Frage:
Ist die Sonnenuhrzeit vollständig vom Sonnenazimut abhängig?
user21
2013-12-11 02:43:13 UTC
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Ich habe mehrere Websites besucht, auf denen "wie Sonnenuhren funktionieren", und kann anscheinend keine klare Antwort darauf erhalten: Ist "Sonnenuhrzeit" nur eine lineare Funktion des Sonnenazimuts? Genauer gesagt:

  • Wenn die Sonne genau nach Süden (nördliche Hemisphäre) scheint, ist Sonnenuhr Mittag. Alle Websites, die ich besucht habe, stimmen dem zu.

  • Wenn die Sonne genau nach Westen scheint (Azimut 270 Grad), ist die Sonnenuhr 18 Uhr, eine viertel Umdrehung pro Tag ab Mittag. Ich kann jedoch keine Site finden, die dies tatsächlich sagt, und einige Sites scheinen damit nicht einverstanden zu sein. Gleiches gilt für die Sonnenuhr um 6 Uhr morgens, wenn die Sonne genau nach Osten scheint.

  • Ich weiß, dass es verschiedene Arten von Sonnenuhren gibt, hatte aber immer angenommen, dass sie dieselbe Sonnenuhrzeit geben würden. Ist das nicht wahr?

    Als Hinweis kann die Sonnenuhr, die ich oben beschreibe, manchmal ziemlich ungenau sein, was mich fragen lässt, ob ich richtig bin.

    BEARBEITEN (um die Frage zu klären): Ganz vergessen Angenommen, ich baue eine Sonnenuhr. Wenn die Sonne genau nach Westen scheint, steht auf meiner Sonnenuhr 18 Uhr. Wenn die Sonne genau nach Osten scheint, steht auf meiner Sonnenuhr 6 Uhr morgens. Wenn die Sonne genau nach Süden scheint, liest meine Sonnenuhr Mittag. Meine Frage: Habe ich meine Sonnenuhr richtig gebaut? Die Art der Antwort, auf die ich hoffe:

  • Nein. Wenn Sie eine Sonnenuhr bauen, sollte sie (etwas anderes) lauten, wenn die Sonne genau nach Westen scheint.

  • Es gibt viele verschiedene Arten von Sonnenuhren. Je nach Typ kann Ihre Sonnenuhr 18 Uhr anzeigen oder nicht, wenn die Sonne genau nach Westen scheint.

  • Es hängt von Ihrem Breitengrad ab: Sonnenuhren sind Breitengradspezifisch. Es gibt keine globale Sonnenuhr.

  • Ja, Ihr Verständnis einer Sonnenuhr ist korrekt. Sonnenuhren können je nach Breitengrad um bis zu (eine bestimmte Anzahl / Formel) von der mittleren Sonnenzeit abweichen. Sie können abhängig von Ihrer Länge und Zeitzone bis zu (einer bestimmten Zahl / Formel) von der Uhrzeit abweichen.

  • Vier antworten:
    #1
    +2
    Michael B.
    2013-12-14 17:36:35 UTC
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    Die Sonnenuhr übersetzt den Sonnenstand in die Tageszeit. Dies hängt also vom Weg ab, den die Sonne über den Himmel nimmt. Dies wird als Ekliptik bezeichnet.

    Da die Erdrotation mit geneigt ist In Bezug auf die Umlaufbahn um die Sonne verschiebt sich die Ekliptik im Laufe des Jahres über den Himmel, was auch die Ursache für saisonale Veränderungen auf der Erde ist. Die höchste Höhe der Ekliptik liegt jedoch immer genau im Süden, was bedeutet, dass der Mittag an jedem Tag des Jahres genau definiert ist.

    Nun zur Beantwortung der Frage; Wenn die Tageslänge (von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang) genau 12 Stunden beträgt, geht die Sonne mit einem Azimut von 90 Grad auf und geht auf 270 Grad unter. Dies geschieht jedoch nur zweimal im Jahr, und zwar am Frühlingsäquinoktium (erster Frühlingstag) und am Herbstäquinoktium (erster Herbsttag).

    Am längsten Tag, der Sommersonnenwende , sind sowohl die Azimute bei Sonnenaufgang als auch bei Sonnenuntergang am stärksten nach Norden verschoben. Andererseits wird am kürzesten Tag, der Wintersonnenwende , die Azimutverschiebung maximal nach Süden erfolgen. Dieses letzte Bit gilt für die nördliche Hemisphäre, für die südliche Hemisphäre sind die Jahreszeiten und damit die Tageslängen umgekehrt.

    Kurz gesagt, Sie müssen berücksichtigen, an welchem ​​Ort auf der Erde sich Ihre Sonnenuhr befindet und zu welcher Jahreszeit.

    #2
    +1
    Envite
    2013-12-14 17:57:59 UTC
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    Die Sonne steht nicht zur selben Stunde auf demselben Azimut (nicht einmal mittags!). Sie müssen die Analema-Zahl ( http://en.wikipedia.org/wiki/Equation_of_time) in Ihre Konten aufnehmen. Wenn Sie dies nicht tun, wird Ihre Uhr nur viermal im Jahr genau sein.

    #3
    +1
    user6784
    2015-06-04 00:56:04 UTC
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    Jede Sonnenuhr, die das gleiche Ergebnis liefert, ist korrekt und jede andere ist falsch (aber manchmal nah genug):

      _ / ############ / | / ############## Spieß / / ############## (zentral) v / / ############## ## | Norden / ################# | (S in S. / ################## | hmsphre) / ################## ________ | ________ / # ################### hoop | / ##### LEVEL ####### (von | Seite) / ###### GROUND ####### | / ####### (BODEN) ####### Breitengrad-- | - / ########################## (Verwenden Sie | | / ######################### Winkelmesser) | / ########################### | V / ###################### ##### | / ############################ | / ##################### ######### j #############################, | ############ ################### / # | ############################## / ## | ############################## / ### | ############ ################## / #### | ############################ ## / ##### | ############################# / ###### | #### ######################### / ####### | ################# ############# / ######## V ############################ ## / ################################################## ##################################  

    Schreiben Sie Mittag in das Innere des Reifens, das am nächsten liegt Boden, Mitternacht gegenüber, 18 Uhr auf der Ostseite, 21 Uhr auf halbem Weg zwischen den letzten beiden und so weiter (Stunden nur in der Dunkelheit optional).

    Wenn Ihre Sonnenuhr die ganze Zeit um 18 Uhr genau nach Westen anzeigt, machen Sie es falsch. Nehmen wir an, ich stecke einen senkrechten Stock in den Boden, zeichne ein 24-Stunden-Zifferblatt darum, lege den Mittagspoleward und denke, es ist eine Sonnenuhr. In New York City könnte es buchstäblich 6 Uhr morgens sein, wenn eine echte Sonnenuhr 9 Uhr morgens sagt. Das sind nur mittlere Breiten. Am Äquator am Äquinoktium stand am Morgen 6 Uhr morgens und am Nachmittag 18 Uhr am Äquator. Wenn Sie 1 Meile südlich von der Stelle gehen, an der der nächste Mittag, die Sommersonnenwende und Tropic of Cancer zusammenfallen, wird bei Sonnenaufgang etwa 4:30 Uhr morgens angezeigt. Gehen Sie zuerst vorwärts und dann rückwärts und zeigen Sie schließlich die mittleren 6 Stunden der Nacht, die in 7 vergehen Sekunden. Rückwärts. Am Mittag. Dann läuft es wieder vorwärts, bis es bei Sonnenuntergang 19:30 Uhr erreicht. Wenn Sie den Stick richtig platzieren, können Sie ihn sogar den ganzen Morgen zwischen 4:30 und 6:00 Uhr halten lassen, um 6:00 Uhr mittags anhalten und dann sofort Mitternacht werden. Unendlich viele Jahre pro Sekunde für unendlich kurze Zeit rückwärts laufen lassen. Gehen Sie in Sekunden fast 6 Stunden rückwärts und später sehr langsam wieder vorwärts, bis es bei Sonnenuntergang gegen 19:30 Uhr angezeigt wird. Aus diesem Grund können Sonnenuhren nicht auf diese Weise hergestellt werden.

    (dies ist natürlich theoretisch, es gibt keine unendlich dünnen, vertikalen und geraden Stöcke, Schatten sind unscharf, sie können zu kurz sein, um sie zu sehen Die Erde wackelt ein bisschen, die Lichtgeschwindigkeit ist nicht unendlich, dies wäre nur wahr, wenn nur die Sonne und die Erde existieren würden, sogar ein Flohsprung in Russland bewegt die Erde usw.)

    Und ja, die Sonnenuhr Die Zeit kann bis zu 16 Minuten von der mittleren Sonnenzeit (der Zeitgleichung) entfernt sein, was leicht erkennbar ist. Wenn Sie jedoch die korrekte lokale Uhrzeit anstelle der korrekten Sonnenuhrzeit wünschen, können Sie so viele Daten wie nötig auf ein anderes Zifferblatt setzen und das drehen Stundenskala, bis die Pfeile auf die aktuelle Jahreszeit zeigen. Der Schatten zeigt dann die mittlere Sonnenzeit.

    Das sollte nah genug sein, um Sonnenzeit zu bedeuten, die Sie für einige Jahrhunderte nicht interessieren würden, sicherlich ein Jahrhundert, wenn Sie wirklich wählerisch sind. Was die Uhrzeit betrifft, sind die möglichen Meinungsverschiedenheiten nur durch die Launen des Menschen begrenzt. Die Sonnenuhr ist in Westchina mehrere Stunden falsch. Weil sie die Zone nutzen, die für Shanghai (oder Tokio bei Sommerzeit) gut ist.

    Und alle Sonnenuhren ohne bewegliche Teile sind Breitengradspezifisch. Einige sind jedoch einstellbar. Einige Designs eignen sich eher für bestimmte Breiten oder werden an einigen Stellen sogar unmöglich, z. B. mit einem Keil oder einer Stange auf einer ebenen Fläche. Sie funktionieren auch nicht an Tagen mit Polarnacht. Sie könnten jedoch ein Mondial verwenden, wenn es auch tagelang oder wochenlang nicht unter dem Horizont liegt. Ja, Mondials gibt es! Sie müssen die Mondphase und die Jahreszeit korrigieren, sonst sind sie nutzlos.

    @MikeG Das sieht wirklich hilfreich aus - ist es möglich, auch eine Pointe oder tl; dr irgendwie hinzuzufügen? Angenommen, ich glaube es bedingungslos und brauche keinen Beweis - aber ich brauche eine Abkürzung auf den Punkt. Kann es irgendwie zusammengefasst werden?
    Hier wird nur die ASCII-Grafik aufgeräumt. Ich habe eine separate Antwort hinzugefügt.
    #4
      0
    Mike G
    2016-08-26 10:26:29 UTC
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    Der Schatten eines vertikalen Stabes würde den Azimut der Sonne anzeigen, aber das ist nicht wirklich eine Sonnenuhr. Der Gnomon einer richtigen Sonnenuhr ist auf die Himmelspole ausgerichtet, sodass der Schatten den Stundenwinkel der Sonne anzeigt Der große Kreis des Stundenwinkels $ \ pm $ 90 $ ^ \ circ $ wird als Ost-West-Linie auf die Sonnenuhr projiziert, wobei der Schatten unabhängig von der Deklination der Sonne um 6 Uhr oder 18 Uhr lokaler scheinbarer Sonnenzeit auf diese Linie fällt Sonnenuhr ist ein äquatorialer Typ, die anderen Stundenmarkierungen sind gegen Mittag näher beieinander und gegen 6 Uhr und 18 Uhr weiter voneinander entfernt.



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