Chế tạo đồng hồ mặt trời bản thân nó đã là một khoa học. Việc xây dựng tưởng chừng đơn giản đôi khi lại không dễ thực hiện vì phải tính đến rất nhiều yếu tố khoa học và kỹ thuật. Không có đồng hồ mặt trời có giá trị phổ quát. Mỗi ví dụ phải được điều chỉnh chính xác cho phù hợp với vị trí nó được dựng lên để nó thực sự có thể cho biết thời gian chính xác. Dưới đây bạn sẽ tìm thấy hai hướng dẫn chế tạo đồng hồ mặt trời khác nhau: một phiên bản rất đơn giản, dễ sử dụng và một phiên bản đồng hồ mặt trời dành cho người dùng nâng cao.
Đồng hồ mặt trời đơn giản dành cho người mới bắt đầu
Một chiếc đồng hồ mặt trời có chức năng có thể được tạo ra ngay cả khi không có bất kỳ kiến thức kỹ thuật cơ bản nào. Thật dễ dàng đến nỗi ngay cả trẻ em cũng có thể làm được chiếc đồng hồ mặt trời này.
Chất liệu
- chậu hoa lớn (đường kính ít nhất 30-40 cm)
- Thanh hoặc thanh kim loại (dài khoảng 50-60 cm)
- Sỏi hoặc sạn
- bút không thấm nước
Xây dựng
Mặc dù phương pháp này rất tốn thời gian nhưng nó rất dễ thực hiện và không yêu cầu kiến thức hoặc hiểu biết kỹ thuật trước đó.
- Đặt chậu hoa ở nơi có nắng trong vườn
- Đặt que vào giữa chậu hoa và lấp đầy đá cuội hoặc sạn
- thanh phải nhô ra khỏi vết sứt mẻ ít nhất 30-40 cm
- mỗi giờ đánh dấu vị trí trên mép chậu hoa nơi bóng đổ xuống
- có thể tiếp tục chấm điểm vào ngày hôm sau
Mẹo:
Ngoài ra, một phiến đá lớn, một tấm gỗ hoặc một đĩa kim loại cũng có thể dùng làm đồng hồ mặt trời, trong đó một thanh được lắp vào giữa. Đinh bấm, đá dán và nhiều thứ khác cũng thích hợp để đánh dấu giờ.
Sundial dành cho người dùng nâng cao
Đồng hồ mặt trời phải được làm bằng vật liệu chịu được thời tiết để có thể để ngoài trời vào mùa hè và mùa đông cũng như khi trời mưa và tuyết. Không có giới hạn cho trí tưởng tượng của bạn khi lựa chọn vật liệu. Đồng hồ mặt trời có thể được làm bằng gỗ, kim loại, đá hoặc thậm chí là nhựa. Điều quan trọng là phải có sẵn các công cụ phù hợp để xử lý vật liệu.
Chất liệu
- ba tấm gỗ, khoảng 20 x 25 cm (tốt nhất là dày 3 đến 4 mm)
- Fretsaw
- bộ hình vuông lớn, cạnh dài nhất 22 cm (hoặc thước đo góc khác)
- La bàn (đường kính tối thiểu 20 cm)
- bút chì
- La bàn
- Sơn hoặc tráng men để vẽ tranh
Cắt mặt đồng hồ
Mặt đồng hồ được làm từ một trong những tấm ván. Nó có thể được cắt thành hình tròn hoặc hình vuông.
- Hình vuông: chiều dài cạnh 20 cm
- Hình tròn: đường kính 20 cm
Để tạo một hình tròn, tốt nhất trước tiên bạn nên vẽ một hình vuông có chiều dài cạnh 20 x 20 cm lên bảng. Ngoài ra, bảng có thể được cắt theo kích thước này ngay lập tức. Để đánh dấu tâm, hai đường chéo được vẽ từ các góc. Nơi các đường gặp nhau là tâm của hình vuông. Đưa đầu la bàn vào điểm này và vẽ một hình tròn có đường kính 20 cm (bán kính tương ứng 10 cm). Sau đó, cắt hình tròn bằng cưa đĩa hoặc chỉ vạch theo nó và để bảng ở dạng hình vuông.
Gắn nhãn mặt số
Hình tròn được chia thành 24 miếng bánh có kích thước bằng nhau bằng cách sử dụng bộ hình vuông và bút chì mịn. Vì vậy, các đường được vẽ từ cạnh qua tâm. Tất cả các bộ phận phải có một góc 15 độ. Mỗi dòng đánh dấu một giờ đầy đủ. Về mặt lý thuyết tất cả các số có thể được vẽ. Đồng hồ mặt trời trông chuyên nghiệp hơn nếu chỉ ghi lại số giờ nắng thực tế (tức là từ khoảng 6 giờ sáng đến 9 giờ tối). Ngoài ra, mặt số sẽ ít lộn xộn hơn nếu nó chỉ được áp dụng mỗi ba giờ một lần (6, 9, 12, 15, 18 và có thể là 21).
Xác định vĩ độ
Bây giờ thì phức tạp hơn một chút, vì để đồng hồ mặt trời hoạt động chính xác, nó phải thẳng hàng với trục trái đất. Một cạnh của bóng đổ hình tam giác phải song song với trục trái đất. Để làm được điều này, bạn cần biết vị trí đặt đồng hồ mặt trời ở vĩ độ nào. Vĩ độ chạy song song với xích đạo, Đức nằm giữa vĩ tuyến 48 ở phía nam và vĩ tuyến 54 ở phía bắc.
Ví dụ về định hướng:
- 48. đến vĩ tuyến 49: Freiburg, Stuttgart, Ulm, Munich, Passau
- 49. vĩ độ lên tới 50 độ: Saarbrücken, Karlsruhe, Mannheim, Nuremberg, Würzburg
- 50. Vĩ độ: Frankfurt am Main, Wiesbaden, Mainz
- 51. Vĩ độ: Köln, Erfurt, Dresden
- 51.-52. Vĩ độ: Dortmund, Kassel, Leipzig, Magdeburg
- 52.-53. Vĩ độ: Osnabrück, Hanover, Berlin, Bremen
- 53.-54. Vĩ độ: Hamburg, Schwerin, Rostock
- 54.-55. Vĩ độ: Kiel, Flensburg
Mẹo:
Với ứng dụng la bàn được điều khiển bằng GPS, bạn có thể xác định vị trí của mình rất chính xác và ứng dụng này thường được cung cấp miễn phí dưới dạng một chương trình nhỏ. Hoặc, theo cách cổ điển, bạn lấy atal hoặc bản đồ và đọc vĩ độ của mình ở đó.
Cắt bóng
Vĩ độ là một trong những góc của tam giác tạo nên bóng râm. Góc này bây giờ được vẽ trên bảng thứ hai bằng cách sử dụng hình vuông đã đặt. Để làm điều này, hãy lật bảng sao cho cạnh dài ở phía dưới. Hình vuông đã đặt được đặt sao cho thang đo centimet hướng xuống dưới. Cân phải thẳng hàng với bảng ở phía dưới. Hình vuông đã đặt bây giờ được đẩy xa về bên trái đến mức điểm 0 (A) của thang đo xấp xỉ ở phần ba bên trái của cạnh bảng.
- Đánh dấu điểm 0 bằng một đường bút chì mảnh (điểm A)
- đọc góc thích hợp từ phía dưới bên phải của bảng
- đánh dấu bằng dấu chấm (điểm B)
- Vẽ đường nối giữa điểm A và B
- góc mở sang bên phải
- Thay thế hình vuông đã đặt thành điểm 0 (số 0 trên thang đo tại điểm A)
- Xoay hình vuông đã đặt sang phải cho đến khi đường 90 độ nằm trên đường nối giữa điểm A và B
- bây giờ đẩy hình vuông đã đặt lên cho đến khi cách mép bảng 10 cm (ở phía bên phải), đánh dấu điểm C trên mép bảng
- vẽ đường dài 10 cm bằng bút chì
- vẽ một đường thẳng đứng hướng lên trên từ điểm cuối của đường 10 cm (điểm C)
- đánh dấu điểm mà đường thẳng này gặp góc (giữa điểm A và B)
- Nếu cần, hãy mở rộng ranh giới giữa A và B
- Một tam giác vuông được tạo với góc vuông ở dưới cùng bên phải
- Cắt hình tam giác bằng ghép hình
Mẹo:
Nếu bạn không chắc liệu mình có làm đúng mọi thứ hay không, trước tiên bạn có thể làm mô hình đồng hồ mặt trời bằng bìa cứng.
Lắp ráp mặt số và bộ tạo bóng
Mặt số không được đặt phẳng trên sàn mà được lắp vào bộ tạo bóng ở một góc nhỏ. Bằng cách này, độ lệch do độ cong của trái đất gây ra sẽ được bù đắp.
- Nhìn thấy mặt số ở vị trí 12 giờ sâu 5 cm và chiều rộng của bảng (3 hoặc 4 mm)
- Đã nhìn thấy hình tam giác ở đường 10 cm (từ cạnh dài nhất) sâu 5 cm và rộng 3 (hoặc 4) mm
- đặt cả hai phần lại với nhau (góc vuông của tam giác gặp mốc 12 giờ)
- có thể dán keo nếu phần cắt hơi lớn
- cả hai phần phải khớp chặt với nhau
Lắp tấm đế
Tấm đế của đồng hồ mặt trời hiện được tạo từ tấm gỗ thứ ba.
- Kích thước: 20 x 25 cm
- Một đường dài 25 cm hiện được vẽ ở giữa cạnh dài
- Lật đĩa có cạnh dài xuống
- đánh dấu đầu bên trái của dòng bằng S (nam)
- gắn nhãn vào đầu bên phải của dòng bằng một mũi tên và N (hướng bắc)
- đo 5 cm trên bảng tính từ phía bên phải của bảng
- vẽ một đường thẳng đi qua điểm (vuông góc với đường bắc-nam)
- đường này đánh dấu đường đông tây
- Căn chỉnh mặt số (có bóng râm) với các số hướng về hướng bắc
- lắp mặt dưới (12 giờ) chính xác trên đường đông tây
- sửa bằng đinh hoặc ốc vít nhỏ
Đặt đồng hồ mặt trời
Để thời gian có thể được hiển thị chính xác trên đồng hồ mặt trời, mũi tên trên tấm đế phải chỉ chính xác về phía bắc. La bàn là cần thiết cho việc này. Giờ đây, bạn có thể đọc giờ mặt trời từ bóng mà hình tam giác (nguồn bóng) in trên mặt số.
Mặt trời
Nếu sử dụng đồng hồ mặt trời, bạn không nên ngạc nhiên nếu thời gian này hơi khác so với thời gian hiển thị trên đồng hồ của chúng tôi. Thời gian vùng được hiển thị trên đồng hồ bình thường. Ví dụ: ở Đức áp dụng Giờ Trung Âu (CET). Mặc dù thủ đô Madrid của Tây Ban Nha cách xa hơn về phía tây khoảng 2.500 km và mặt trời chỉ đạt điểm cao nhất muộn hơn một giờ rưỡi so với phía đông Budapest, nhưng 12 giờ trưa được hiển thị cùng lúc ở cả hai thành phố.
Kết luận
Có thể chế tạo một đồng hồ mặt trời đơn giản bằng cách sử dụng một chậu hoa hoặc một chiếc đĩa có cắm một thanh thẳng đứng vào đó để tạo bóng trên đó vào những giờ nhất định trong ngày. Bây giờ tất cả những gì bạn phải làm là đánh dấu cho mỗi giờ. Đồng hồ mặt trời chuyên nghiệp cũng tính đến trục trái đất và vĩ độ của vị trí đặt đồng hồ mặt trời.
