zonnewijzer
Een zonnewijzer gebruikt de materie van de zon aan de hemel, de tijd van de zon . De lijnvormige zonneschaduw van een stok wordt meestal als wijzer gebruikt. Overdag draait de schaduw rond het bevestigingspunt van de staaf op de wijzerplaat , die wordt geschaald met de uren van de dag. De verscheidenheid aan uitgevoerde zonnewijzers is voornamelijk gebaseerd op de verschillende vorm en oriëntatie van de wijzerplaat. De meest voorkomende variant is de verticale zonnewijzer met platte wijzerplaat, vaak op een bouwmuur. [1] [2]
Zonnewijzers worden al sinds de oudheid gebruikt en waren vooral bedoeld als men aan het begin van de 19e eeuw over klokken sprak. Tot het begin van de 20e eeuw werden ze nog gebruikt, beperkt tot het weergeven van het middaguur (zogenaamde middagwijs ), om mechanische klokken die nog te onnauwkeurig waren af te stellen. [3] Tegenwoordig worden ze vaak alleen gebruikt als decoratie op gebouwen, in tuinen en in parken.Moderne zonnewijzers met een relatief complex ontwerp - bijvoorbeeld met Bernhardt-roller of de Helios-zonnewijzer - kunnen zelfs alle seizoenen de "officiële" tijd instellen tot op de minuut, bijvoorbeeld CET of CEST .
Op sommige zonnewijzers wordt de lengte van de staafschaduw ook gebruikt als indicatie van de kalenderdatum : op een verticale zonnewijzer is de schaduw lang in de lente en zomer en kort in de herfst en winter .
De stand van de zon aan de hemel
Afbeelding van de zon als schaduwpunt ( gnomonische projectie ) of als schaduwlijn op de zonnewijzer (onder, vergroot)
Uurlijnen grijs en blauw; Dagelijkse lijnen: groen, rood en cyaan
Hoek coördineert uur hoek en declinatiehoek
De som van alle mogelijke plaatsen van de zon aan de hemel (stand van de zon) is de helft van het oppervlak van een halve laag van de hemelbol begrensd door de horizon en de twee tropen . In het oosten en in het westen begrenst de horizon het verloop van de dag van de zon, die kan worden aangegeven met de variabele uurhoek (figuur links, hierboven). De jaarlijkse beweging van de zon vindt plaats tussen de tropen en wordt aangegeven met zijn variabele declinatiehoek .
De twee hoeken die de stand van de zon aangeven (figuur rechts) kunnen afzonderlijk worden geïnterpreteerd:
- de uurhoek als tijd van de dag en
- de declinatiehoek als kalenderdatum.
Functie van een zonnewijzer
Illustratie van de zon als schaduw
Een schaduwwerppunt ( nodus ) creëert een schaduwpunt van de zon. Zon en lucht (die de cirkels vertegenwoordigen die erop worden voorgesteld) worden tweedimensionaal op de wijzerplaat afgebeeld in een centrale projectie (zoals bij de camera) - hier in de zogenaamde gnomonische projectie (linker figuur, hieronder; de wijzerplaat kan in principe elke vorm en oriëntatie). [4] Twee coördinaatwaarden zijn voldoende om de positie van een punt in een vlak te specificeren. Omgekeerd: In de positie van het schaduwpunt worden de waarden gecodeerd van de twee hoekcoördinaten die de locatie van de zon op de hemelbol karakteriseren. De decodering vindt plaats met behulp van het lijnnetwerk van de afgebeelde denkbeeldige hemelcirkels:
- De radiale lijnen differentiëren de uurhoek, ze worden geschaald met dagelijkse uren (in Midden-Europa 16 lijnen voor 16-urige dagen in de zomer).
- De hyperbolen maken onderscheid tussen de declinatiehoek, ze worden geschaald met kalendergegevens (traditioneel 6 hyperbolen en 1 rechte lijn voor 12 kalenderdagen in het jaar, 5 lijnen die twee keer worden gebruikt voor 2 kalenderdagen elk).
Theoretisch is het middelpunt M van de hemelbol het middelpunt van de aarde. Het knooppunt dat in M is gepositioneerd, kan zich echter iets boven het aardoppervlak bevinden zonder merkbare fouten. De hemelbol met de afstand tot de zon als straal is zo groot in vergelijking met de aarde dat elke plaats op, op of nabij de aarde als middelpunt kan worden beschouwd.
Bij gebruik van een schaduwwerpstok ( paalstok , aangezien deze naar de hemelpolen wijst), wordt de weergave van de kalenderdag geëlimineerd. Het voordeel is dat de resulterende lijnvormige balkschaduw opvallender en sneller herkenbaar is dan het schaduwpunt. Het principe van de projectie komt overeen met het beeld met een cilindrische lens. [5] Een punt (de zon) wordt afgebeeld als een lijn (schaduwlijn) in één dimensie. De schaduwstok moet zich in de hemelas bevinden waarin alle denkbeeldige uurcirkels op de hemelbol elkaar snijden. Het is dus correct uitgelijnd voor het in kaart brengen van alle uurcirkels op uurlijnen. De poolschaduw valt op hetzelfde tijdstip van de dag op dezelfde daglijn, ongeacht welke dag van het jaar het is. Overdag draait het rond het snijpunt van de radiale uurlijnen (basis van de poolstaaf) en valt elk uur op een geschaalde uurlijn.
De omkering van het beeld door middel van licht in plaats van schaduw komt ook voor bij zonnewijzers. Puntlicht wordt gegenereerd door een gaatje (zoals een gaatjescamera ) en lijnlicht wordt gegenereerd door een spleet.
Waarden van uur en declinatiehoeken
De schijnbare dagelijkse beweging van de zon rond de aarde vindt ongeveer op een cirkel op de hemelbol plaats . De tijd die nodig is voor een volledige baan is de zonnige dag (ook burgerlijke dag of kalenderdag). Een van de 24 even lange ( equinox ) uren van de hele dag komt overeen met de beweging van de zon over 15 ° (360 ° ÷ 24 = 15 °). Op de horizontale zonnewijzer wijken de hoeken tussen de uurlijnen af van de waarde 15° (de gemiddelde waarde van 12 tussenliggende hoeken symmetrisch verdeeld over de uurlijn van de ware middag is 15°).
De zon culmineert in de zomer om 12.00 uur 2 × 23,5 ° hoger boven het zuidelijk punt (noordelijk halfrond van de aarde) van de horizon dan in de winter. Doorslaggevend voor de jaarlijks wisselende hoogtepunt is dat de aarde as die een hoek van 23,5 ° ten opzichte van de baan van de aarde, niet draait om de zon, maar behoudt zijn richting ten opzichte van de sterren in de baan van de zon ( excenterbeweging , grenzend figuur). De zon lijkt elke dag in een andere parallelle cirkel aan de hemel te bewegen. Op de zonnewijzer zijn deze weergegeven als hyperbolische kalenderdaglijnen vanaf het punt dat de schaduw werpt.
Vergelijking tussen het knoop- en poolstaafprincipe
In de oudheid was de tweedimensionale weergave door middel van nodus gebruikelijk en noodzakelijk, omdat de te tonen tijdelijke uren , die veranderen met het seizoen, een functie zijn van zowel de uurhoek als de declinatiehoek. De punt van een verticale staf, de gnomon , werd gebruikt als de nodus, die het veld van de gnomonics zijn naam gaf. Een centrale projectie met het projecterende punt in het midden van het af te beelden lichaam wordt daarom in het algemeen een gnomonische projectie genoemd.
Mechanische klokken werden uitgevonden in de late middeleeuwen , wat leidde tot de constante equinox, onafhankelijk van het seizoen, in openbaar gebruik. Een eendimensionale afbeelding met een paalstok is voldoende om dit type uur op een zonnewijzer weer te geven. De schaduwlijn is in relatie tot de uurlijnen op de wijzerplaat beter af te lezen dan de schaduwpunt van de Nodus. Bovendien draait het, net als de wijzer van een mechanisch horloge, rond een punt (de basis van de stok). [6] Dit zijn de redenen waarom zonnewijzers met een poolstaaf vaker voorkomen dan die met een nodus.
De nodus was na de overgang naar de equinox eigenlijk niet meer nodig, maar werd nog naast de poolstaaf gebruikt. [7] Moderne zonnewijzers, die rekening houden met de zogenaamde tijdsvereffening in de weergave, hebben weer de puntweergave nodig, omdat deze "vergelijking" een functie is van het seizoen.
Tijdweergave
De weergave van de tijd van de dag is de eigenlijke functie van een zonnewijzer. Vergeleken met de mechanische en elektronische klokken die gewoonlijk worden gebruikt, is de zonnewijzer behoorlijk "fout" omdat de schijnbare beweging van de zon niet uniform is. Tot de uitvinding van de mechanische wielklok aan het einde van de middeleeuwen was deze "fout" niet van belang. Men zou gemakkelijk kunnen aanvaarden dat de werkelijke zonnetijd over het jaar ongeveer ± 5 minuten afweek van de gelijkmatige looptijd in het zomerhalfjaar, in het winterhalfjaar zelfs tot ongeveer ± 15 minuten. Het grote publiek had hier geen weet van. Dat had ook geen zin, want er was geen betere continu metende klok dan de zonnewijzer. Alleen astronomen wisten van de ongelijkmatige loop van de zon en corrigeerden de gemeten zonnetijd ( ware zonnetijd ) met de zogenaamde tijdsvergelijking , die Ptolemaeus al kende, tot de gelijkmatig verstrijkende tijd ( gemiddelde zonnetijd ) om hun waarnemingen beter te interpreteren.
De tijd gemeten met een gewone zonnewijzer verschilt van die gemeten op plaatsen met een andere geografische lengte . Dit wordt de echte lokale tijd van de plaats van installatie genoemd (alleen hetzelfde op plaatsen met dezelfde lengtegraad). Sommige zonnewijzers zijn echter niet geschaald voor de echte lokale tijd op de plaats van installatie, maar eerder voor de echte lokale tijd op de referentielengte van de wettelijk toegepaste zonetijd , b.v. B. voor de ware lokale tijd op de 15e lengtegraad oost (CET) of op de 30e lengtegraad oost (CEST). Deze weergave wijkt af van de zonetijd - de gemiddelde lokale tijd op de referentiemeridiaan - door de tijdsvereffening. Zonnewijzers met correctie van de tijdsvereffening zijn relatief zeldzaam omdat de daarvoor benodigde constructie complex is.
boven: WOZ (X tot II uur), midden: CET
onder: CEST (10.00 tot 18.00 uur, cijfers over elkaar)
CET- en CEST-weergave met fouten in de tijdsvereffening
In de volgende beschrijvingen wordt rekening gehouden met de volgende onderscheidende kenmerken bij het meten van de tijd van de dag met behulp van een zonnewijzer:
- de duur van de anders gedefinieerde uren,
- de start van de telling voor de anders gedefinieerde uren,
- de fluctuatie gedurende het jaar te compenseren met de tijdsvereffening.
Op deze manier worden de uren weergegeven op de nog bestaande historische zonnewijzers, die anders zijn gedefinieerd dan vandaag, en de moderne correctie voor de weergave van de constant lopende tijd (gemiddelde zonnetijd).
Weergave in equinoxuren
De equinoxuren, die sinds het einde van de middeleeuwen tot vandaag gelden, kunnen met voordeel (lijnvormige schaduw) als ware lokale tijd (WOZ) worden weergegeven bij gebruik van een poolstok. De schaal kan ook worden weergegeven voor de WOZ van de referentiemeridiaan van de tijdzone (afbeelding: verticale zonnewijzer voor equinoctiale uren ), die echter over het jaar fluctueert ten opzichte van de officiële tijd. Moderne zonnewijzers met toegepaste tijdsvereffening hebben opnieuw de historisch oudere nodus nodig voor weergave.
Weergave van de gemiddelde tijd van de dag
Zonnewijzers die de tijdsvereffening toepassen hebben b.v. B. in plaats van rechte uurlijnen in de vorm van een analemma , waarop het uur wordt weergegeven met behulp van een schaduwvlek (foto: verticale zonnewijzer voor gemiddelde lokale tijd in München ). Om verwarringsvrij lezen mogelijk te maken, wordt de analemmalus vaak in twee delen verdeeld en bevestigd aan twee wijzerplaten, die twee keer per jaar worden verwisseld. Een andere mogelijkheid is om de zonnewijzer te verdubbelen, waarbij elke halve zonnewijzer is voorzien van een helft van de analemmalus (zie onderstaande afbeelding, cilindrische zonnewijzer voor gemiddelde lokale tijd (MOZ) ). Dergelijke klokken worden meestal gebruikt voor het meten van de zonetijd (bijvoorbeeld CET en/of CEST).
Weergave in tijdelijke uren
In het geval van de tijdelijke uren van de dag die in de oudheid werden gebruikt, is de lengte afhankelijk van het seizoen (parameter: zonnedeclinatie). De heldere dag, die in de loop van het jaar varieert, is verdeeld in twaalf gelijke uren. De tijdsvereffening "fout" is altijd inbegrepen, omdat het referentiepunt de middag is, die fluctueert over het jaar en die voortvloeit uit de tijden voor zonsopgang en zonsondergang.
Tijdelijke uren kunnen alleen worden weergegeven met puntvormige schaduwen op een tweedimensionale schaal. Op de wijzerplaat in de afbeelding Verticale wijzerplaat voor temporele uren zijn ter vergelijking rode equinox uurlijnen getekend, waarop de schaduw van een poolstaaf valt. Dit gaat door de Nodus N en zijn basispunt F op de wijzerplaat. De nodus bevindt zich voor de wijzerplaat. De lijnen voor tijdelijke uren zijn slechts bij benadering rechte lijnen en snijden elkaar niet in een punt. [8] Hun delen die de zomer aangeven, hebben een grotere afstand tussen hen dan die van de equinox-uurlijnen. In de winter is het andersom. Beide clusters van lijnen kruisen elkaar op de dagen van de equinox .
Weergave in speciale uren
Tijdens de overgang van temporele naar equinox uren was er het gebruik van equinox uren, die niet gerelateerd waren aan het hoogste punt van de zon ( ware middag ), maar aan de zonsopgang of zonsondergang. Beide momenten variëren in de loop van het jaar, daarom kunnen deze uren alleen worden weergegeven met een puntachtige schaduw. Dergelijke uren waren Italiaanse uren (vanaf zonsondergang), Babylonische uren (van zonsopgang) en Neurenbergse uren (van avond met geleidelijk wisselende start van de telling).
Weergave van de jaardatum
De declinatie van de zon is een directe maat voor de datum van het jaar. Een zonnewijzer met een nodus registreert de dagelijkse banen (datumlijnen [9] ) van de zon. Traditioneel worden de dagen aan het begin van de twaalf astrologische tekens van de dierenriem gekozen. Omdat de declinatie op een dag nauwelijks verandert, kunnen vijf regels van het zomerhalfjaar ( Leeuw naar Boogschutter ) ook in het winterhalfjaar ( Waterman naar Tweelingen ) worden gebruikt. Samen met de lijnen voor de dagen van de zonnewende (begin van Kreeft en Steenbok ), bevat een wijzerplaat zeven datumlijnen (hyperbolen op de afbeeldingen, verticale zonnewijzer voor gemiddelde lokale tijd in München en verticale wijzerplaat voor tijdelijke uren ). [10]
de wijzerplaten
De basis differentiërende criterium zonnewijzers is het gebruik van hetzij een paal staaf of nodus. Verder verschillen ze vooral in de vorm en oriëntatie van hun wijzerplaat . Alle vormen en alle oriëntaties in de ruimte zijn mogelijk. [11] De volgende drie vormen komen het meest voor. De lijst leidt van de meest complexe naar de eenvoudige vorm en tegelijkertijd van de historisch oudste naar de vorm die vandaag overheerst.
sferische wijzerplaat
Deze wijzerplaat is het tegenovergestelde van de hemelbol. Het werd al in de oudheid gebruikt onder de term Skaphe (afbeelding aan het begin van het artikel) en was voorzien van lijnen voor tijdelijke uren. De moderne versie op de afbeelding hiernaast is omlijnd voor equinoxuren. De niet-aanwijzende delen zijn afgesneden van de halve bol van een scaaf.
Bij globe-zonnewijzers bevindt de wijzerplaat zich aan de buitenzijde van een bol. Een moderne globe-zonnewijzer met Nodus in het midden is de Helios-zonnewijzer .
Cilindrische wijzerplaat
Omdat een cilinderoppervlak gemakkelijker te vervaardigen is dan een bolvormig oppervlak, waren holle cilinderzonnewijzers (zie afbeelding hiernaast) en holle kegelzonnewijzers de opvolgers van de oude scaaf.
Een cilinderzonnewijzer die als elevatiezonnewijzer wordt gebruikt, heeft zijn schaal aan de buitenkant van een cilinder (ook wel kolomzonnewijzer genoemd).
Platte wijzerplaat
De meeste zonnewijzers hebben de eenvoudige platte wijzerplaat, die meestal ook aan een huismuur wordt bevestigd. Bij horizontale zonnewijzers staat deze op de grond, soms bovenop een sokkel of op een tafel.
Horizontale zonnewijzers hebben het voordeel ten opzichte van verticale zonnewijzers dat ze altijd zonnig zijn tussen zonsopgang en zonsondergang. Verticale zonnewijzers kunnen in de zomer de vroege en late uren van de dag niet weergeven. Als het geen zuivere zuid(huis)muur is, is de beperking 's morgens of' s avonds het grootst.
De wijzerplaat van de equatoriale zonnewijzer (zie afbeelding hiernaast) heeft een bijzondere oriëntatie. Het ligt in het vlak van de hemelevenaar. Zo'n zonnewijzer heeft aan weerszijden van de wijzerplaat een wijzerplaat (boven voor het zomerhalfjaar; onder voor het winterhalfjaar). Op de dagen van de equinox kan de klok niet worden afgelezen vanwege strijklicht.
Een andere speciale oriëntatie van de wijzerplaat is de positie evenwijdig aan de poolstaaf op een polaire zonnewijzer . De uurlijnen op de wijzerplaat zijn parallelle lijnen. De pool-oost zonnewijzer is op een muur op het oosten. De polaire west zonnewijzer is de tegenhanger hiervan. Tussen deze twee grenslijnen bevindt de polaire wijzerplaat zich op een naar het zuiden gerichte muur die naar achteren is gekanteld.
verhaal
gnomon
Het observeren van de schaduwlengte van een verticaal uitgestrekt object - een gnomon - is het begin van het meten van de tijd met behulp van een zonnewijzer. De mens is er waarschijnlijk mee begonnen in zijn vroegste geschiedenis, waarbij hij zichzelf als schaduwwerper gebruikte. Betrouwbare bronnen hiervoor komen uit het oude Griekenland in de vorm van tabellen waarop de tijd van de dag wordt gegeven afhankelijk van de lengte van de schaduw. [12] Dergelijke tafels ( schaduwtafels ) werden ook later in het Romeinse Rijk en nog in de Middeleeuwen gebruikt. [13] De maateenheid die in beide gevallen werd gebruikt, was de lengte van de eigen voet.
Met een staf als gnomon werd ' s middags een wijze man geschapen , een van de eerste astronomische instrumenten. Met behulp van een op de vloer in de richting van de meridiaan geplaatste schaalverdeling werd de lengte van de schaduw op het middaguur bepaald als maat voor de tijd van het jaar. Als het seizoen bekend is, dan Eratosthenes , die de aarde al in 240 voor Christus had. B.C. als bol, kan de straal van de aarde vrij nauwkeurig bepalen uit de middagschaduw van twee gelijke middagwijzen. Een wijze middagman stond in Syene - het huidige Aswan - en een in Alexandrië . De metingen werden gelijktijdig uitgevoerd op de dag van de zomerzonnewende . Om dit te doen, evalueerde hij het verschil in de elevatiehoeken van de zon, die zijn opgenomen in de schaduwlengtes, en de bekende afstand tussen de twee locaties.
Al heel vroeg in de Indian Circle vond een toepassing van de gnomon plaats, waarmee eigenlijk alleen de windstreken worden bepaald. Deze gnomon-toepassing zou daarom ook in een vroeg stadium nuttig kunnen zijn voor geprefabriceerde zonnewijzers, omdat deze volgens de windstreken moeten worden opgesteld zodat ze goed als uurwerk kunnen functioneren.
oudste zonnewijzers
Toen de schaduw uiteindelijk op elk moment van de dag werd gemeten op een schaal die zich aan weerszijden van de middaglijn uitstrekte, ontstond een volwaardige zonnewijzer. Er bestaan slechts een paar teksten over deze vroege stap, onafhankelijk van elkaar genomen door de Sumeriërs in verschillende oude culturen zoals China en Mesopotamië . De eerste goed gedocumenteerde archeologische vondsten van zonnewijzers komen uit het oude Egypte in de 13e eeuw voor Christus. Chr.
De Egyptische zonnewijzer (foto: Egyptische zonnewijzer in het Osireion beschreven), bijvoorbeeld ook in een variant een muur zonnewijzer , die een horizontale schaduw projector. [14] De positie van zo'n schaduw is altijd (behalve op de evenaar) afhankelijk van de datum van het jaar, daarom worden deze klokken slechts beschouwd als primitieve voorlopers van in principe correct geconstrueerde zonnewijzers. Een zonnewijzer met een horizontale staaf in een muur werd in de middeleeuwen weer gebruikt als canonieke zonnewijzer (foto: canonieke zonnewijzer ).
Vitruvius beschrijft rond 10 voor Christus In de negende van zijn tien boeken over architectuur, de antieke zonnewijzers die hem bekend zijn. [15] [16] De lijst begint met een zonnewijzer uit de derde eeuw voor Christus. Chaldeeuwse Berossus en de scaaf van Aristarchus van Samos, die tegelijkertijd leefden. In beide gevallen is het een holle bol zonnewijzer. Berossos gebruikte eerst een volledig halfrond, dat hij een hemisferium noemde. Hij had een volledige tegenhanger gemaakt van het zichtbare deel van de hemelbol. Later beperkte hij zich tot iets meer dan het geschaalde deel en gaf dit horloge de naam Hemicyclum . Aristarchus koos de naam Skaphe , die vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt voor alle zonnewijzers met holle bolletjes.
In Vitruvius' lijst volgt de discus in plano van Aristarchus, vermoedelijk een horizontale zonnewijzer, waarvan een kopie werd gevonden op de Via Appia (afbeelding: discus in plano ). Dan volgt de arachne van de wat oudere Eudoxus van Knidos uit de 4e eeuw voor Christus. Chr. [17] De overige door Vitruvius genoemde zonnewijzers konden niet worden gevonden of geïnterpreteerd.
In de eerste eeuw voor Christus De achthoekige Toren van de Winden in Athene, gebouwd in de 3e eeuw voor Christus, is rondom voorzien van verticale zonnewijzers . Het zijn de grootste antieke verticale klokken. Naast de zonnewijzer die gewoonlijk aan een zuidmuur is bevestigd, zijn er zeven andere zonnewijzers, die elk in een andere richting wijzen. [18]
De Romeinse keizer Augustus had in het jaar 10 v.Chr Zet een obelisk uit Egypte op als gnomon op het Marsveld in Rome. Dit diende echter alleen als middagtijdindicator en kalender (weergave van de lengte van de schaduw op het middaguur met daarin het seizoen). Dat het zogenaamde Solarium Augusti een complete zonnewijzer was, bleek geen realistische veronderstelling. [19] [20]
Canonieke zonnewijzer
Na het einde van het Romeinse Rijk nam het gebruik en de fabricage van zonnewijzers af. De kennis daarover ging bijna verloren. Sinds de achtste eeuw na Christus werden er weer eenvoudige zonnewijzers gemaakt, vergelijkbaar met de muurzonnewijzers in het oude Egypte. Hun nu gebruikte naam canonieke zonnewijzers geeft hun gebruik in kloosters en hun omgeving aan. Ze werden gebruikt om de gebeden te herinneren die overdag moesten worden verricht, die sinds Benedictus van Nursia strikt zijn gereguleerd (foto: canonieke zonnewijzer ). Er werd aangenomen dat de gebedstijden die door zo'n onvolmaakte zonnewijzer werden aangegeven, niet gelijkmatig over de dag waren verdeeld en ook niet onafhankelijk van het seizoen waren. De verspreiding van dit type ging hand in hand met de missionaire activiteit van de benedictijnen uit Ierland en Engeland. [22] Rond 822 werd in Fulda de oudste Duitse zonnewijzer gebouwd. [23]
Zonnewijzer met poolstaaf
Na de kruistochten verscheen de poolstaaf in Europa, waarmee de zonnewijzer zijn fundamentele perfectie bereikte, als men voorbijgaat aan het feit dat de werkelijke lokale tijd die hij weergeeft, nog steeds onderhevig is aan de fout van de tijdsvergelijking . De paal stang eerst beschreven in de 12e eeuw door de Arabische Abul Hassan al Marrakushi, wat aangeeft dat het een Arabische uitvinding. [24]
moderne zonnewijzers
De zonnewijzer is al sinds de Renaissance een object van kunst en wiskunde. Voor statige terrassen en parken werden bijvoorbeeld uitbundige veelzijdige zonnewijzers gemaakt.
Draagbare zonnewijzers zijn sindsdien in verschillende vormen verschenen. [25] De meest voorkomende was halverwege de 15e eeuw waarschijnlijk door Georg von Peuerbach uitgevonden opvouwbare zonnewijzer , waarbij wanneer je het deksel tussen de bodemplaat opent met schaalverdeling (horizontale zonnewijzer) en een draad als een gnomon hem wordt gespannen. [26] Ze dragen ook een magnetisch kompas , met behulp waarvan de oriëntatie binnen de windstreken wordt uitgevoerd. Bekerzonnewijzers waren ook in gebruik.
Zonnewijzers bleven tot het einde van de 19e eeuw onmisbaar. Pas toen bereikten mechanische klokken voldoende nauwkeurigheid en betrouwbaarheid dat ze niet meer elke middag, bijvoorbeeld op treinstations, moesten worden gecorrigeerd met behulp van een voor de middag gecorrigeerde middagindicator . [27]
Tegenwoordig worden zonnewijzers steeds vaker aangetroffen in particuliere tuinen, op woongebouwen en in openbare parken - vooral in landen waarvan de cultuur zijn wortels heeft in de Griekse en Romeinse oudheid . Ook zijn er nieuwe monumentale zonnewijzers, bijvoorbeeld de grote vloerzonnewijzer op de stortplaats Hoheward tussen Herten en Recklinghausen .
Samenvatting: Een meervoudige verticale zonnewijzer
De meervoudige zonnewijzer van Santuari de Lluc (Mallorca) wordt hieronder in meer detail beschreven, omdat het de ontwikkeling van de zonnewijzer en zijn verschillende toepassingen samenvat aan de hand van vier geselecteerde voorbeelden. [28] De zonnewijzer staat op de lengtegraad λ = 2 ° 53 'oost (zie middelste wijzerplaat hierboven). De echte lokale tijd ligt daar ongeveer twaalf minuten voor op die in Greenwich , de echte lokale tijd op 15 ° Oost (referentielengte voor de Midden-Europese tijd geldig in Spanje) ongeveer 48 minuten.
- 1. Canonieke zonnewijzer (linksboven)
De nachtgebeden worden ook genoteerd op de wijzerplaat, hoewel alleen de tijden tussen zonsopgang (PRIMA) en zonsondergang (VESPERAE) kunnen worden weergegeven. Alleen de middag (SEXTA) kan nauwkeurig worden weergegeven als de tijd van de passage van het centrum van de zon door de meridiaan. De foto zal binnenkort een uur in de middag laten zien, dat is de tijd voor het NONA-gebed.
- 2. Zonnewijzer voor Babylonische uren (linksonder)
De schaduwwerper is de punt van de staf ( Nodus ). Hieronder worden geteld vanaf de equinoctiale uren van zonsopgang. Daarnaast bevat de wijzerplaat de zeven datumlijnen voor de twaalf tijdsperioden, die zijn gemarkeerd met de astrologische tekens van de dierenriem . Op de foto valt de nodus rond het negende uur na zonsopgang. Het is augustus/september (sterrenbeeld Maagd) of maart/april (sterrenbeeld Ram). [29]
- 3. Zonnewijzer voor echte lokale tijd (WOZ) (midden van de afbeelding)
De weergave vindt zowel plaats met een paalstaaf (bovenste plaatstalen rand) als met een nodus, de kruising van de plaatstalen rand met een kleine dwarsbalk erop. De modus is alleen nodig om het seizoen weer te geven. Das Zifferblatt dieser Uhr ist nicht breit genug ausgelegt, um den Schatten des Nodus zur Tageszeit der Aufnahme zu enthalten. Die Polstab-Kante zeigt etwa 20 Minuten nach II Uhr am Nachmittag als WOZ.
Die Zahlen links und rechts der Sonne bedeuten:
- λ = 2° 53′ E und φ = 39° 50′ N: geographische Koordinaten des Standorts
- −11′ 32″ (G): Zeitunterschied zwischen WOZ am Standort und WOZ auf dem 15. Längengrad Ost
- δ = 13° 48′ E: Winkel, um den die senkrechte Wand aus der Südrichtung nach Ost verdreht ist.
- 4. Sonnenuhren für Mitteleuropäische Zeit (MEZ und MESZ) (rechts)
Schattenwerfer ist wieder eine Stabspitze (Nodus), mit der die Zeitgleichung berücksichtigt werden kann. Die obere Sonnenuhr wird im Sommerhalbjahr benutzt, die untere im Winterhalbjahr. Dadurch konnten die Analemma-förmigen Stundenlinien in zwei verwechslungsfrei ablesbare Hälften geteilt werden. Beide Uhren sind für MEZ skaliert (obere Ziffern für MEZ, untere Ziffern für MESZ). Angezeigt wird etwa 4:10 Uhr MESZ (Nachmittag, obere Uhr).
Kontrolle mit der Anzeige 2:20 Uhr der mittleren Uhr: 2:20 + 48 min (entspricht Längengraddifferenz 15° − 2° 53′) + 60 min (Differenz zwischen Normal- und Sommerzeit) ≈ 4:10 Uhr.
Die astrologischen Datumslinien sind eine Beigabe zum ungefähren Ablesen der Jahreszeit.
Sinnsprüche und Inschriften
Sinnsprüche und andere Inschriften auf Sonnenuhren entstanden schon sehr früh. Die meisten wurden schon in lateinischer Sprache abgefasst. Manche haben einen Bezug zur Messung der Zeit wie zum Beispiel Horas non numero nisi serenas (wörtlich: Die Stunden zähle ich nicht, wenn sie nicht heiter sind), der als „Mach es wie die Sonnenuhr, zähl die heit'ren Stunden nur“ einer der heute meist vorkommenden Sonnenuhrensprüche ist. Andere sind sehr allgemeine Betrachtungen über Zeit und Leben, wie beispielsweise: Tempus fugit („Die Zeit flieht.“) oder Vita in motu („Das Leben ist in Bewegung.“). [30]
Siehe auch
- Sonnenscheinautograph – ähnlich aufgebaut, zum Aufzeichnen der Sonnenscheindauer
- Sternuhr
- Erdbahn
- Erich Pollähne , Sonnenuhr-Erbauer
- Liste von Sonnenuhren in Klagenfurt
Literatur
- Sebastian Münster : Fürmalung und künstlich Beschreibung der Horologien. Basel 1537 ( Digitalisat der Universitätsbibliothek Mannheim).
- Ernst Zinner: Deutsche und niederländische astronomische Instrumente des 11.–18. Jahrhunderts. Beck'sche Verlagsbuchhandlung, München 1956; unveränderter Nachdruck 1979, ISBN 3-406-03301-6 .
- René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Geschichte, Theorie, Funktion. Callwey, München 1982, ISBN 3-7667-0610-1 (umfassende und bebilderte Darstellung).
- Wolfgang Zäck: Sonnenuhren in der Eifel : Typologie und raumzeitliche Differenzierung . 1987, DNB 212982559 (Dissertation A Universität Bonn, Mathematisch-naturwissenschaftliche Fakultät, 1987, 203 Seiten).
- Hugo Philipp, Daniel Roth, Willy Bachmann: Sonnenuhren – Deutschland und Schweiz. Deutsche Gesellschaft für Chronometrie, Stuttgart 1994, ISBN 3-923422-12-1 (Verzeichnis der ortsfesten Sonnenuhren in Deutschland und in der Schweiz).
- Karlheinz Schaldach: Römische Sonnenuhren. Frankfurt am Main 2001, ISBN 3-8171-1649-7 .
- Arnold Zenkert : Faszination Sonnenuhr . 5. Auflage. Harri Deutsch, Thun / Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-8171-1752-3 (für Anfänger, mit Konstruktionsanleitungen und zusätzlich 250 kommentierten Bildern von Sonnenuhren auf CD-Rom).
- Karlheinz Schaldach: Die antiken Sonnenuhren Griechenlands. Frankfurt am Main 2006, ISBN 3-8171-1756-6 .
- Jürgen Hamel : Inventar der historischen Sonnenuhren in Mecklenburg-Vorpommern (= Acta Historica Astronomiae 34). Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2007, ISBN 3-8171-1806-6 .
- Karl Schwarzinger: Katalog der ortsfesten Sonnenuhren in Österreich. Österreichischer Astronomischer Verein, 2011.
- Ulrike Feist: Sonne, Mond und Venus: Visualisierungen astronomischen Wissens im frühneuzeitlichen Rom (= Actus et Imago , Band 10). Akademie-Verlag, Berlin 2013, ISBN 978-3-05-006365-2 (Dissertation Universität Augsburg 2011, 259 Seiten).
Weblinks
- Karl Schwarzinger: Gnomonik. 25. Juni 2006, archiviert vom Original am 15. Januar 2013 ; abgerufen am 10. Februar 2019 .
- Frans (W.) Maes: Sundial Site. Abgerufen am 8. August 2012 . – Nijmegen, 1999/2008, aktualisiert Juli 2013, zuletzt abgerufen 14. Januar 2016. Bilder von 200 Sonnenuhren, darunter 50 analemmatische; Theorie – (holländisch, englisch)
- Siegfried Wetzel: Aufsätze über Sonnenuhren. Abgerufen am 8. August 2012 .
- Deutschlandkarte „Sonnenuhren“ des ZEITmagazins, 26. Oktober 2016
Einzelnachweise
- ↑ Karl Schwarzinger: Katalog der ortsfesten Sonnenuhren in Österreich. Österreichischer Astronomischer Verein, 2006, S. 21.
- ↑ Karl Schwarzinger: Katalog der ortsfesten Sonnenuhren in Österreich. Österreichischer Astronomischer Verein, CD von 2011: etwa 3500 von 3800 Sonnenuhren sind Vertikalsonnenuhren.
- ↑ Vgl. Bassermann-Jordan/Bertele: Uhren. Verlag Klinkhardt & Biermann, 1961, S. 101.
- ↑ Siegfried Wetzel: Die Physik der Sonnenuhr. In: Deutsche Gesellschaft für Chronometrie (Hrsg.): Schriften des Historisch-wissenschaftlichen Fachkreises Freunde alter Uhren in der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie. 1998, ISBN 3-923422-16-4 , S. 177–188, Abb. 10 ( online , PDF ).
- ↑ Siegfried Wetzel: Die Physik der Sonnenuhr. In: Deutsche Gesellschaft für Chronometrie (Hrsg.): Schriften des Historisch-wissenschaftlichen Fachkreises Freunde alter Uhren in der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie. 1998, ISBN 3-923422-16-4 , S. 177–188, Abb. 12.2 ( online , PDF ).
- ↑ Umgekehrt: Vorbild des drehenden Zeigers der mechanischen Uhren ist wahrscheinlich der drehende Schatten des Polstabs.
- ↑ Auch heutige Sonnenuhren verwenden oft zusätzlich das Schattenbild der Polstabspitze für jahreszeitliche Angaben. Ihre Zifferblätter enthalten außer Stunden- auch Datumslinien.
- ↑ Hugo Michnik: Beiträge zur Theorie der Sonnenuhren. Beilage zu dem Jahresberichte des kgl. Gymnasiums zu Beuthen O.-S. für das Schuljahr 1913/14, S. 3.
- ↑ Heinz Schumacher: Sonnenuhren , Band 1. Callwey, 1973, ISBN 3-7667-0279-3 , S. 178.
- ↑ Arnold Zenkert : Faszination Sonnenuhr. 2. Auflage. Verlag Harri Deutsch, 1995, ISBN 3-8171-1386-2 , S. 39.
- ↑ Arnold Zenkert: Faszination Sonnenuhr. 2. Auflage. Verlag Harri Deutsch, 1995, ISBN 3-8171-1386-2 , S. 41.
- ↑ Karlheinz Schaldach: Die antiken Sonnenuhren Griechenlands , Frankfurt am Main, 2006, ISBN 3-8171-1756-6 , S. 23
- ↑ Eine solche Tabelle und die meisten folgenden Angaben zur Geschichte der Sonnenuhr sind zu finden in: René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Anfänge und Entwicklung der Sonnenuhr. Callwey, 1982, ISBN 3-7667-0610-1 , S. 10–30.
- ↑ Ludwig Borchardt: Altägyptische Zeitmessung in Die Geschichte der Zeitmessung und der Uhren , Band I, Lieferung B, herausgegeben von Ernst von Bassermann-Jordan, 1920
- ↑ Vitruvii de architectura libri decem. / Vitruv. Zehn Bücher über Architektur . Übersetzt und mit Anmerkungen versehen von Curt Fensterbusch. Primus Verlag, Darmstadt 1996, ISBN 3-89678-005-0 .
- ↑ René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Geschichte, Theorie, Funktion . Callwey, München 1982, ISBN 3-7667-0610-1 , S. 23.
- ↑ Arachne heißt Spinne , vermutlich ein Hinweis darauf, dass diese Uhr schon wie der jüngere discus in plano mit Deklinationslinien versehen war.
- ↑ Karlheinz Schaldach: Die antiken Sonnenuhren Griechenlands. Frankfurt am Main 2006, S. 68.
- ↑ Michael Schütz: Zur Sonnenuhr des Augustus auf dem Marsfeld. In Gymnasium 97 (1990), ISSN 0342-5231 , S. 432–445; sa Solarium Augusti
- ↑ Frans W. Maes: Die Sonnenuhr des Kaisers Augustus: Aufstieg und Niedergang einer Hypothese. In: Deutsche Gesellschaft für Chronometrie, Jahresschrift 2005, ISBN 3-89870-255-3 , S. 168–184.
- ↑ Ernst Zinner : Die ältesten Räderuhren und modernen Sonnenuhren. Forschungen über den Ursprung der modernen Wissenschaft. Bamberg 1939 ( PDF; 30,8 MB; Text S. 12, Abbildung S. 31).
- ↑ René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Geschichte, Theorie, Funktion . Callwey, München 1982, ISBN 3-7667-0610-1 , S. 26–27.
- ↑ z. B. Heinz-Dieter Haustein: Weltchronik des Messens: Universalgeschichte von Maß und Zahl, Geld und Gewicht. Verlag Walter de Gruyter, 2001, S. 92.
- ↑ René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Geschichte, Theorie, Funktion . Callwey, München 1982, ISBN 3-7667-0610-1 , S. 27–28.
- ↑ René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Geschichte, Theorie, Funktion . Callwey, München 1982, ISBN 3-7667-0610-1 , S. 29.
- ↑ Ralf Kern: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit . Band 1. Walther König, Köln 2010, ISBN 978-3-86560-772-0 , S. 426ff.
- ↑ René RJ Rohr: Die Sonnenuhr. Geschichte, Theorie, Funktion . Callwey, München 1982, ISBN 3-7667-0610-1 , S. 30.
- ↑ Karl Schwarzinger: Sonnenuhren (Bild 41). Abgerufen am 8. August 2012 .
- ↑ Die Daten zum Foto verraten den 9. September als Beobachtungsdatum
- ↑ Harald Hartmann: Sonnenuhren-Sprüche und deren Bedeutung. Abgerufen am 8. August 2012 .