Cadranul solar de buzunar este o jucărie din carton pentru cei mai curioși. Cum să faci un cadran solar simplu cu propriile mâini. Cadran solar de pe acoperișul unei case Efectuarea cadranului solar

Un instrument foarte util. Și extrem de distractiv pentru copii. În plus, dacă abordați problema la scară largă și creativ, puteți realiza nu numai un model din carton, ci și o întreagă compoziție care să vă decoreze grădina sau cabana de vară. Deci, să ne dăm seama cum să facem un cadran solar cu propriile mâini. Și, în primul rând, să ne uităm la modelele de dispozitive.

Ce fel de ceas de soare poate fi?

De-a lungul istoriei sale, omenirea a inventat patru tipuri de astfel de ceasuri:

  • orizontală;
  • vertical;
  • polar;
  • ecuatorial.

Ce poti sa faci singur?

Dintre cadranele solare enumerate, cele mai ușor de construit cu propriile mâini sunt următoarele:


Știm deja aproximativ cum să facem un cadran solar cu propriile noastre mâini. Dar să ne întoarcem la instrucțiuni detaliate?

Ceas ecuatorial de casă

Vom realiza un model de cadran solar cu propriile noastre mâini conform următoarei scheme:

  1. Tăiați un cerc potrivit din placaj, plastic sau carton gros.
  2. Luăm un raportor vechi și bun și facem marcaje la fiecare 15 grade. În mijloc avem 12. În dreapta numărului sunt 11, 10, 9, 8, 7. În stânga celor douăsprezece sunt 1, 2, 3, 4, 5 și 6. Astfel, în fața noastră va exista să fie un anumit semicerc, care se va „întinde” în punctul cel mai convex.
  3. Puteți aplica pur și simplu aceste numere cu un creion sau un marker, sau puteți aborda problema cu entuziasm și să o proiectați frumos.
  4. În mijlocul semicercului, chiar deasupra semnului „12”, introducem un băț drept, tijă, știft sau ceva asemănător.
  5. Cum să faci în continuare un cadran solar cu propriile mâini? Acum, cel mai important lucru este să poziționați structura la unghiul corect. După cum am spus, ar trebui să fie legat de latitudinea punctului în care vă aflați. Acest lucru poate fi aflat fie privind o hartă geografică, fie apelând la motoarele de căutare și enciclopediile online.
  6. Cum determinăm gradul corect de înclinare? Din 90 scadem latitudinea locației dvs. De exemplu, ești la Moscova. Aceasta este la 55° latitudine nordică. Deci, 90 - 55 = 35°. Ne vom înclina cadranul cu 35 de grade.
  7. Asta s-a rezolvat. Acum stabilim unde este nordul. Aici ar trebui să îndrepte mâna și „fața” ceasului nostru.

Puteți face un cadran solar ecuatorial cu propriile mâini astfel. Dezavantajul este că iarna dispozitivul nu va afișa corect ora.

Ceas ecuatorial din carton

Este posibil să faci un cadran solar cu propriile mâini din carton. Urmăm instrucțiunile:


Cadran solar orizontal

Cel mai simplu mod de a-ți face singur cadranul solar pentru copii este acest tip. Să începem:

  1. Folosind un gnom, am tăiat o săgeată pentru dispozitivul nostru din material dens. Aici ai nevoie și de un raportor - facem un unghi drept, iar cel care va sta pe cadran trebuie determinat - va fi egal cu latitudinea orașului tău. Să luăm Moscova - pentru această localitate unghi dat gnomonul va fi egal cu 55°.
  2. Săgeata este instalată la unghiul calculat pe o bază puternică - plastic, placaj etc. Nu este nevoie să aplicați încă diviziuni.
  3. Instalăm cadranul solar pe sol, astfel încât vârful unghiului calculat să arate spre sud, iar laturile triunghiului care emană din acesta ar trebui să se grăbească spre nord.
  4. Este important ca designul nostru să fie static.
  5. Acum este timpul să facem observații într-o zi însorită. În fiecare oră aplicăm împărțirea corespunzătoare de-a lungul umbrei gnomonului.

Cadran solar la dacha

Este o idee bună să-ți faci propriul cadran solar la dacha - orizontal sau ecuatorial. Nu este numai meșteșug util, dar și un lucru curios pentru copii, un element care decorează peisajul. Deoarece ceasul va fi într-un spațiu deschis, neprotejat de elemente, aceste fapte trebuie luate în considerare atunci când îl faceți:

  1. În primul rând, alegeți cea mai însorită zonă care nu este umbrită de clădiri și copaci și nivelați-o.
  2. Poate fi folosit ca cadran placi ceramice, piatra cu suprafata neteda, busteni taiati, placa decorativa mare, capac metalic rezervor. Un cadran solar realizat cu propriile mâini într-un pat de flori arată grozav în fotografie.
  3. Puteți să nivelați zona, să o umpleți cu nisip și apoi să așezați diviziunile și numerele cu pietricele. Puteți folosi acrilic, email sau altă vopsea permanentă.
  4. Gnomonul este, de asemenea, realizat din materiale rezistente - plastic, lemn. În cazul unui ceas ecuatorial, puteți folosi o tijă sau un știft metalic.

Despre alte tipuri de ceasuri solare

Ne-am dat seama cum să facem un cadran solar cu propriile mâini - orizontal și ecuatorial. Dacă acest lucru nu vi se pare suficient, atunci puteți încerca să creați modele experimentale de alte soiuri.

Cadranele solare polare se caracterizează prin faptul că linia lor de cadran este orizontală, alungită în direcția est-vest. Gnomonul este un dreptunghi situat în mijlocul cadranului pe latura sa largă. Diviziunile digitale sunt aplicate pe partea dreaptă (de la gnomon) de la 1 la 6, pe partea stângă (de la gnomon) de la 12 la 7. Marcajele sunt plasate în fiecare oră de-a lungul umbrei aruncate din dreptunghi. De asemenea, este important aici, ca și în cazul ceasului ecuatorial, să înclinați cadranul în funcție de latitudinea locației dvs.

Cadranele solare verticale sunt complicate prin aceea că trebuie realizate pe o suprafață perpendiculară pe pământ, întotdeauna pe latura de sud (pentru emisfera nordică). Dacă este un perete, atunci ar trebui să ai grijă de cum vei monta săgeata pe el. Cadranul este paralel cu orizontul. Odată ce ați setat mâna (chiar deasupra bazei cadranului), un plumb coboară din ea - stabilește ora prânzului. Alte simboluri digitale sunt aplicate de-a lungul umbrei gnomonului.

Notă către maestru

Așa că am aranjat toate instrucțiunile practice. În concluzie, am dori să vă prezentăm și recomandări practice:

  • Cadranul solar „funcționează” atâta timp cât lumina noastră principală este vizibilă pe cer. Prin urmare, nu trebuie să puneți ora pe cadran după apus sau înainte de zori - aceasta este o muncă suplimentară.
  • Expresia „funcționează ca un ceas” nu se aplică în totalitate invenției noastre. Datorită caracteristicilor orelor de lumină fluctuante, timpul se va grăbi asupra lor primăvara și va rămâne în urmă toamna. Prin urmare, nu este nevoie să faceți designul monumental pentru a putea regla diviziunile ceasului în funcție de sezon.

Să-ți faci propriul cadran solar este interesant, ușor și educativ. Aceasta nu este doar o jucărie educativă pentru copii, ci și un decor excelent pentru o cabană de vară!

În cele din urmă, am găsit timp să scriu un articol despre realizarea unui cadran solar cu propriile mâini. Am fost îndemnat să scriu acest material de comentariile și editările valoroase ale utilizatorului Alexander. La prima vedere, crearea unui cadran solar nu are legătură exactă cu subiectul supraviețuirii. Dar, după ce ați înțeles principiul funcționării unui cadran solar și având proiectat mai multe mostre, veți înțelege mai bine principiile orientării, determinarea coordonatelor geografice etc. Și, în general, a crea un cadran solar cu propriile mâini este foarte activitate incitantă. Sper că acest subiect va fi de interes pentru o gamă largă de cititori ai site-ului nostru.

După cum știți, un cadran solar este unul dintre cele mai vechi instrumente științifice folosite de strămoșii noștri pentru a determina timpul. Pe noi, pe lângă determinarea directă a timpului, suntem interesați să înțelegem principiile de funcționare a ceasurilor, care se bazează pe principiile orientării. Există multe tipuri de ceasuri solare. Să încercăm să ne uităm la unele dintre ele.

În forma sa cea mai simplă, un cadran solar constă dintr-un gnomon care aruncă o umbră de la Soare pe cadran. Umbra funcționează într-un mod similar cu mâna de pe un ceas obișnuit. Prin același principiu, un gnomon improvizat este folosit pentru a determina latitudinea și longitudinea geografică, unde este necesară determinarea orei solare și a amiezului local.

Cadrul solar nu arată ora medie locală, ci ora solară adevărată. Dacă doriți să vedeți ora locală, atunci trebuie să ajustați și să schimbați valorile cadranului. Deoarece prânzul adevărat poate diferi cu o oră de cel local. Gaj definiție corectă timpul este un ceas orientat corect în spațiu.

Dacă gnomonul este perpendicular pe planul cadranului și îndreptat către polul lumii, adică paralel cu axa lumii, atunci umbra aruncată din acesta va cădea în planul cercului orar. Cu alte cuvinte, planul cadranului va fi paralel cu planul ecuatorului. Unghiul rezultat dintre planul cercului orar și meridian va fi timpul solar adevărat, exprimat în grade.

Diviziunile orare sunt aplicate uniform pe cadran la fiecare 15°, pe baza faptului că 1 oră în măsurarea unghiulară este egală cu 15°. Aceasta este exact distanța pe care o parcurge Pământul în timpul unei ore de rotație. În plan orizontal, ceasul ecuatorial ar trebui să fie setat exact la nordul adevărat pentru emisfera nordică și invers pentru emisfera sudică. Mai mult, cadranul pentru emisfera sudică va avea o copie în oglindă a emisferei nordice. Pentru Rusia, prima opțiune este și mai relevantă.

Nu este în întregime corect să folosiți o busolă pentru a găsi linia nord-sud, deoarece direcția busolei spre nord diferă de cea adevărată prin cantitatea declinației magnetice, care poate ajunge la 7-8°, ceea ce va echivala cu o eroare. de până la o jumătate de oră. Deși este posibil harti topografice localitate, aflați declinația magnetică și declinația magnetică anuală și calculați această valoare în acest moment. Este necesar să se determine prânzul adevărat al zonei, apoi umbra de la gnomon va indica nordul adevărat.

Avantajul ceasurilor ecuatoriale este ușurința de fabricare și gradarea uniformă a cadranului. Principalul dezavantaj al cadranelor solare ecuatoriale, spre deosebire de alte tipuri, este utilizarea lor limitată - vor funcționa doar în perioada dintre echinocțiul de primăvară și toamnă. Pentru emisfera nordică, echinocțiul de primăvară este în martie, echinocțiul de toamnă în septembrie.

Modelul de mai jos al cadranului solar ecuatorial avansat permite o utilizare aproape nelimitată, datorită cadranului de pe revers.

Emisfera nordică - iunie 13:00 Emisfera nordică - decembrie 11:00

Model de cadran solar ecuatorial pentru făcut singur poate fi descărcat aici

Tot ce aveți nevoie este să imprimați aspectul la scara originală pe hârtie groasă sau să îl lipiți pe carton sau plastic subțire. Puteți verifica scara modelului de cadran solar imprimat folosind o riglă pe scara în inci afișată pe una dintre foi. Arhiva conține ceasuri ecuatoriale în 3 dimensiuni pentru emisfera nordică și sudică. Alegeți-l pe cel care vă place, dar dimensiunea mai mare este mai clară și mai precisă. De asemenea, trebuie să găsești o tijă pentru a face un gnomon.

După lipirea aspectului, ceasul trebuie să fie poziționat de-a lungul liniei de amiază adevărată, iar latitudinea trebuie setată pe spate. Și nici măcar nu trebuie să calculați unghiul cadranului folosind formula 90° -φ, unde φ este latitudinea. Pur și simplu conectați inversul gnomonului la valoarea latitudinii pentru zona dvs. Și vă puteți bucura de modul străvechi de a măsura timpul))

Spre deosebire de cadranele solare ecuatoriale, cele orizontale au un cadran paralel cu planul orizontului. Prin urmare, cadranul este gradat neuniform. După prânz, umbra se rotește la un unghi mai mare în fiecare oră următoare. De regulă, pentru ceasurile orizontale gnomonul este realizat sub forma unui triunghi cu latura îndreptată spre polul ceresc, adică unghiul dintre acesta și planul cadranului va fi egal cu latitudinea geografică.

Nu am găsit încă un aspect simplu, dar interesant pentru un ceas orizontal.

Un alt tip de cadran solar simplu. O caracteristică specială este amplasarea liniei de apel în direcția Vest - Est. Tot ce aveți nevoie este să imprimați aspectul, să îl lipiți pe carton și să setați unghiul cadranului cu gnomonul în funcție de latitudinea zonei dvs. folosind scara imprimată pe spatele ceasului.

ÎN lumea modernă Cadranele solare arată, cel puțin, exotice și, în cele mai multe cazuri, sunt un decor banal - un decor pentru o dacha sau un teren al unei clădiri rezidențiale. Dar nu trebuie să uităm că în antichitate era un lucru foarte util și funcțional, a cărui acuratețe chiar și unele produse moderne de acest tip o pot invidia. Dacă cadranul solar este realizat corect, poate concura cu ușurință cu ceasul de mână. Le poți face trei în diverse moduri, despre care vom vorbi în acest articol. Împreună cu site-ul, ne vom familiariza cu întrebarea cum să faceți un cadran solar cu propriile mâini - vom vorbi despre trei soiuri ale acestor articole și despre fabricarea lor corectă.

Cadran solar ecuatorial: producție de bricolaj

Acesta este un cadran solar foarte simplu de realizat - acest lucru se datorează faptului că diviziunile cadranului său sunt aceleași și se ridică la 15 grade, ceea ce corespunde unei ore. În principiu, aici se termină totul simplu în acest ceas și încep dificultățile - un ceas de acest tip trebuie instalat corect, ceea ce în sine este dificil. Un astfel de ceas trebuie instalat simultan în două planuri.

În ceea ce privește producția efectivă de ceasuri solare ecuatoriale, totul este foarte simplu. Este mai bine să folosiți un material dur precum plasticul pentru ele. Mai întâi faci un cadran cu un gnomon, apoi te gândești cum îl poți instala în unghi, dar și îl orientezi spre nord, după care va funcționa ceasul. Apropo, unghiul de înclinare al gnomonului poate fi reglat cu ușurință cu un raportor și rigle - instrumentul de desen are o blocare specială care vă permite să-l instalați între o pereche de rigle unghiul dorit. Apropo, pentru emisfera noastră, ceasul ar trebui să fie îndreptat către adevăratul pol nord, dar dacă faci un ceas în emisfera sudică, atunci gnomonul și cadranul ar trebui să îndrepte către adevăratul pol sud. În acest caz, cadranul va fi puțin diferit - va fi o imagine în oglindă a unui cadran solar pentru emisfera nordică a Pământului.

Puteți vedea cum poate fi un cadran solar în acest videoclip.

Cadran solar orizontal DIY

O caracteristică distinctivă a acestui tip de ceas este aranjare orizontală cadran - exclusiv gnomonul este orientat spre adevăratul pol al Pământului. Pe de o parte, acest lucru este bun ( tehnologie mai simplă producție), dar, pe de altă parte, nu foarte bine, deoarece setarea ceasului pare foarte problematică. În astfel de ceasuri, umbra gnomonului nu se mișcă la aceeași distanță pe parcursul unei ore, așa că trebuie să aveți răbdare și să folosiți un ceas. Diviziunile vor trebui aplicate în conformitate cu un cronometru mecanic sau electronic. Astfel de ceasuri sunt realizate după cum urmează.


În timpul orelor egale, plasăm pur și simplu semne unde indică umbra gnomonului.
Odată ce marcajele cadranului sunt finalizate, ceasul poate fi utilizat pe deplin. În principiu, pot fi folosite imediat după instalare, doar că fără diviziuni puteți determina ora exclusiv intuitiv.

Cum să faci un cadran solar polar pentru grădină

Frumusețea acestui cronometru solar constă în cadranul său - nu este rotund, ca majoritatea dispozitivelor ilogice, ci liniar. Umbra gnomonului se deplasează de-a lungul ei în linie dreaptă, ceea ce simplifică foarte mult tehnologia de realizare a cadranelor solare. În general, acesta este același cadran ecuatorial, doar că gnomonul său nu este un ac, ci un băț situat peste așa-numitul cadran. Diviziunile din astfel de ceasuri sunt, de asemenea, aplicate inegal, ceea ce face posibilă afirmația că acest tip de cadran solar este un fel de hibrid între primele două opțiuni. Cadranele solare polare sunt realizate după cum urmează.


În principiu, există o a patra opțiune pentru cadranele solare, care sunt foarte greu de fabricat și configurat - acestea sunt verticale sau, așa cum sunt numite și ceasuri de perete. Sunt mai comod de utilizat, dar asamblarea lor necesită calcule foarte precise și o fabricație foarte precisă (nu mai puțin precisă).

Fotografie cu cadran solar DIY

Pentru a încheia subiectul despre cum să faci un cadran solar cu propriile mâini, voi spune câteva cuvinte despre materiale. Alegerea lor depinde în întregime de scopurile producției. Dacă asta este răsfăț sau doar manual metodologic pentru copii, cronometrul poate fi realizat din carton. Dacă chiar vrei să faci model de lucruși folosiți-l pentru a determina timpul, apoi trebuie să alegeți materiale mai fiabile. În acest caz, cadranul poate fi din beton (alternativ, tăiați suprafața piatra naturala dimensiune mare), iar gnomonul este din oțel - un astfel de ceas poate fi lăsat în siguranță la aer curat și, în același timp, va dura foarte mult timp.

Cadran solar DIY. Master class

Primăvara... E deja în plină desfășurare... Soarele strălucește mai puternic și mai lung peste tot. Și avem o mare oportunitate de a pune lumina soarelui la lucru făcând un cadran solar cu propriile noastre mâini. Desigur, nu vor înlocui ceasurile tradiționale - mecanice și electronice -, dar acest produs de casă este foarte distractiv, iar pentru reprezentanții tinerei generații - și educațional, deoarece modelul cadranului solar pe care îl vom realiza este cel mai eficient, iar fabricarea lui va necesita anumite cunoștințe în domeniul astronomiei și trigonometriei.

Există multe varietăți ale acestui instrument antic pentru măsurarea timpului. Dar, printre toată varietatea de cadrane solare folosite vreodată, următoarele tipuri se disting ca fiind principale sau clasice:

Ecuatoriu (în astfel de cadrane, planul cadrului (cadranul) este paralel cu ecuatorul, iar gnomonul (partea care aruncă umbra), de obicei o tijă de metal, este paralel cu axa pământului);

Cadran solar ecuatorial pe malul Tamisei (Londra, Anglia)

Orizontal (planul cadrului este paralel cu planul orizontului, iar gnomonul are forma unui triunghi, una dintre laturile căruia este înclinată față de planul cadrului la un unghi egal cu latitudinea locului unde este instalat ceasul) ;


Cadran solar orizontal (Limassol, Cipru)

Verticală (după cum sugerează și numele, cadranul unui astfel de ceas este plasat într-un plan vertical, de obicei pe pereții clădirilor).


Cadran solar de perete (Catedrala Ely, Anglia)

Vom realiza un cadran solar de tip ecuatorial, deoarece este cel mai usor de realizat. Datorită faptului că cadranul este instalat paralel cu ecuatorul, iar soarele se mișcă aproape uniform peste sfera cerească, umbra gnomonului se va deplasa cu un unghi de 15° în fiecare oră. Prin urmare, diviziunile orare de pe cadran sunt aplicate în același mod ca la un ceas obișnuit, doar semnele necesare nu sunt 12, ci 24. Este clar că partea superioară Cadranul este puțin probabil să fie util, cu excepția locuitorilor din Arctica, când vine ziua polară și soarele va străluci non-stop.

Nu este nevoie să desenați singur cadranul, puteți utiliza șabloane gata făcute - rotunde sau pătrate (care doriți):

Imprimați șablonul cadran pătrat

Imprimați șablonul cerc de apelare

Sarcina noastră se rezumă la orientarea corectă a cadranului solar în spațiu. Unghiul de înclinare a cadranului față de planul orizontal se determină după cum urmează:

Unde φ este latitudinea geografică. Puteți afla latitudinea locului de reședință pe o hartă sau pe Wikipedia.

Și cunoscând unghiurile necesare, este foarte simplu să facem un suport înclinat pentru cadranul nostru din carton sau hârtie și apoi să lipim pe el un cadran tipărit sau să pregătim o scanare a carcasei ceasului cu o imagine tipărită a cadranului într-un editor grafic.

Cunoaștem dimensiunile șablonului de cadran. Latura Carcasa este un triunghi dreptunghic. Astfel, știm lungimea ipotenuzei C și unghiurile triunghiului, iar lungimile catetelor A și B sunt calculate folosind formule trigonometrice:

Tot ce rămâne este să desenezi dezvoltarea în funcție de dimensiunile obținute, este posibil chiar și fără pereții laterali.
Am făcut o carcasă cu un capac din spate care se deschide (voi explica de ce mai jos):


Indiferent ce faci, vei primi o cutie.

Ei bine, acum trebuie să instalați un gnomon în centrul cadranului. Pentru a face acest lucru, puteți folosi orice tijă de dimensiune adecvată (de exemplu, un pai de plastic dintr-o pungă de suc). O poți face și din carton sau hârtie:
- decupați o bandă dreptunghiulară de 60 mm lățime (determinăm empiric lungimea, cu ochiul, astfel încât la pliat să obțineți un tub dens cu un diametru de aproximativ 5-6 mm cu un orificiu mic);


- lipiți bandă dublu pe o margine și rulați tubul;



- decupați o altă bandă dreptunghiulară de 15-20 mm lățime și, de asemenea, rulați-o într-un tub cu un diametru care se potrivește cu diametrul găurii din primul tub;

- tăiați o parte din primul tub la o distanță de 10 mm de margine (aceasta va fi ceva ca o piuliță)


și conectați piesele;

- fixați gnomonul pe cadran, fixându-l cu reversul„nucă” (aici este util capacul de deschidere).


Cadranul solar este gata. Acum, pentru ca acestea să funcționeze corect, trebuie să le plasați într-un loc însorit (pe un pervaz, pe un balcon etc.), astfel încât gnomonul „să privească” spre nord (determinăm direcția folosind o busolă).

Desigur, nu trebuie să vă așteptați la o coincidență exactă a citirilor unui astfel de cadran solar cu citirile ceasurilor obișnuite. În primul rând, cadranele solare care arată ora solară reală nu țin cont de ora standard dintr-o anumită zonă. În al doilea rând, nu trebuie să uităm că polii magnetici și geografici ai Pământului au o discrepanță, iar faptul că am orientat ceasul de-a lungul polului magnetic va introduce și o oarecare eroare.

Și în sfârșit, principalul punct de care trebuie să ții cont este că ceasul ecuatorial funcționează doar în perioada dintre zilele echinocțiului de primăvară și toamnă. În restul timpului, suprafața superioară a cadrului va fi în umbră. Dar ziua echinocțiului de primăvară în emisfera nordică este curând, așa că așteptarea nu va fi lungă. Există suficient timp pentru a face un cadran solar cu propriile mâini și a-l pune la lucru.

Experimente de succes pentru tine!

Un gnomon tipic în forma sa originală

De asemenea, se obișnuiește să se numească un gnomon partea unui cadran solar care aruncă o umbră asupra cadranului.

Gnomonica este știința care studiază cadranele solare. Astăzi, gnomonia nu este altceva decât un hobby științific, deoarece au fost create instrumente mai precise și mai ușor de utilizat pentru a determina adevăratul meridian și timpul.

Informații teoretice

Să enumerăm câteva fapte bazate pe cunoștințele de astronomie care vă vor ajuta să înțelegeți principiul de funcționare al gnomonului.

Faptul nr. 1. Soarele se mișcă întotdeauna de la est la vest, ceea ce înseamnă că umbra de la gnomon se mișcă în direcția opusă, adică de la vest la est.

Faptul nr. 2. În timpul răsăritului și apusului, când se află direct deasupra orizontului, umbra de la gnomon este cea mai lungă, iar la amiaza solară este cea mai scurtă.

Faptul nr. 3. Cea mai scurtă umbră de la un gnomon se obține atunci când Soarele se află la zenit, adică cel mai înalt punct al traiectoriei sale pe cer. În acest moment, Soarele traversează adevăratul meridian, adică linia care leagă de la nord la sud.

Faptul nr. 4. Cea mai rapidă schimbare a lungimii umbrei este observată în timpul orelor de răsărit și apus peste orizont. La mijlocul zilei, rata de modificare a lungimii umbrei este minimă.

Faptul nr. 5. Datorită înclinării axei de rotație a Pământului față de planul orbitei Pământului la un unghi de aproximativ 23,5 grade, precum și datorită rotației Pământului în jurul Soarelui, mișcarea observată a Soarelui pe cer are loc mai jos. ecuatorul ceresc (în emisfera nordică din septembrie până în martie), apoi deasupra lui (în emisfera nordică din martie până în septembrie). Și numai în zilele echinocțiului de primăvară și de toamnă mișcarea Soarelui coincide cu planul ecuatorului ceresc. În plus, traiectoria mișcării Soarelui se află cel mai departe de ecuatorul ceresc în zilele solstițiilor de iarnă și de vară.

Apropo, ecuatorul ceresc este un cerc mare al sferei cerești situat perpendicular pe axa de rotație a Pământului, al cărui plan coincide cu planul ecuatorului Pământului.

Faptul nr. 6. Soarele se deplasează pe cer cu o viteză unghiulară de aproximativ 15 grade pe oră.

Faptul nr. 7. Timpul mediu „terestre” nu coincide întotdeauna cu timpul astronomic din mai multe motive.

Faptul nr. 8. Diametrul Soarelui vizibil de pe Pământ este de aproximativ treizeci de minute de arc. Acest lucru face ca umbrele obiectelor să fie neclare.

Faptul nr. 9. Dacă stai în așa fel încât nordul să fie în fața ta, atunci sudul va fi în spatele tău, estul va fi la dreapta ta și vestul va fi la stânga ta.

Înțelegerea proceselor care stau la baza funcționării gnomonului și a cadranului solar este necesară nu numai pentru a realiza singur aceste dispozitive, ci și pentru a le utiliza corect. Odată mi s-a întâmplat să observ o imagine amuzantă: un bărbat, care și-a cumpărat un cadran solar, nu a putut înțelege de ce ora de pe el și ceasul de pe telefonul său era diferită. Videoclipul arată acest exemplu:

Cum să folosiți un gnomon pentru a determina adevăratul meridian

Gnomonul în acest caz este un stâlp, coloană sau alt obiect vertical drept situat pe o zonă orizontală plată deschisă către Soare. Se crede că creșterea lungimii gnomonului va crește acuratețea măsurătorilor, deoarece în acest caz modificările lungimii umbrei devin mai vizibile. Cu toate acestea, nu uitați că, pe măsură ce lungimea crește, claritatea umbrei proiectate va scădea, ceea ce poate afecta negativ acuratețea măsurătorilor. De asemenea, acuratețea rezultatelor este afectată de grosimea părții superioare a gnomonului, motiv pentru care este adesea făcut ascuțit.

Într-o zi senină și însorită, cea mai scurtă umbră de la gnomon indică începutul amiezii astronomice și indică nord (în latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei nordice) și sud (în latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei sudice). La tropice și la ecuator, situația se poate schimba pe parcursul anului, așa cum am discutat în detaliu aici.

Astfel, prin cea mai scurtă umbră este posibil să se determine atât amiaza adevărată, cât și direcția meridianului adevărat. Printre altele, cunoscând înălțimea gnomonului (B) și lungimea umbrei (L), nu este greu de calculat înălțimea unghiulară (H) a Soarelui deasupra orizontului. Pentru a face acest lucru, utilizați formula tgH=B/L.

Cu toate acestea, din cauza modificării ușoare a lungimii umbrei de la gnomon în timpul orelor de prânz, nu este întotdeauna posibil să se determine cu exactitate cea mai scurtă umbră. Dacă trebuie să obțineți rezultate mai precise, puteți utiliza o altă metodă. Pentru a face acest lucru, determinați bisectoarea dintre două umbre identice ale gnomonului, măsurată dimineața și seara, când rata de modificare a lungimii umbrei este mai semnificativă. Această metodă stă la baza uneia dintre metodele de orientare prin umbra Soarelui.

Cunoscând adevăratul meridian, puteți naviga cu ușurință în zonă determinând direcția nord sau sud și apoi toate celelalte direcții cardinale.

Cum să folosiți un gnomon pentru a determina latitudinea unei zone

Pe lângă determinarea meridianului adevărat, folosind un gnomon puteți calcula aproximativ latitudinea zonei în care se fac măsurători. În continuare, vom lua în considerare câteva metode care decurg din cunoștințele astronomiei.

Metoda numărul 1. În ziua echinocțiului de toamnă sau de primăvară la prânzul adevărat, altitudinea unghiulară a Soarelui este determinată folosind formula discutată anterior. Valoarea rezultată se scade din 90 de grade. Rezultatul calculelor va fi latitudinea zonei.

Metoda numărul 2. În ziua solstițiului de iarnă, la prânzul adevărat, este determinată altitudinea unghiulară a Soarelui. Întrucât în ​​acest moment Soarele se află sub ecuatorul ceresc la un unghi egal cu unghiul de înclinare al axei pământului, adică cu 23,5 grade, atunci prin adăugarea acestui unghi la înălțimea unghiulară a Soarelui obținută din formulă, vom poate obține înălțimea unghiulară a ecuatorului ceresc. La scăderea înălțimii ecuatorului ceresc de la 90 de grade se obține o valoare corespunzătoare latitudinii zonei.

Mișcarea Soarelui pe cer vara la latitudini mari.

Această metodă poate fi folosită și la solstițiul de vară. Pentru a face acest lucru, trebuie să scazi 23,5 grade din altitudinea unghiulară a Soarelui pentru a obține unghiul de înclinare al ecuatorului ceresc și cunoscând unghiul de înclinare, latitudinea zonei.

Mișcarea Soarelui la latitudini mari vara, când nu apune dincolo de orizont.

Metoda nr. 3. La prânz adevărat, măsurătorile lungimii umbrei sunt luate zilnic. Ca urmare a acestor măsurători, trebuie să obțineți cea mai lungă sau cea mai scurtă umbră, care va corespunde solstițiului de iarnă sau, respectiv, de vară, și apoi să procedați conform celei de-a doua metode. Sau, după ce a determinat cea mai lungă și cea mai scurtă umbră, găsiți valoarea lungimii medii, calculați înălțimea unghiulară a Soarelui folosind formula, concentrându-vă pe valoarea medie obținută și acționați în conformitate cu algoritmul primei metode.

La obținerea rezultatelor folosind una dintre metodele de mai sus, trebuie amintit că înălțimea aparentă a Soarelui deasupra orizontului este într-o oarecare măsură influențată de efectul refracției luminii - refracție, despre care am vorbit aici. Din cauza acestui efect, toate corpurile cerești pot apărea mai sus decât locul în care se află de fapt. Și cu cât acest efect va fi mai pronunțat, cu atât se află mai aproape de orizont obiectul observat.

De aici rezultă că în apropierea polilor în zilele echinocțiului de primăvară și toamnă, când Soarele trece jos deasupra orizontului, rezultatele măsurătorilor pot diferi ușor de cele reale către latitudinea inferioară.

Acum să vedem cum să determinăm ora și data folosind un gnomon.

Gnomon și cadran solar

Un ceas solar este un instrument străvechi care vă permite să determinați timpul după umbra Soarelui în timpul orelor de lumină.

Unul dintre primele ceasuri solare a apărut în Egipt. Erau un bloc de piatră lung de aproximativ 30 cm. Acest bloc era situat pe direcția est-vest. Pe o parte a acestui ceas se afla un bloc în formă de „T”, a cărui umbră, în scădere, „s-a strecurat” de-a lungul blocului de dimineața până la prânz, după care cadranul solar a fost întors cu 180 de grade, iar umbra „s-a strecurat” în sens opus. Timpul a fost determinat de crestăturile făcute pe bloc.

Schiță a unui ceas de soare „egiptean”.

Primele note despre cadranele solare se găsesc în manuscrisele egiptene și datează din anii 1306-1290 î.Hr. Cadrul solar egiptean descoperit, conform oamenilor de știință, a fost realizat cu mult înainte de manuscrisele găsite care le descriu - în 1479-1425 î.Hr.

Unul dintre primele cadrane solare.

În Egipt au fost descoperite și alte modele de ceasuri solare antice, diferite de modelul descris, dar vârsta lor, conform mărturiei oamenilor de știință, este mai tânără, așa că nu este necesar să le considerăm cele mai vechi cadrane solare.

Reconstrucția unui cadran solar antic din Egipt, expoziție a Muzeului din Cairo.

Indiferent de Egipt, cadranele solare au apărut în alte părți ale lumii, de exemplu, China antică și Grecia Antică, de unde ideea lor a migrat în Roma Antică.

În Rus', turnurile catedralei care aruncau umbre au început să fie folosite drept cadrane solare. Dar toate acestea erau deja practicate în secolul al XI-lea d.Hr.

Cu toate acestea, astfel de ceasuri nu puteau arăta ora exactă, deoarece crestăturile au fost realizate prin împărțirea uniformă a scalei într-un număr fix de părți.

Și numai multe secole mai târziu, omenirea a venit cu un cadran solar care arăta ora mai precisă. Erau mai asemănătoare cu ceasurile analogice moderne, cu singura excepție că scara lor a fost proiectată doar pentru o perioadă de timp de dimineața până seara și părea mai comprimată.

Astfel de cadrane solare pot fi găsite și astăzi: a devenit la modă decorarea pătratelor cu ele. Uneori cadranele solare pot fi găsite pe grădină și cabane de vara, unde pot arăta bine la intersecția potecilor.

Cadran solar ca element decorativ.

Gnomonul este o parte integrantă a cadranului solar. El este cel care aruncă o umbră pe cadran, formând „săgeata”.

Trebuie să înțelegeți că un cadran solar poate arăta atât timpul astronomic, cât și cel mediu „terestre”: totul depinde de marcajele când le construiți. Prin urmare, atunci când creați un ceas de casă, trebuie să decideți din timp ce oră vrem să vedem la un astfel de ceas.

Pe lângă oră, cadranul solar poate afișa și data și luna. Pentru a face acest lucru, li se aplică marcaje suplimentare.

Este important să înțelegeți că astfel de ceasuri pot indica corect data și luna numai dacă sunt „calibrate” strict pentru o anumită locație de instalare.

Dar nu este nevoie să puneți mari speranțe într-un cadran solar de casă: din cauza unui număr de inexactități asociate cu designul ceasului, denivelarea suprafeței pentru instalare, orientarea ceasului în spațiu, diametrul unghiular al Soarelui , ecuația timpului și alți factori, nu ne putem aștepta la citiri deosebit de precise de la astfel de ceasuri.

Să luăm în considerare câteva modele de bază de cadrane solare pe care le puteți construi cu propriile mâini din lemn, plastic sau carton.

Cadran solar ecuatorial

Acest cadran solar și-a primit numele datorită faptului că planul cadranului său este paralel cu planul ecuatorului ceresc.

Înclinarea scalei acestor ceasuri este necesară, astfel încât chiar și Soarele, stând la zenit maxim, să arunce o umbră.

Este recomandabil să faceți un astfel de ceas sub forma unui cerc plat, în centrul căruia este blocat un gnomon și în așa fel încât o parte a acestuia să se ridice pe o parte a cadranului, iar cealaltă să iasă în afară. celelalte. Dacă nu se face acest lucru, atunci din septembrie până în martie (în latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei nordice) nu veți putea folosi un astfel de ceas, deoarece Soarele va scădea sub ecuatorul ceresc, ceea ce înseamnă partea superioară a ceasul nu va mai fi luminat de razele sale.

Ceasul ecuatorial este setat astfel încât gnomonul în raport cu orizontul să fie ridicat la un unghi corespunzător latitudinii zonei și să indice nordul geografic. În acest caz, planul cadranului va fi paralel cu planul ecuatorului ceresc.

Există adesea o recomandare de a seta un cadran solar folosind o busolă. Cu toate acestea, aceasta creează adesea o eroare suplimentară, deoarece nordul geografic nu coincide întotdeauna cu nordul magnetic, care este indicat de acul busolei magnetice, care a fost descris în detaliu în. În plus, poate apărea o eroare suplimentară în acest caz din cauza diferitelor deviații magnetice.

Din punctul de atașare a gnomonului la cadran în direcția nordică (pentru latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei nordice), se trasează o linie dreaptă de-a lungul cadranului. Umbra gnomonului va trece această linie la prânzul adevărat (astronomic).

Folosind un raportor sau orice altă metodă disponibilă, alte diviziuni sunt aplicate cadranului sub formă de raze cu centrul în locul în care este atașat gnomonul. Unghiul dintre „razele” adiacente ar trebui să corespundă cu 15 grade - această distanță unghiulară, așa cum ne amintim, este că Soarele și, în consecință, umbra, călătoresc într-o oră.

Numărul „12” este plasat deasupra marcajului central corespunzător prânzului. Razele situate la vest sunt numerotate în ordine inversă, adică „11”, „10”, „9” și așa mai departe, iar razele situate la est sunt numerotate în ordine crescătoare, adică „13”, „14”, „15” și așa mai departe. Rezultatul este un cadran.

O scară similară este realizată în partea de jos a ceasului.

Un astfel de ceas poate fi realizat rapid dintr-un raportor, dar în acest caz, în loc de numerele corespunzătoare orelor, va trebui să utilizați semne de colț. Astfel, un semn de 90 de grade va corespunde orelor 12 după-amiaza, iar pentru fiecare oră umbra gnomonului se va deplasa fie într-o direcție, fie în alta cu 15 grade, din care se poate concluziona cât timp a avut. a trecut sau ar trebui să treacă pentru ca „săgeata” să fie pe 90 de grade, adică a lăsat clar că era amiază. Acest lucru nu este foarte convenabil, dar va dura un minim de timp pentru a construi un astfel de cadran solar.

Apropo, în zona ecuatorului un astfel de ceas va sta vertical, ca o roată. Și la poli - orizontal, ca un vârf în timpul rotației sale.

Videoclipul arată cum astfel de ceasuri sunt făcute manual:

În ciuda simplității designului, astfel de ceasuri au un dezavantaj: sunt dificil de utilizat în zilele apropiate de echinocțiul de primăvară și toamnă, deoarece planul mișcării Soarelui pe cer în acest caz este paralel cu planul cadranului. cadranul solar ecuatorial.

Când am apelat la numeroase surse de pe Internet, am dat peste informații conform cărora cadranele solare ecuatoriale nu pot funcționa în zilele specificate și nu am găsit niciodată informații despre cum să determinam ora în aceste cazuri. Prin urmare, îmi voi împărtăși gândurile. De fapt, totul este simplu: trebuie să faci o latură mică care să iasă deasupra suprafeței pe partea opusă a cadranului cu direcția Soarelui. Pe această parte umbra gnomonului va fi vizibilă chiar și în zilele echinocțiului.

Cadranele solare ecuatoriale sunt convenabile pentru versatilitatea lor, deoarece vor funcționa oriunde pe Pământ într-o zi senină și însorită. Cu toate acestea, va fi dificil să determinați data și luna cu ajutorul lor din cauza umbrei prea lungi și a dimensiunilor limitate ale cadranului. Dar funcția de calendar este ușor de gestionat de un cadran solar orizontal, despre care vom vorbi mai târziu.

Cadran solar orizontal

Într-un cadran solar orizontal, cadranul este poziționat orizontal. Gnomonul în acest caz, prin analogie cu ceasul ecuatorial, este situat în direcția nordică (pentru latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei nordice) la un unghi față de orizont egal cu latitudinea zonei.

Cadran solar antic de cupru pe un zid de fortăreață de la St Michael's Mount, Cornwall, Marea Britanie.

Astfel de cadrane solare sunt, de asemenea, amplasate strict în funcție de direcțiile cardinale geografice.

Marcajul de pe cadran corespunzătoare orei 12 după-amiaza este realizat prin analogie cu versiunea anterioară a cadranului solar. În momentul trecerii umbrei gnomonului acestui semn, ora este înregistrată pe un ceas obișnuit. După aceasta, exact o oră mai târziu se face următoarea notă. Și așa mai departe până când Soarele dispare sub orizont. Toate semnele sunt legate prin linii drepte de locația gnomonului - se obține un fel de rază.

Razele corespunzătoare orelor dimineții sunt desenate pe cadran ca imagine în oglindă a celor de seară. În continuare, fiecare rază este numerotată prin analogie cu versiunea anterioară a cadranului solar.

De asemenea, puteți face semne pe acest cadran pentru a determina data. Pentru a face acest lucru:

  1. În ziua solstițiului de vară, în timpul zilei, în fiecare oră, pe cadran se aplică semne, corespunzătoare sfârșitului umbrei gnomonului.
  2. Semnele sunt conectate printr-o curbă netedă.
  3. Data și luna în care au fost făcute notele sunt semnate lângă curba rezultată.
  4. Acțiuni similare se repetă exact o lună mai târziu și așa mai departe până când sosește ziua solstițiului de iarnă.
  5. Pe partea opusă a curbelor sunt trasate datele și lunile corespunzătoare perioadei din decembrie până în iunie. Deci, iulie va corespunde mai, august până în aprilie, septembrie până în martie, octombrie până în februarie și noiembrie până în ianuarie.

Pentru a determina aproximativ data dintr-un astfel de ceas, trebuie să vă uitați la ce curbă se află capătul umbrei gnomonului sau între care curbe, apoi utilizați metoda de interpolare pentru a determina data și luna aproximativă. Pentru a face acest lucru, desigur, trebuie să știți cel puțin în ce perioadă se face măsurarea, deoarece, de exemplu, pe 21 noiembrie umbra va avea aproximativ aceeași lungime ca pe 21 ianuarie.

Cadran solar vertical

Un cadran solar vertical, după cum sugerează și numele, are un cadran vertical. Un astfel de cadran este adesea atașat la un stâlp sau un perete al unei clădiri. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, pentru comoditate, un astfel de cadran trebuie poziționat strict spre sud (pentru latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei nordice) sau strict nord (pentru latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei sudice).

Regiunea Moscovei, fațada Templului Serafim de Sarov, cadran solar vertical din calcar Inkerman. Dimensiunea farfurii este de 100x50 cm.

Gnomonul în acest caz, ca și în cel precedent, ar trebui să fie înclinat la un unghi față de orizont egal cu latitudinea zonei în care este instalat cadranul solar.

Marcajele cadranului și ale calendarului din acest ceas sunt efectuate în mod similar cu un cadran solar orizontal.

Principalul dezavantaj al cadranelor solare verticale este imposibilitatea de a le folosi în zonele tropicale și ecuatoriale, când poziția Soarelui la amiază se schimbă de la nord la sud sau invers. În acest caz, puteți proceda prin analogie cu cadranul solar ecuatorial, făcând cadranul său cu două fețe. Cu toate acestea, nu veți putea folosi un calendar cu acest ceas, deoarece umbra gnomonului este prea lungă.

De fapt, la ecuator, un cadran solar vertical este un caz special al unui cadran ecuatorial, deoarece aici planul cadranului său este paralel cu ecuatorul ceresc, iar gnomonul este situat perpendicular pe acest plan.

Conversia orei astronomice în ora locală

Pentru a afla timpul „pământesc”, cunoscând timpul astronomic determinat de un ceas solar, trebuie să țineți cont de două puncte principale: longitudinea zonei în care se măsoară timpul și ecuația timpului. Am vorbit aici despre de ce este important acest lucru și despre cum afectează diferența dintre citirile de timp pe ceasurile obișnuite și cele solare.

Pentru a corecta pentru primul moment asociat cu longitudinea, trebuie să rețineți că Pământul se rotește în jurul axei sale cu o viteză unghiulară de aproximativ 15 grade pe oră. Astfel, este posibil să se determine diferența dintre timpul astronomic din această zonă și timpul astronomic din meridianul prim, adică Greenwich.

Pentru a lua în considerare corecția asociată cu ecuația timpului, trebuie să aveți un tabel sau un grafic al ecuației timpului. Este convenabil să-l aplicați direct pe cadranul solar într-un loc în care nu va interfera cu alte măsurători.

Acest grafic arată cât de mult mai devreme sau mai târziu de 12 ore „pământești” într-o anumită zi va fi Soarele la zenit, adică arată diferența de timp astronomic și „pământesc” într-o anumită zi la longitudinea „medie”. prin care se determină fusul orar.

Prin ajustarea pentru longitudine și ecuația timpului, puteți obține ora „pământească” din Greenwich. Și cunoscând ora Greenwich și fusul dvs. orar, este ușor să calculați ora „pământească” locală.

Bineînțeles, puteți merge în altă direcție, fără a încerca să calculați ora Greenwich, dar apoi va trebui să vă concentrați pe fusurile orare, care nu întotdeauna corespund clar citirilor astronomice din cauza componentei politice și, prin urmare, explicația va fi mai mult confuz.

În acest sens, să ne uităm la algoritmul menționat anterior folosind un exemplu.

Măsurătorile se efectuează pe o zonă cu o longitudine de 32 de grade 30 de minute longitudine estică. Data din calendar este 20 februarie. Citirea de pe cadranul solar este ora 16. Este necesar să se determine timpul mediu „terestre”.

Soluția arată astfel:

  1. Se calculează diferența cu ora Greenwich: 32°30′ / 15 = 2 ore 9 minute. Deoarece longitudinea este de est, aceasta înseamnă că ceasul din meridianul principal, în comparație cu ceasul din zona dată, va fi în urmă cu 2 ore și 9 minute.
  2. Se face o corecție pentru ecuația timpului. Conform tabelului ecuației timpului pentru 20 februarie, indicatorul este găsit - corespunde cu +13,9. Adică, timpul astronomic din această zi este în urmă cu 13,9 minute în urma „pământului”, ceea ce corespunde cu 13 minute și 54 de secunde. Aceasta înseamnă că timpul „pământesc” (dar nu mediat pe fusul orar) va corespunde în prezent cu 16 ore + 13 minute 54 secunde = 16 ore 13 minute 54 secunde. Rotunjit la cel mai apropiat minut - se dovedește a fi 16 ore și 14 minute.
  3. Cunoscând timpul „pământesc” (nu mediu) într-o zonă dată și diferența de ore cu meridianul prim, se determină ora Greenwich: 16 ore 14 minute – 2 ore 9 minute = 14 ore 5 minute.
  4. Cunoscând fusul orar al zonei (+2) în care se fac măsurătorile, se determină timpul mediu „pământesc” în această zonă: 14 ore 5 minute + 2 ore = 16 ore 5 minute.

Dacă cadranul solar nu este planificat să fie mutat într-o zonă cu o altă longitudine, corecția pentru longitudine poate fi scrisă chiar pe ceas pentru a nu-l recalcula de fiecare dată.

De asemenea, este important atunci când convertiți timpul astronomic în „ora terestră” să nu uitați că în unele regiuni ceasurile sunt setate la ora de vară. Dacă acest lucru nu se face, eroarea poate fi de 1 oră.

Este posibil să cumpărați un cadran solar?

Astăzi puteți vedea multe la vânzare diverse modele ceas solar. Din păcate, multe dintre ele îndeplinesc o funcție pur decorativă și nu sunt potrivite pentru măsurători precise ale timpului. Personal, am avut norocul să văd o singură dată un astfel de model, cu ajutorul căruia poți determina efectiv timpul.

Atunci când achiziționați un cadran solar „funcțional”, primul lucru la care ar trebui să acordați atenție este tipul acestuia. Cadranul solar de tip ecuatorial, așa cum am menționat mai devreme, este universal, ceea ce înseamnă că este probabil ca acestea să poată fi instalate normal în orice zonă și să asigure funcționarea corectă.

Astfel de ceasuri ar trebui să fie echipate cu un mecanism care vă permite să reglați înclinarea cadranului și, dacă este posibil, o scară rotativă, permițându-vă să o utilizați în orice locație.

Există și firme care fabrică cadrane solare la comandă, dar serviciile lor, din câte știu eu, sunt foarte scumpe.

Pe baza acestui lucru, mi se pare că este mai ușor să faci singur un cadran solar din carton sau placaj. În acest caz, o persoană nu numai că va dobândi un instrument de lucru cu adevărat, dar va înțelege mai bine principiile pe care funcționează aceste ceasuri. Și aceste principii sunt lucrul fundamental al tuturor metodelor de orientare de către Soare, stele și Lună, atât de necesare călătorilor care iau în considerare riscurile situațiilor de urgență și studiază modalități de a le depăși.

Pentru a rezuma toate cele de mai sus, pot fi remarcate câteva puncte.

Pentru o persoană care se află în sălbăticie, un ceas solar și un gnomon, în special, îi vor permite să navigheze în zonă. Cadranele solare portabile în acest sens sunt mai multe unealtă universală, întrucât fac posibilă găsirea locației aproximative a punctelor cardinale în orice moment al zilei, dacă se cunosc ora, coordonatele zonei, iar Soarele nu este ascuns de nori. Cu un cadran solar staționar, totul este și mai simplu: fac posibilă navigarea pe vreme înnorată și chiar și pe timp de noapte, deoarece, de regulă, sunt orientate strict către punctele cardinale.

Funcțiile cadranelor solare, cum ar fi ora și data, nu sunt atât de necesare în turism și situații de supraviețuire de urgență. Cel puțin, nu am auzit niciodată de cineva rănit grav fără să știu ziua calendaristică sau ora locală. Dacă, totuși, mai trebuie să navigați în timp pe lângă Soare, ca și pentru mine, este mai ușor să faceți acest lucru dacă cunoașteți direcțiile cardinale și direcția către Soare în acest moment. Da, rezultatul nu va fi foarte precis, iar la latitudini joase această metodă va fi de puțin ajutor, cu toate acestea, nu va trebui, de asemenea, să purtați cu dvs. un ceas de soare voluminos sau să pierdeți timpul construind unul pe sol din materiale vechi.

Dacă, totuși, este nevoie urgentă de un cadran solar, atunci ar trebui să-l orientați nu după o busolă, ci după Steaua Polară sau după direcțiile cardinale determinate cu ajutorul unui gnomon.



După cum am menționat mai devreme, polii magnetici nu coincid cu cei geografici, iar zona în care este instalat cadranul solar poate fi situată în zona unei anomalii magnetice.  Toate acestea nu vor face posibilă setarea corectă a cadranului solar folosind o busolă magnetică.