podstawowe pytania

[Dharani]

Witam-
szanowni forumowicze - postanowiłem zrobić swój własny zegar słoneczny
w pierwszej wersji miałem zamiar skorzystać z usług jednej z firm, jednak cena usługi jest niestety dla mnie zaporowa
posiadając mizerną wiedzę matematyczno – astronomiczną, przeczytałem ze zrozumieniem / no prawie / informacje umieszczone w internecie
/ w tym wiele bardzo cennych napisanych przez Darka
jednak moje pojmowanie istoty sprawy nie zwiększyło na tyle by samodzielnie dokonać obliczeń ,
wiec mam zamiar skorzystać z programu shadows, w wersji podstawowej
moje pytanie brzmi – (1) czy można temu programowi do końca zaufać w obliczeniach
ewentualnie (2) na co zwrócić uwagę, oczywiście przy założeniu że wszystkie dane podam poprawne.
Z moich doświadczeń z programem wynika, że wykreślając zegar wertykalny,
nie umiejscawia on południa idealnie na dole tarczy,
jednak jak doczytałem, z opisów zegarów umieszczonych przez Darka,
to właśnie umieszczenie jej w tym miejscu świadczy o poprawności wykonania obliczeń zegara.
(3) -gdzie tak naprawdę powinna się znaleźć się godz 12, w stosunku do gnomonu,
by zegar był wykonany z zasadami sztuki,,zegarmistrzowskiej,,?
(4) -czy w umiejscowieniu godz 12 , trzeba wziąć poprawkę równania czasu?
(5) czy tabela równania czasu, którą też można wykreślić za pomocą programu jest poprawna
(6) -jak odczytywać czas na podstawie analemy, i czy warto ją mieścić na ,,cyferblacie,,
(7) -co tyczy się zegara poziomego : krótki / prawidłowo wyliczony /w stosunku do tarczy-gnomon pokazuje linie kalendarza
– czy sposobem na wydłużenie go,/IMO-dłuższy jest ładniejszy/ jest wykonanie na jego górnej krawędzi nacięcia, które służyłoby do oznaczania funkcji kalendarza?
(8) -czy warto - dla jednorazowych potrzeb amatorskich pokusić się o dokupienie wersji komercyjnej programu,
czy jest ona np. bardziej dokładna, lub umożliwia tworzenie potrzebnych , a w podstawowym programie niedostępnych rozwiązań.
Zresztą program udostępnia na próbę 2-godzinną wersję komercyjną - przy wcześniejszym przygotowaniu się do sprawy -
to aż nadto by wykonać obliczenia i wydrukować zegar.
Przepraszam,za dłuuugi post,
ale mam nadzieje że ewentualne odpowiedzi i wskazówki- pomogą nie tylko mnie, ale i innym osobom poszukującym takich informacji
pozdrawiam Radek

[Dharani]

Po kolei:
(1) Shadows jest jak najbardziej sprawnym narzędziem, choć uprzedzam, że nie koniecznie intuicyjnym i łatwym w obsłudze. W zasadzie prawda ta dotyczy każdego programu obliczającego zegary słoneczne. Jest w nich zwykle tak wiele opcji i pól do wypełnienia, że niekiedy można się pogubić. Ale nie musisz wcale korzystać z takiego oprogramowania, jeśli nie umiesz i obawiasz się o efekty. Istnieją metody może nie prostsze, ale gwarantujące więcej zabawy. Jeśli ktoś lubi liczyć, to może skorzystać ze wzorów trygonometrycznych i obliczyć wszystkie kąty. Lub jeśli ktoś lubi rysować, to może skorzystać z metody wykreślnej, która przez samą geometrię wyznaczy wszystko, co konieczne. W tym wypadku musisz tylko znać szerokość geograficzną i wartość deklinacji ściany. Tak naprawdę ta ostatnia rzecz jest najważniejsza. Oczywiście jak ze wszystkim istnieje przynajmniej kilka metod, ale najprościej chyba wejść na tę stronę (http://www.sundialatlas.eu/atlas.php?prt=1) i wyznaczenie deklinacji za pomocą znajdującego się tam narzędzia. Niestety jest ono zależne od Google Maps i dokładności map dla danego miejsca. Trzeba sprawdzić.

[Dharani]

Część Twoich pytań (3, 4, 6) dotyczy rodzaju czasu, jaki pokazuje zegar słoneczny. Możliwości jest kilka i to, co pokażesz na zegarze zależy wyłącznie od Ciebie:
1. czas miejscowy prawdziwy (słoneczny)
2. czas strefowy zimowy (właściwy czas słońca, ale dostosowany do południka wzorcowego strefy - 15°)
3. czas strefowy letni (tak jak wyżej, ale dla południka strefy sąsiedniej - 30°)

Południe (godz. 12.00) zawsze leży w płaszczyźnie południa - to jest prawdą wtedy, gdy zegar ma pokazać czas miejscowy, a nie strefowy. Żeby pokazać czas strefowy słoneczny trzeba wkalkulować jeszcze długość geo. dzielącą daną lokalizację od południka wzorcowego. Wtedy 12 już nie będzie na południku. Musisz zatem podjąć decyzję, co Twój zegar ma pokazywać. Najprościej chyba jest wykreślić zegar dla czasu lokalnego i obok zamieścić tabelę z poprawkami dla czasu średniego z już wkalkulowanymi poprawkami długości geo. Rozwiązanie takie zastosował np. Feliks Przypkowski w zegarze na kościele w Jędrzejowie. Analema (analemma) jest wykresem różnic między czasem lokalnym (lub strefowym) słonecznym a czasem średnim (odpowiednio lokalnym lub strefowym). Nodus umieszczony na gnomonie pomoże w odczycie czasu np. południa (12.00). Czy widziałeś kiedyś zegar na Rynku we Włodawie? To klasyczny zegar południowy, ale posiada on aż 3 skale - dla czasu lokalnego, strefowego zimowego i strefowego letniego. Do tego jest jeszcze równanie czasu do obliczania poprawek dla czasu średniego.

[Dharani]

(5) Tak, jak najbardziej. Można z niej skorzystać.

[Dharani]

(7) Tak, dłuższy prezentuje się lepiej, ale żeby pokazywał też daty musi mieć nodus. Istnieje na to przynajmniej kilka rozwiązań.

[aronde]

DZIĘKUJĘ BARDZO za odpowiedzi,sporobuje to teraz przetrawić i jakoś poukładać,
rzecz wydaje sie jeszcze bardziej skomlikowana, nieżnmyślałem na początku,
chyba jednak zdecyduje sie na zgar poziomy,który dzieki Twoim wskazówkom jestem w stanie taki narysować,
musi być z kalendarzem,bo mam być na nim ważna dla mnie data,zrobie go z piaskowca,w kształcie 8-kąta. 65/65 cm.
by uwzględnić lukę poludniową muszę znać szerokość gnomona- jak uważasz -jaka ona powinna być
- by był on stabiny nie odszkałcał sie np.na slońcu i mrozie, i nie straszył wyglądem,
wskazówkę wykonam zblachy miedzianej,w ktorej wytne szczelinę do ,,wyświetlania kalendarza,,
i umiejscowie ja w tym miejscu gdzie wg,programu,powinien się znaleść wierzchołek gnomona-
Czy moj tok myślenia jest dobry ?

[Dharani]

To nie jest aż tak szalenie trudne Trzeba po prostu zrozumieć kilka naprawdę podstawowych zasad i można działać. Najważniejsze jest określenie tego, jaki czas chcesz pokazywać. Kiedyś ludziom wystarczał czas Słońca i nikt nawet się nie zastanawiał nad tym, że czas miejsca pomiaru jest inny od czasu miejsca oddalonego o 10 km na wschód lub zachód. Na północ i południe czas jest taki sam. Czas prawdziwy słoneczny wystarczał. Ale potem wymyślono kolej i telegraf i już wtedy czas musiał być wspólny dla jakiegoś większego obszaru. Dlatego właśnie wprowadzono strefy czasowe. A jako, że państwa mają bardzo nierówne granice, to potem obszary państw należące fizycznie do kilku stref przyporządkowano do jednej, żeby w całym kraju była ta sama godzina. Podsumowując: w swojej najbardziej podstawowej postaci zegar słoneczny pokazuje właśnie czas miejscowy (prawdziwy, słoneczny). Żeby przeliczyć jego wskazania na czas zegarków, trzeba dodać (lub odjąć) wartość równania czasu powiększoną o odległość od południka głównego danej strefy czasowej.

[aronde]

Darek-przepraszam że tak Cię nekam,obiecuje że ogranicze pytania
ale co z tą szczelina na wskazówce-czy wycieta na ustalonej przez program wysokosci gnomonu
bedzie pokazywała kalendarz, i jaką proponujesz grubość gnomona
zdecydowalem sie na zegar wskazujący miejscowy czas słoneczny,tabelę równania czasu zrobie w programie
nie rezygnuje jednak z marzen o wertykalnym na dwoch ścianach,
mam moim zdaniem dobry pomysł, ale musze się jeszcze wiele nauczyc
a może uchylisz ciut tajemnicy i powiesz coś więcej o swoich planach zegarowych

[Dharani]

Absolutnie nie chcę ograniczania pytań Pytania dają wiedzę - pytającemu, czytającym (słuchającym), ale także odpowiadającemu, gdyż czasem i on przy okazji może sobie coś w głowie poukładać.
Położenie nodusa (czy to będzie szczelina, dziurka w kole czyli gnomon otworkowy, czy też kulka lub poprzeczny pręcik tworzący krzyż ze stylem) jest ściśle związane z wielkością zegara i tym samym kalendarza. To nie jest wielkość stała. Jeśli program wygenerował Ci określonej wielkości gnomon, to nic nie stoi na przeszkodzie, by w miejscu jego zakończenia umieścić nodus (uwzględniając oczywiście jego tym o grubość użytego materiału), a sam styl przedłużyć. Jego długość może być dowolna - ważny jest tylko ten jeden punkt dla poprawnego działania kalendarza.

Jeszcze innym rozwiązaniem dla długiego stylu i nodusa pokazującego datę może być tzw. gnomon podwójny stosowany w podwójnych zegarach horyzontalnych. Korzystając z jedynej mi teraz dostępnej metody wyjaśnienia (czyli słownej) powiem tak: to tak, jakby wziąć ten pierwotnie zaprojektowany przez program gnomon, który w tym momencie zapewne jest zwyczajnym prostokątem, i przedłużyć tylko jeden jego bok (przeciwprostokątną). Ten rożek wypadający na złączeniu pierwotnego trójkąta z przedłużonym bokiem jest wtedy nodusem.

Oczywiście trzeba zawsze pamiętać o tym, o czym już przed chwilą wspominałem, a mianowicie że grubość materiału ma znaczenie. I to we wszystkich wymiarach, więc takie rzeczy trzeba robić bardzo rozważnie. Jestem teraz w pracy i nie mam żadnych materiałów by to zobrazować, ale przypuszczam, że wystarczy wrzucić w Google'a hasło "double horizontal sundial", by zobaczyć przynajmniej kilka przykładów wspomnianego gnomona. Inna ważna rzecz jest taka, że każdy typ gnomona i nodusa, a także ich połączeń, ma swoje zady i walety. Najwięcej problemów z nodusem typu wcięcie, krzyżyk czy kulka jest zawsze w okolicach południa. Nawet ten podwójny ma wtedy pewne problemu. Nie ma ich gnomon otworkowy, ale ten z kolei raczej słabo się sprawdza w zegarach horyzontalnych. Idealnie za to przez cały dziań działają nodusy oparte o pionową kolumnę, która jednocześnie eliminuje cały gnomon, co z kolei osłabia wizualność poziomego zegara (po prostu ta kolumna jest krótka), no ale coś za coś. Istnieją też i inne bolączki nodusów. Jeszcze innym rozwiązaniem zegara horyzontalnego z kalendarzem jest tak zwany zegar bifilar (jeszcze nie ma polskiej nazwy), w którym nodusem jest przecięcie dwóch drucików rozpiętych sztywno nad powierzchnią tarczy zegara.

Problemem tej dyskusji jest nie sama ilość pytań, ale brak możliwości unaocznienia wszystkich omawianych zagadnień. Czasem nawet pewnie by nie wystarczyło samo narysowanie czegoś. Potrzeba by tu niezwykle rozwiniętej wyobraźni przestrzennej i sporej wiedzy o zasadach perspektywy i rzutach. Kiedyś przy omawianiu zagadnień gnomonicznych osobne rozdziały ksiąg zawierały wiedzę na temat optyki i perspektywy. Ale to inna sprawa OK, to w temacie tego pytania

[Dharani]

Grubość gnomona zależna jest jak sądzę od samego rozmiaru zegara. Oczywiście można to zrobić na 100 sposobów zależnie od inwencji twórcy. Musi być na tyle sztywny, by nie działała na niego pogoda, trwały, dobrze zamocowany do tarczy (gdyby na przykład ktoś nagle zachciał użyć go do innego celu ) Ostatnio pewien student z Rzeczowa projektował zegar horyzontalny na pracę inżynierską. Wymyślił sobie, że tarcza będzie miała metr średnicy, więc gnomon jest i długi i gruby - ma aż 2 cm. Warto tylko uwzględnić jego grubość w geometrii tarczy (luka południowa).