pour combler ces différences,l'heure du fuseau a été introduite. Presque toute l'Europe se trouve à l'heure de l'Europe centrale, qui est déterminée sur la base du méridien de 15 ° à notre frontière occidentale. En d'autres termes, 12 heures en Pologne, en Allemagne, en France et dans de nombreux autres pays européens tombe lorsque le Soleil est exactement au-dessus du méridien de cette longitude.
La correction de longitude de notre cadran solaire calculera la différence en degrés entre la longitude de l'horloge et le méridien zonal (15 °) et multipliera le résultat par 4, car 1 degré équivaut à 4 minutes. Calculons la correction pour Cracovie, la ville se situe à 20 °.
20 ° - 15 ° = 5 °, le résultat est multiplié par 4, et les 20 minutes obtenues sont soustraites de la lecture du cadran solaire (ces différences sont soustraites, pas ajoutées, car la plupart des villes polonaises sont situées à l'est du 15e méridien).
Et un autre exemple, cette fois pour Varsovie, qui se situe à la longueur de 21 °:
21 ° - 15 ° = 6 °, le résultat est multiplié par 4. La correction est de 24 minutes, que nous soustrayons de la lecture du cadran solaire.
De cette manière, nous sommes à un pas de l'établissement d'une heure officielle. Il suffit maintenant de prendre en compte la correction résultant de l'équation du temps. On peut lire la correction pour chaque jour de l'année à partir du tableau (photo 2).
Par exemple, si le 11 mai le cadran solaire indique 9,46 (après prise en compte de la correction de longitude), alors après avoir ajouté 3 minutes et environ 38 secondes, nous sommes arrondis à 9,50. Dans la période de mars à octobre, l'heure d'été s'applique, vous devez donc ajouter une heure de plus au résultat obtenu. Donc, dans notre exemple, il sera 10h50 heure d'été. Quatre fois par an, la correction de l'équation du temps est de 0, donc les cadrans solaires affichent la même heure que les montres mécaniques. Cela a lieu les 15 avril, 14 juin, 2 septembre et 25 décembre.
Déterminer le méridien local
Afin de régler correctement le cadran solaire dans le jardin, il est nécessaire de déterminer le méridien local (photo 3). Cela permet de déterminer dans quel plan le Soleil domine le jardin et le site des futures mesures de temps. Remarque: n'utilisez pas de boussole pour cela, car le nord magnétique diffère assez sensiblement du nord géographique.
1. Choisissez un endroit ensoleillé et plat. Qu'il soit vide et exempt d'inégalités. Cela devrait être l'endroit où nous prévoyons de mettre l'horloge.
2. Enfoncez une tige verticale ou un bâton droit dans le sol. Nous le vérifions très soigneusement. Ce sera un gnomon de mesure, le même que les anciens utilisaient. La longueur optimale est de 1 à 1,5 m (trop courte donnera des lectures peu fiables, et trop longue rendra la fin de l'ombre floue sur le sol).
3.2-3 heures avant midi solaire, nous faisons un cercle autour du gnomon avec un rayon égal à la longueur de son ombre (pendant la période estivale, le midi solaire a lieu vers 13h).
4. Marquez l'endroit exact où l'extrémité de l'ombre du gnomon touche le cercle.
5. Nous attendons la fin de l'ombre du gnomon pour toucher à nouveau le cercle. Cela se produira 2-3 heures dans l'après-midi. Nous marquons cet endroit.
6. A partir des deux points marqués sur le cercle, nous dessinons des arcs avec le même rayon, plus grand que la distance entre les points (la taille de cet arc n'a pas d'importance, mais nous suggérons qu'elle devrait être 1,5 à 2 fois plus grande que la distance entre les points). Nous marquons les endroits exacts de leur intersection - il devrait y en avoir deux, un de chaque côté du gnomon.
7.Nous connectons les lieux d'intersection des arches avec une ligne droite - elle doit passer par l'endroit où nous avons placé le gnomon. Félicitations, c'est notre méridien local!
Pour augmenter la précision d'une telle mesure, vous pouvez faire plusieurs cercles autour du gnomon avec un rayon différent et marquer les endroits où l'ombre les touche sur chacun d'eux. La procédure suivante doit être répétée pour chacun des cercles et la ligne méridienne dessinée doit être la même pour tous. Quelle que soit la construction du cadran solaire, nous pouvons envisager de fixer le méridien et de mettre en place un gnomon qui indiquera toujours le vrai midi. C'est une attraction unique que personne d'autre n'a à la maison.
Les ombres sont très courtes en été et longues en hiver. Par conséquent, les mesures les plus précises sont effectuées autour de l'équinoxe. Cela a lieu deux fois par an les 20/21 mars et 22/23 septembre.
Dessin d'une horloge horizontale Le cadran
peut être dessiné à l'aide de l'un des programmes informatiques gratuits disponibles sur Internet (par exemple Shadows Pro) ou peut être dessiné avec des outils de dessin. Voici une instruction étape par étape (Figure 4).
1. Tracez deux droites perpendiculaires AB et CO se coupant au point O. Les segments ainsi créés seront utilisés plus tard pour marquer les heures: CO sera la ligne de 12 heures, AO - 6 heures du matin et OB - 18. Ils marqueront également les directions géographiques. le monde.
2. A partir du point O, nous traçons une droite OD de sorte que l'angle COD ait une valeur égale à la latitude du lieu pour lequel l'horloge est conçue. Dans notre exemple, il est de 50 °, ce qui correspond aux quartiers sud de Cracovie.
3. A partir de tout point E sur OD, nous traçons une droite EF perpendiculaire à OD et coupant CO au point F.
4. A partir du point F, nous traçons une droite GH parallèle à AB.
5.À partir du point F, nous mesurons la longueur du segment FE avec un pied à coulisse, puis marquons le point C sur CO de sorte que FC égale FE.
6. A partir du point O, nous mesurons la longueur du segment OC avec un pied à coulisse, puis marquons les points A et B sur la droite AB de sorte que OA et OB égalent OC.
7. À partir des points A, B et C, nous dessinons des arcs de tout rayon égal.
8. Nous divisons les arcs en angles de 15 °.
9. À partir du point C, étendez les bras des angles de manière à ce qu'ils traversent la ligne GH.
10. A partir des points J et L ainsi créés, on fait passer les lignes JK et LM parallèlement à CO et traversant la ligne AB.
11. A partir des points A et B, étendez les bras des angles séparant leurs arcs de manière à ce qu'ils coupent les lignes JK et LM.
12.A partir du point O, nous dessinons des lignes reliant O aux endroits où les bras des angles croisent les lignes GH, JK et LM.
Les lignes des heures du cadran horizontal sont maintenant prêtes. Voici comment marquer les heures sur l'horloge tracée (photo 5, l'ordre de leur application doit être dans le sens des aiguilles d'une montre).
Dans l'exemple ci-dessus, vous pouvez voir l'arc dessiné autour du point O à la fin des lignes horaires. Ce n'est pas nécessaire, mais grâce à cela, nous évitons la densité qui survient lorsque tant de lignes sont concentrées en un seul endroit. C'est une question purement esthétique. Nous avons réglé le cadran solaire fini de sorte que la ligne CO coïncide avec la ligne du méridien local, que nous avons marqué plus tôt à l'endroit où l'horloge a été installée. Le point C et l'extrémité du gnomon doivent faire face au nord, le point A à l'ouest et le point B à l'est. Le point O, par contre, est important pour une autre raison: c'est le soi-disant centre du cadran solaire où doit se situer le sommet inférieur du gnomon.
Dariusz Oczki
Editeur du site Gnomonika.pl
