Kudy putují stíny?

(příklad vodorovného ciferníku slunečních hodin)

Na poslední straně této knížky najdete ciferník slunečních hodin platných pro zeměpisnou šířku 50°. Hodiny z něho vzniknou, když k němu přidáte ukazatel, který povede z místa vyznačeného kroužkem do určité výšky nad místo vyznačené křížem. Potřebná výška je přitom vyznačena vlevo od kříže znaménkem ve tvaru T. Nejsnadnější bude, když ukazatel zhotovíte jako přeponu papírového trojúhelníku. Poté stačí hodinami otočit tak, aby byl ukazatel rovnoběžný se zemskou osou, a když bude svítit Slunce, bude jeho stín ukazovat sluneční čas.

ciferník hodin

Jak hodiny podle směru zemské osy orientovat? Část tohoto problému jste už vyřešili -- ukazatel a vodorovná rovina svírají úhel 50°, stejně jako by měla být vaše zeměpisná šířka. Zbývá tedy jen správně zvolit azimut. Ten vám hodiny samy prozradí -- při správné orientaci dopadá konec stínu ukazatele na správnou hyperbolu a pohybuje se po ní během dne dál. O kterou hyperbolu jde, záleží jen na datu. Kromě toho musíte už jenom vědět, je-li dopoledne či odpoledne. V pravé poledne hodiny podle délky stínu zorientujete jen těžko -- hyperboly jsou kolmé ke stínu a snadno se lze dopustit chyby, která odpovídá i půlhodině.

Co všechno je na ciferníku vyznačeno? Nejdůležitější je trs úseček, které vycházejí z paty ukazatele. Na ně dopadá stín v celé hodiny. Jejich tečkované části pak označují oblasti, kam může dopadat v takový okamžik konec stínu -- nejblíže k patě ukazatele bude při letním slunovratu, nejdál při zimním slunovratu. Putování konce stínu během dne při slunovratech jsou dvěma extrémními případy hyperbol. Ty jsou spolu s pěti dalšími vyznačeny řadami jednotlivých bodů, které udávají polohu konce stínu pro každých celých deset minut. Zakresleny jsou přitom jen hyperboly, pro které je ekliptikální délka Slunce rovna násobku 30°, tedy když Slunce přechází z jednoho znamení do druhého. To se stává vždy kolem 21. dne v měsíci.

Na hodinách přímo odečtete pravý místní sluneční čas. V tomto čase je Slunce přesně ve dvanáct hodin vždy v nejvyšším bodě své cesty po nebi, tedy nad jihem. Takový čas ale neplyne zcela rovnoměrně -- mírně se zrychluje či naopak opožďuje až o čtvrt hodiny. Proto je kolem čáry označující pravé poledne vytečkována křivka podobná osmičce (tzv. analema), která ukazuje, jak se sluneční čas liší od středního, plynoucího rovnoměrně. Body analemy označují konec stínu v poledne středního času vždy v první, jedenáctý a dvacátý první den v měsíci. Platnost levé či pravé poloviny naznačuje šipka, která spojuje 11. a 21. říjen a určuje, kterým směrem se mění délka stínu v průběhu roku. Nejvíc napřed je pravý čas oproti našemu střednímu začátkem listopadu, nejvíce pozadu začátkem února.

Porovnáte-li sluneční hodiny se svými hodinkami a budete-li v jiné zeměpisné délce, než je násobek patnácti stupňů, najdete ještě jeden rozdíl. Každému stupni zeměpisné délky odpovídá rozdíl místních časů o čtyři minuty. Česká republika ale shodou okolností nezasahuje daleko od jednoho takového základního poledníku (od zeměpisné délky 15°) a tak se na jejím území tento rozdíl příliš neprojevuje. Během letního období se ale u nás používá tzv. letní čas, odpovídající poloze o patnáct stupňů východněji. Proto jsou hodiny opatřeny dvojím číslováním.

Literatura

Text je převzat z knihy:
Jiří Dušek, Pavel Gabzdyl, Jan Hollan: ,,Báječný svět hvězd aneb Jak se stát hvězdářem``, kterou vydala Hvězdárna a planetárium Mikuláše Koperníka v Brně roku 1996.

Ciferník slunečních hodin byl namalován programem SunDial jako soubor v jazyce PostScript a pak jen mírně upraven textovým editorem. Program, kreslící i na obrazovku, je k dispozici na adrese autora, http://astro.sci.muni.cz/pub/hollan