Известны экваториальные солнечные часы с переставным гномоном, в виде передвижного отверстия, дающим тень, равную радиусу цыферблата часов, а также известны солнечные часы, устанавливаемые без применения буссоли. В предлагаемых переносных экваториальных солнечных часах применяется гнойон, в виде нити, натянутой в прямоугольном вырезе, переставной по длине соответственно дню года, чтобы величина тени была постоянной, и два отвеса для устайовки цыферблата в плоскости параллельной экватору.
На чертеже фиг. 1 поясняет принцип устройства предлагаемых солнечных часов и фиг. 2 изображает предлагаемые часы, предназначаемые для наблюдения в летнее время.
Предлагаемые переносные экваториальные солнечные часы предназначаются для определения с заданной точностью истинного солнечного времени, а при введении поправки, и среднего солнечного времени или гражданского. В основу положен принцип постоянства длины тени, отбрасываемой тем или иным гномоном, в зависимости от устройства солнечных часов.
Переменной величиной в часах является длина гномона, отбрасывающего тень, величина его меняется ежедневно, в зависимости от угла склонения солнца о.
Устройство предлагаемых солнечных часов основано на следующем: пусть (фиг. 1) NOSW-земной шар, PQ - эклиптика, OW - экватор, NS - ось земли, 5 - склонение солнца на любой день, s - географическая широта места наблюдения, L - место наблюдения, AM-линия горизонта для данного места, СК-гномон, расположенный перпендикулярно к плоскости цыферблата АВ, направленной параллельно экватору
Расположим часы (гномон и цыферблат), как указано на фиг. 1, т.-е. гномон СК параллельно оси земли NS, а цыферблат АВ параллельно экватору OW, что будет в том случае, когда угол наклона цыферблата к горизонту BAL
будет равен дополнению географической широты данного места до 90°, т.-е. будет или плоскость цыферблата АВ будет составлять с отвесом а.
При наблюдении летом (солнце на фиг. 1 находится, слева) цыферблат часов обращен кверху, и тень от гномона Cf( падает на цыферблат АВ, а угол между направлением параллельного солнечного луча ЕС и тенью гномона, лежащей в плоскости цьгферблата АВ, СВК равен 3, что вытекает из условия, изложенного выше.
Зимой (солнце на фиг. 1 находится справа) цыферблат расположен книзу, гномон занимает положение KD, а угол между направлением параллельного солнечного луча FD и тенью гномона, лежащей в плоскости цыферблата АВ, KAD равен й, как в предыдущем случае.
Оставляя величину тени гномона постоянной, равной радиусу окружности цыферблата, и зная ./18 на каждый день наблюдения, из зависимости KB tg и, находят величину гномона на день наблюдения. Величина 8 берется из астрономического календаря, KB КА const - дается определенной величины равной 75-100жж, по желанию.
.Значения величин гномона сводятся в таблицу, по которой устанавливается гномон на день наблюдения. Так как данные часы экваториальные, то направление тени гномона будет каждый час изменяться равномерно на 15°, а тень гномона будет лежать в плоскости часового круга солнца. Угол между этой плоскостью и плоскостью истинного меридиана есть часовой угол солнца или истинное время. Следовательно, остается установить часы так, чтобы цыферблат был ориентирован по истинному меридиану, а это будет только в том случае, когда конец тени гномона упадет на окружность цыферблата. В этот момент производится отсчет времени. Для получения гражданci oro времени к истинному солнечному времени прибавляют или отнимают поправку из таблицы уравнения времени, каковая также составляется на основании данных астрономического календаря. Можно устроить только летние часы, а можно летние и зимние совместно; цыферблат возможно сделать в виде полного круга и можно ограничиться только полукругом.
На фиг. 2 изображены переносные экваториальные часы для наблюдения только летом. Они состоят из двух раскрывающихся под прямым углом плоскостей АВОО и OCDO, заключающих в себе все элементы часов. В сложенном состоянии часы представляют закрытую книжку. OCDO-плоскость цыферблата с полукругом радиуса 75 мм, разделенным на равные части (часы и минуты), в данном, случае одно деление равно 5 минутам. Деления на полукруге идут от 12, 11 2, 1 и до 12 часов.
Плоскость АВОО заключает в себе гномон, таблицы величин гномона на каждый день в период от 20 марта (день весенн. равноденствия) до 23 сент. (день осенн. равноденств.) и отвесы.
Гномоном служит нить /И, натянутая в прямоугольном вырезе abed. По обе стороны гномона расположены таблицы, дающие возможность устанавливать величину гномона на день наблюдения передвижением указателя .№ 1 со стрелками вверх или вниз в прорезах крышки тип, смотря по надобности.
20 марта (день весенн. равноденствия) солнце находится на экваторе и угол склонения 8 О, поэтому и величина гномона О. Затем 8 увеличивается постепенно до 20 июня (день летн. солнцестояния) и величина гномона достигает своего гпах, а затем начинает уменьшаться и 23 сентября (день осенн. равноденствия) О. Стрелки на таблице показывают движение указателя № 1 вверх и вниз. Величины гномона определены для постоянной тени его при соответствующем радиусе цыферблата.
На фиг. 2 К к L представляют собой отвесы, помещенные в секторных вырезах, дуга которых разделена на градусы для установки указателей № 2 и № 3 соответственно географической широте места наблюдения. Передвижение указателей происходит в прорезах ее и //.
Для производства наблюдения часы раскрываются под прямым углом, гномон устанавливается на день наблюдения, величина его отсекается горизонтальной нитью, натянутой в указателе № 1. Наблюдатель становится лицом к солнцу и до полудня плоскость АВОО располагается влево - от наблюдателя, после полудня вправо. Гномон имеет положение перпендикулярное плоскости цыферблата. Далее, необходимо плоскость OOCD привести в такое положение, чтобы она составляла с горизонтом угол равный 90° -, что достигается установлением отвеса К против указателя № 2 или № 3, поставленного по щироте места наблюдения. Тогда угол между направлением отвеса и ОО будет равен «р. Затем, необходимо плоскость цыферблата ориентировать по истинному меридиану (на фиг. 2 он укйзан стрелкой вдоль ребра ОО); последнее достигается вращением цыферблата параллельно самому себе до тех пор, пока тень от перекрещивающихся нитей гномона и указателя К 1 не упадет на окружность цыферблата, место падения крестообразной тени гномона на цыферблат укажет время.
Для получения среднего солнечного времени вводится поправка из таблицы уравнения времени, составленной ро данным астрономического календаря.
В произведенных автором опытах с часами, у которых цыферблат был на дуге круга, описанного радиусом 75 мм, точность отсчетов оказалась 5 минут.
Для пользования солнечными часами, необходимо:
1)Наблюдателю стать лицом к солнцу.
2)Развернуть часы так, чтобы цыферблат и крыщка составили прямой угол.
(Если наблюдение происходит до полудня, то цыферблат должен быть с правой стороны наблюдателя, а после полудня - наоборот).
3)Установить по таблице указателем .bfo 1 величину гномона, для чего нужно передвинуть указатель JMb 1 так, чтобы горизонтальная нить его встала против черты, соответствующей числу и месяцу дня наблюдения.
4)Установить указатель № 2 или JNb 3 соответственно широте места наблюдения.
5)Установить часы так, чтобы отвес пришелся против указателя .№ 2 или 9 3.
6)Сохраняя положение отвеса, вращать цыферблат вправо или влево до тех пор, пока крестовидная тень гномона попадет на окружность (обвод) цыферблата.
7)По месту падения крестовидной тени гномона произвести отсчет.
8)Полученный отсчет исправить по таблице уравнения времени.
Предмет патента.
Переносные экваториальные солнечные часы, в которых применен передвижной по высоте гномон, дающий тень, равную радиусу цыферблата часов, и установка которых производится без помощи буссоли, характеризующиеся тем, что они состоят из двух раскрывающихся под прямым углом плоскостей АВОО и OCDO, из коих плоскость OCDO снабжена круговым или полукруговым цыферблатом, разделенным на часы и минуты, а плоскость АВОО снабжена: а) гномоном в виде нити /И, натянутой в прямоугольном вырезе abed указателя № 1, передвижного
