W?a?nie teraz, jesieni? 2013 roku, ukaza? si? drukiem kartonowy model uniwersalnego, równikowego zegara s?onecznego [1]. Dzi?ki temu, ka?dy ma wreszcie mo?liwo??, aby od r?ki zosta? posiadaczem funkcjonalnego zegara s?onecznego, który bardzo ?atwo mo?na samemu dostosowa? do konkretnej lokalizacji. Któ? bowiem nie chcia?by u?ywa? zegara odmierzaj?cego tylko s?oneczne godziny? Przeznaczenie Najwa?niejszym zadaniem modelu jest inspiracja do dobrej zabawy podczas budowy, ustawiania i korzystania z w?asnego zegara s?onecznego. Pomimo swoich stosunkowo niewielkich rozmiarów, zastosowania niewyszukanych materia?ów i prostej konstrukcji, ten kartonowy model jest w istocie w pe?ni funkcjonalnym zegarem równikowym. Zosta? on zaprojektowany jako tzw. zabawka edukacyjna w ten sposób, aby U?ytkownik mia? okazj? sam odkrywa? jego dodatkowe mo?liwo?ci. Wydruk zawiera wszystkie niezb?dne informacje, potrzebne do dostosowania zegara do konkretnej lokalizacji i jego wszechstronnego u?ytkowania. Umo?liwia to zastosowanie zegara nie tylko do wyznaczania czasu, ale tak?e do praktycznego prze?wiczenia naturalnych metod orientacji w terenie i prostych obserwacji astronomicznych, zwi?zanych z pozornym ruchem S?o?ca na sferze niebieskiej. Mi?o?nikom gnomoniki model mo?e by? polecany jako testowy zegar s?oneczny, u?atwiaj?cy wybór potencjalnej lokalizacji pod instalacj? zegara stacjonarnego, a tak?e jako wzorzec, s?u??cy do odrysowywania i projektowania innych, w?asnych czasomierzy s?onecznych. Dzi?ki oryginalnej formie graficznej zegara, nawi?zuj?cej do stylistyki historycznych przyrz?dów, mo?e on by? równie? traktowany jako niebanalna ozdoba, pami?tka lub prezent. Warto przy tym pami?ta?, ?e dawne przeno?ne czasomierze s?oneczne pe?ni?y funkcj? zegarów osobistych na d?ugo przed pojawieniem si? zegarków mechanicznych, czy elektronicznych. Stosunkowo niewielki koszt (porównywalny z cen? gazety) pozwala wykorzysta? ten model w masowych imprezach popularyzuj?cych nauki ?cis?e i przyrodnicze oraz histori? i histori? nauki. Model zegara powsta? z my?l? o u?ytkowaniu na terytorium Polski, lecz w zasadzie równie dobrze nadaje si? do wykorzystania w dowolnym miejscu na obszarze ca?ej pó?kuli pó?nocnej. Opis Model zosta? starannie opracowany pod wzgl?dem merytorycznym i estetycznym. Jak ka?dy zegar równikowy tego typu, tak?e i ten sk?ada si? z dwóch tarcz: zimowej i letniej, umieszczonych po dwóch stronach arkusza kartonu w formacie A4 (z mo?liwo?ci? z?o?enia na pó? do formatu A5). Dwustronny kolorowy wydruk na grubym kartonie jest laminowany, dzi?ki czemu zegar uzyskuje odpowiedni? sztywno?? i trwa?o??. Zakres godzin na tarczy letniej przebiega od 4 rano do 20, natomiast na tarczy zimowej od 6 rano do 18, z wykre?lonymi liniami godzinowymi i pó?godzinnymi oraz podzia?k? co 5 minut, naniesion? na skali umieszczonej na obwodzie tarczy. Zaznaczono równie? g?ówne kierunki geograficzne, które pomog? prawid?owo zorientowa? zegar oraz zinterpretowa? obserwacje po?o?enia S?o?ca. Na wydruku pod tarcz? letni? zamieszczono szczegó?ow? instrukcj? przygotowania zegara do pracy dla aktualnej lokalizacji. W ustaleniu bie??cej warto?ci szeroko?ci geograficznej pomocna mo?e by? schematyczna mapka zamieszczona obok tarczy zimowej i orientacyjna lista polskich miejscowo?ci podana u do?u arkusza. Monta? zegara, dzi?ki pogl?dowym rysunkom przedstawiaj?cym ca?? sekwencj? sk?adania, jest bardzo ?atwy. Mo?e by? przeprowadzony samodzielnie przez dziecko w wieku 10-12 lat, a przy niewielkiej pomocy opiekunów tak?e przez m?odsze dzieci. Do monta?u potrzebne b?d? jedynie: linijka, no?yczki i s?omka (taka, jak do napojów), która b?dzie odgrywa?a rol? wskazówki (tzw. polosa), oraz ewentualnie gumka-recepturka, szpilka, spinacz, lub kawa?ek ta?my klej?cej, które zamocowane do wskazówki mog? pe?ni funkcj? ogranicznika, pomocnego przy unieruchomieniu tarczy w odpowiedniej pozycji. Dzi?ki temu, ?e w modelu jest ju? wykonany okr?g?y otwór na wskazówk?, a pozosta?e linie prostych naci?? s? czytelnie zaznaczone, monta? zegara jest niemal?e natychmiastowy. Preferowana ?rednica s?omki wynosi 4 mm, ale zegar mo?na stosunkowo ?atwo przystosowa? do s?omki o innej ?rednicy. Zamiast s?omki mo?na wykorzysta? inne przedmioty, takie jak: patyczek, o?ówek, itp., pod warunkiem, ?e s? one proste i maj? g?adkie powierzchnie. Ze wzgl?du na mo?liwo?? wykorzystania w charakterze wskazówki s?omki (lub patyczka) o dowolnej ?rednicy – tj. takiej, jak? aktualnie dysponuje U?ytkownik – grubo?? wskazówki nie zosta?a uwzgl?dniona na skali godzinowej cyferblatu. Dlatego nale?y przyj??, ?e aktualny czas na tarczy zegara (tzw. lokalny prawdziwy czas s?oneczny) wskazuje po prostu ?rodek cienia s?omki (wskazówki). Dok?adno?? odczytu czasu zale?y od grubo?ci wskazówki oraz staranno?ci U?ytkownika i mo?e zawiera? si? w granicach od 5 do 15 minut. Inn? spraw? jest to, ?e tak jak ka?dy zegar s?oneczny, równie? i ten czasomierz wskazuje lokalny prawdziwy czas s?oneczny, który ró?ni si? od stosowanego w ?yciu codziennym czasu cywilnego (oficjalnego). Na dodatek ró?nica ta zmienia si? w ci?gu roku i zale?y jeszcze od d?ugo?ci geograficznej, na jakiej u?ywany jest zegar. Pod tarcz? zimow? zegara podano wi?c nie tylko dok?adn? instrukcj? prawid?owego ustawienia czasomierza, ale równie? przeliczenia jego wskaza? na czas cywilny. Niezb?dne dane zebrano w formie dwóch tabel, zawieraj?cych warto?ci odpowiednich poprawek. Sposób ich wykorzystania zilustrowano jasnym przyk?adem liczbowym. Zamieszczenie instrukcji u?ytkowania zegara w tym w?a?nie miejscu zosta?o dobrze przemy?lane. Dzi?ki temu, po zmontowaniu zegara do pozycji roboczej, ta cz??? opisu jest nadal widoczna i mo?na si? do niej na bie??co odwo?ywa? w trakcie normalnego u?ytkowania czasomierza. Warto doda?, ?e zebrane informacje mog? by? z powodzeniem zastosowane równie? do wi?kszo?ci innych, najbardziej rozpowszechnionych rodzajów zegarów s?onecznych (wertykalnych i horyzontalnych), tak?e tych stacjonarnych. U?ytkowanie Naturalnym mankamentem zegara równikowego jest brak mo?liwo?ci korzystania z niego w dniach bliskich równonocy wiosennej i jesiennej. W tym bowiem czasie "s?o?ce przenosi si?" z jednej tarczy na drug?. Nast?pna niedogodno?? w u?ytkowaniu tego typu zegara s?onecznego równie? jest naturaln? konsekwencj? zasady jego dzia?ania. Polega ona na nieco utrudnionym korzystaniu z tarczy zimowej, gdy w okresie od równonocy jesiennej do wiosennej wskazania zegara trzeba odczytywa? zerkaj?c na t? tarcz? niejako od do?u. Natomiast niew?tpliw? zalet? zegara s?onecznego typu równikowego jest jego prostota i uniwersalno??, przejawiaj?ce si? równ? (jednostajn?) podzia?k? skali godzinowej, która jest zawsze taka sama, niezale?nie od miejsca lokalizacji czasomierza. Z tego wzgl?du zegar równikowy nadaje si? doskonale do roli zegara przeno?nego (podró?nego). Trzeba jedynie zadba? o odpowiednie nachylenie tarczy zegara (i wskazówki) – adekwatnie do bie??cej szeroko?ci geograficznej oraz w?a?ciwe ustawienie czasomierza wzgl?dem lokalnego po?udnika, w czym pomo?e – jak ju? wspomniano – przyst?pnie napisana instrukcja. Zastosowania Poza swoim podstawowym zadaniem wskazania aktualnego czasu dziennego (godzinowego), s?oneczny zegar równikowy mo?e pe?ni? równie? wi?cej funkcji. Jednym z opisanych w modelu sposobów wykorzystania zegara równikowego jest u?ycie go do wyznaczenia kierunków stron ?wiata i orientacji w terenie. Do takiej roli zegara s?onecznego nawi?zuje zreszt? jego dawna polska nazwa – kompas s?oneczny. Kolejn? funkcj?, któr? mog? realizowa? czasomierze s?oneczne, jest odmierzanie dat kalendarzowych. Ka?da tarcza modelowego zegara ozdobiona jest graficznymi symbolami sze?ciu znaków zodiaku, w?a?ciwymi dla danej po?owy roku (na tarczy zimowej odpowiadaj? one okresowi jesienno-zimowemu, na tarczy letniej – wiosenno-letniemu). U?ytkownik mo?e zmodyfikowa? tarcze wed?ug swoich indywidualnych potrzeb – wyrysowuj?c na nich dodatkowe linie (poprzeczne wzgl?dem linii godzinowych), wyznaczone przez poruszaj?cy si? w ci?gu danego dnia cie? jakiego? znacznika (tzw. nodusa), np. w postaci szpilki przymocowanej na sta?e do wskazówki. W ten sposób zaznaczona zostaje konkretna data kalendarzowa zwi?zana np. z wa?nym wydarzeniem, rocznic?, itp. Specyficzn? w?asno?ci? czasomierzy s?onecznych jest to, ?e poza granicznymi liniami wyznaczaj?cymi daty przesile?, ka?da z pozosta?ych linii kalendarzowych odpowiada dwóm dniom, nale??cym do dwóch ró?nych pór roku (jesieni i zimy, lub wiosny i lata). Rola w edukacji i popularyzacji Pomimo niew?tpliwych walorów edukacyjnych [2] i du?ego potencja?u popularyzatorskiego [3] zegara s?onecznego do tej pory brak by?o odpowiedniego modelu, który móg?by by? wykorzystywany w skali ca?ego kraju. Intencj? autora jest zape?ni? t? luk?, dostarczaj?c ogólnie dost?pny, ?atwy w wykonaniu i u?ytkowaniu model zegara uniwersalnego, który pomimo swej prostoty b?dzie przekazywa? istotne tre?ci edukacyjne. Warto zauwa?y?, ?e praca zegara równikowego doskonale ilustruje astronomiczne uwarunkowania wyst?powania pór roku na Ziemi. Zw?aszcza naturalne zjawisko zmiany tarczy roboczej, zachodz?ce dwa razy w roku, ?wietnie akcentuje pozorne przej?cie S?o?ca przez równik, mi?dzy pó?nocn? i po?udniow? pó?kul?. Dzi?ki temu model zegara równikowego mo?na wykorzysta? tak?e jako warto?ciow? pomoc naukow? w zakresie geografii i astronomii. Nawi?zuj?c do funkcji edukacyjnych na tarczy zegara rozmieszczono schematyczne rysunki globu, przedstawiaj?ce iluminacj? Ziemi: na tarczy zimowej – w dniu przesilenia zimowego, na tarczy letniej – w dniu przesilenia letniego. W ?rodku tarczy, wzorem dawnych zegarów s?onecznych umieszczono symboliczne przedstawienie S?o?ca. Rysunki te utrzymane s? w stylu starych rycin z atlasów i tablic astronomicznych, przez co nadaj? one ca?emu zegarowi oryginalny wygl?d, nawi?zuj?cy nieco do historycznych instrumentów naukowych. Ponadto na schematach globu ziemskiego czerwon? kropk? zaznaczono aktualne dla danej godziny po?o?enie zegara w odniesieniu do kierunku (azymutu) S?o?ca i granicy cienia, dziel?cej glob na cz??? dzienn? i nocn?. W ten sposób zilustrowano, jak dobowy ruch wirowy Ziemi przek?ada si? na pozorny ruch S?o?ca na sferze niebieskiej. Pomaga to zinterpretowa? obserwacje po?o?enia S?o?ca i skorelowa? je ze wskazaniami zegara. Warto przypomnie?, ?e wywodz?cy si? z antycznej cywilizacji zegar s?oneczny nale?y do najstarszych instrumentów naukowych. Idea pomiaru czasu za pomoc? przyrz?du pozbawionego ruchomych cz??ci nadal imponuje prostot?. W istocie zasada dzia?ania zegara s?onecznego wykorzystuje zadziwiaj?co precyzyjny, jak na swoj? skal? wielko?ci, mechanizm Uk?adu S?onecznego. Dla osób zainteresowanych zg??bieniem historii rozwoju gnomoniki – dawnego dzia?u astronomii dotycz?cego zegarów s?onecznych, gwiazdowych i ksi??ycowych – podano odno?nik do polskiego portalu gnomonika.pl oraz artyku?u [4], gdzie znale?? mo?na dalsze informacje na temat zarówno historycznych, jak i wspó?czesnych zegarów s?onecznych. W górnej cz??ci tarczy zegarowej, w miejscu wolnym od linii godzinowych, w roli motta zegara umieszczono cytat z dzie?a Miko?aja Kopernika De revolutionibus: "A w ?rodku wszystkich ma sw? siedzib? S?o?ce" – na tarczy letniej w j?zyku polskim, a na zimowej w oryginale – po ?acinie. Cytat ten jest kwintesencj? teorii heliocentrycznej i trafnie nawi?zuje do kluczowej roli S?o?ca w naszym uk?adzie planetarnym. Ponadto obecno?? tej sentencji przypomina o astronomicznych podstawach rachuby czasu. Tablica s?oneczna Kopernika na zamku w Olsztynie jest jedynym zachowanym dzisiaj oryginalnym instrumentem obserwacyjnym wielkiego astronoma. Pos?u?y?a mu ona do bada? maj?cych na celu m.in. zreformowanie systemu kalendarza julia?skiego. Warto wiedzie?, ?e tak?e wspó?cze?nie, w dobie nadzwyczaj dok?adnych i niezawodnych zegarów atomowych i optycznych, nasz? skal? czasu u?ywan? w ?yciu codziennym dopasowuje si? co pewien czas do rytmu (niezupe?nie regularnego, jak si? okazuje), wyznaczanego przez momenty górowania S?o?ca na niebie. Model zegara stymuluje wyobra?ni? i pozwala lepiej zrozumie? astronomiczne podstawy dzia?ania zegarów s?onecznych. Jak ?atwo si? przekona?, równikowy zegar s?oneczny odmierza godziny równe, a wi?c takie, które le?? u podstaw wspó?czesnego systemu pomiaru czasu matematycznego. Przed bardziej dociekliwym U?ytkownikiem otwiera si? mo?liwo?? badania znaczenia, jakie dla pomiaru czasu matematycznego (jednostajnego) ma warunek ustawienia wskazówki (polosa) wzd?u? osi obrotu Ziemi. Rozwa?ania na ten temat mo?na wspomóc samodzielnymi do?wiadczeniami – do tego celu zegar równikowy nadaje si? wr?cz idealnie. Kolejnym zadaniem, jakie mo?e spróbowa? rozwi?za? U?ytkownik modelu, jest wyja?nienie, dlaczego skale godzinowe zegarów horyzontalnych i równikowych, które przecie? tak?e odmierzaj? godziny równe, tak zasadniczo ró?ni? si? od jednostajnej skali godzinowej zegara równikowego. Nast?pnym intryguj?cym zagadnieniem, lecz ju? nieco trudniejszym – odwo?uj?cym si? do specyfiki ruchu obiegowego Ziemi wokó? S?o?ca, jest okre?lenie ?róde? ró?nicy wskaza? zegara s?onecznego i czasu oficjalnego. W tym miejscu powraca tak?e sprawa kontekstu historycznego i geograficznego, zwi?zanego z wprowadzeniem stref czasowych. Jak wida? model zegara mo?na wykorzysta? na wiele sposobów i u?y? do popularyzacji ró?nych dziedzin wiedzy, takich jak: astronomia, geografia i historia nauki. Dost?pno?? Dzi?ki zamieszczeniu sentencji nawi?zuj?cej do dzie?a Miko?aja Kopernika model zegara nabiera charakteru swoistej pami?tki naukowej z Torunia, który jest nie tylko rodzinnym miastem Kopernika, ale równie? o?rodkiem nowoczesnej astronomii, uprawianej na Uniwersytecie Miko?aja Kopernika i Zak?adzie Astrofizyki Centrum Astronomicznego PAN im. Miko?aja Kopernika. W tak?, stosunkowo niedrog? pami?tk? z ?atwo?ci? b?dzie si? móg? zaopatrzy? ka?dy turysta odwiedzaj?cy Toru?. Modele zegara mo?na bowiem znale?? m.in. w: toru?skim Planetarium, sklepikach i kramach z pami?tkami porozrzucanymi na Starówce, ksi?garniach w Centrum miasta i toru?skim Centrum Nowoczesno?ci "M?yn Wiedzy". Dla osób nieplanuj?cych obecnie wizyty w Toruniu sprzeda? detaliczn? modelu ju? wkrótce b?dzie prowadzi sklep internetowy Eksperymentuj! (http://www.eksperymentuj.pl/). Ze wzgl?du na walory edukacyjne modelu i uniwersalno?? jego zegara wskazane by?oby, aby docelowo model ten znalaz? si? równie? w ofercie sklepików funkcjonuj?cych przy innych instytucjach zajmuj?cych si? popularyzacj? nauki, planetariach i muzeach zwi?zanych z postaci? Miko?aja Kopernika oraz histori? nauki i techniki. Podsumowanie Nale?y mie? nadziej?, ?e ka?dy U?ytkownik modelu uniwersalnego zegara s?onecznego znajdzie w nim co? ciekawego dla siebie i wykorzysta go do rozwoju w?asnych zainteresowa?. Cz??? osób zapewne zadowoli si? jedynie mo?liwo?ci? wypróbowania dawnej metody pomiaru czasu. Niew?tpliwie u?ytkowanie samodzielnie wykonanego zegara s?onecznego b?dzie ?ród?em satysfakcji dla wielu osób. By? mo?e niektórzy U?ytkownicy zechc? tak?e skorzysta? z dodatkowych funkcji oferowanych przez ten model i odkrywanie tych mo?liwo?ci b?dzie dla nich ?ród?em dobrej zabawy. Mo?liwe nawet, ?e dla kogo? zegar s?oneczny stanie si?, wzorem Miko?aja Kopernika, inspiracj? do podj?cia w?asnych obserwacji astronomicznych. Z kolei dla osób o zainteresowaniach humanistycznych najbardziej atrakcyjny mo?e okaza? si? kontekst historyczny i ?wiadomo?? przynale?no?ci idei zegara s?onecznego do fundamentu dziedzictwa cywilizacyjnego. Mo?na w ko?cu przypuszcza?, ?e u wielu osób zegar s?oneczny wywo?a równie? ogóln? refleksj? nad naturalnym rytmem ca?ej Przyrody, wyznaczanym przez pozorn? w?drówk? S?o?ca po niebie. W odczuciu autora ka?dy z tych wyników b?dzie udan? realizacj? celu, dla którego powsta? ów model. Wi?cej informacji pod adresem e-mail autora: przeciu[AT]fizyka.umk.pl

Przypisy

• Autorem opracowania jest Krzysztof Przegi?tka, a przygotowanie do druku wykona?o Wydawnictwo Toru?skiego Oddzia?u Towarzystwa Naukowego Organizacji i Kierownictwa "Dom Organizatora".
• Zegar s?oneczny jako przyrz?d dydaktyczny; Maria Pa?ków; Urania – Post?py Astronomii, nr 3 (699), 2002, str.: 132-136.
• Zegary s?oneczne Torunia: warsztaty, wyk?ady i spotkania; Dariusz Oczki; Urania – Post?py Astronomii, nr 4 (754), 2011, str. 174; http://gnomonika.pl/news.php?id=50.
• Dawne i wspó?czesne zegary s?oneczne w Toruniu na tle rozwoju metod pomiaru czasu
  K Przegi?tka, M Przegi?tka, A Strobel, Rocznik Muzeum Okr?gowego w Toruniu, t. XVIII, 2009, str.: 33-61; http://repozytorium.umk.pl/handle/item/

Komentarze z Forum