С одной стороны, регулярно попадающиеся в последнее время на моём пути плоскоземельцы направляют мои мысли на то, как бы им (не троллям, а реально заблудшим) наглядно показать, что плоская азимутальная проекция никаким образом не может соответствовать наблюдениям, и вот пришёл в голову очередной "плоский эксперимент". С другой стороны, я не уверен, что это вам будет так же любопытно и занятно. Поэтому ставьте оценки, пишите комментарии, буду делать выводы, грузить ли вас в будущем подобной "веселухой".

Заодно примите во внимание следующее соображение: вся эта движуха на самом деле не очень-то смешна. По теме астрономии, скажем, в ютубе не так много материалов, а плоскоземельцы в последнее время просто завалили этот популярный видеоресурс своей неу(ё)мной энергией. Мне трудно оценить, насколько всё это может повредить молодому поколению, которое в силу молодости (и отсутствия астрономии в школах) хочет противопоставить старикам нечто новое и оригинальное. Они пишут "вы забиты школьными догмами и неспособны понять!", и вся эта плоская ерунда распространяется всё дальше.

Первый мой пост по этой тематике вы можете посмотреть тут: http://pikabu.ru/story/izolinii_vyisotyi_solntsa_v_raznyikh_...

Будем исходить из нескольких предпосылок:

1) теория того, как правильно расположить гномон (палку, отбрасывающую тень в солнечных часах), хорошо известна (кстати, можете посмотреть мой недавний пост о том, как сделать солнечные часы на даче http://pikabu.ru/story/kak_sdelat_solnechnyie_chasyi_5067362), и я воспользуюсь этим;

2) источник света вращается вокруг гномона со скоростью 15 градусов в час (для наших сегодняшних целей это более чем достаточная точность);

3) угловой размер диска солнца неизменен в течение светового дня (исключая его вертикальное подплющивание на восходе и закате), а это означает, что этот источник света при перемещении по небосклону находится на одинаковом от нас расстоянии.

Итак, сначала шарообразная Земля. Для простоты будем рассматривать день равноденствия. Здесь всё в порядке, все гномоны на всех широтах параллельны оси вращения Земли, Солнце как источник света далеко, и при вращении Земли вокруг своей оси с вышеуказанной угловой скоростью все условия выполняются:

Оранжевая линия - экватор, синия - линия терминатора (граница день-ночь). Рисунок вышел слегка неказистым - из-за таких огромных гномонов Земля здесь мне напоминает подводную мину.

Кстати, где-то меня спрашивали, как должен быть расположен гномон на экваторе - именно так, как вы видите на рисунке - горизонтально. В качестве примера - солнечные часы в Эквадоре:

А теперь перейдём на азимутальную проекцию и пофантазируем, как там должно двигаться солнце. Поскольку мы выплощили поверхность, очевидно, куда-то должен деться радиус Земли - правильно, для пристрелочных экспериментов, которые силятся проводить плосковики из разных городов, они и получили в первом приближении солнце на высоте 6000 км (это у них наезд на Эратосфена, хых). Далее, для совпадения с точками зенита (точек, над которыми солнце проходит вертикально сверху) очевидно, нужно пустить солнце по аналогичной траектории над плоской землей - это всё, чего достигла к настоящему моменту эта плоская "теория".

Для дней равноденствия мы имеем траекторию Солнца над кругом экватора. Давайте расставим наши гномоны на "дневной" стороне:

Закроем пока глаза на множество казусов, которые уже возникли:

* вторая половина диска Земли почему-то не освещена Солнцем;

* Солнце почему-то расположено не там, например, для двух крайних гномонов на экваторе (да и не только для них, а вообще для всех, кроме зенитного, экваториального);

* угловой размер Солнца уже разный для разных точек Земли.

Очевидно, что солнце как точечный источник света не сможет одновременно вращаться вокруг всех представленных осей. Для наглядности давайте посмотрим, где должно быть солнце с точки зрения разных гномонов, которые вы видите на рисунке (я использовал не все гномоны, но и этого количества достаточно), через два часа. То есть просто повернём солнце на 30 градусов относительно осей, заданных гномонами (исходное солнце тоже оставил на месте):

В общем, все солнца полетели в разные стороны. Очевидно, что без сложной математики (и соответствующей оптики) невозможно описать движение единственного источника света угловым размером пол-градуса для всех точек плоской Земли.

Напоследок ещё одна картинка с другой точки зрения:

Новозеландский Крайстчёрч близок к 45 параллели южного полушария, поэтому пусть это будет он, и солнце для него должно повернуться вокруг гномона против часовой стрелки на 30 градусов (обозначено зеленой стрелкой), а плоское Солнце вместо этого улетает вообще куда-то вдаль (красная стрелка), что будет уменьшать угловой размер солнца и мало менять его азимут.

К слову, удивительно, что южнополушарцы тоже включились в эту безумную игру (попадались плоскоземельцы из Новой Зеландии), хотя для их полушария, расплющенного плоскоземельцами, вообще всё очень печально: и самолёты летают "неправильно", и солнце неправильно ездит, а про звездное небо вообще полная грусть печаль.

И кстати, как ни странно, даже упертые плоскоземельцы иногда могут признать несостоятельность своих воззваний: местный пикабушный плоскоземелец систем.эррор согласился, что небесная механика для плоской Земли не работает: #comment_90323416

Привет, пикабу. В преддверии лета, солнца, дачного сезона, огородных дел и всякого подобного хочу предложить вам пошаговую инструкцию, как сделать солнечные часы горизонтального типа на вашем участке. Узнавать по ним время - иногда даже удобнее, чем по мобильному телефону (потому что телефон не всегда с собой; руки грязные; солнце отсвечивает от экрана). Ну и опять же - когда понятен принцип конструкции часов, вы вольны проявить фантазию, как это оформить/украсить - цветы, трава, камешки, прочее.

Основа солнечных часов - гномон. Это палка, тень от которой и будет показывать нам время. Чем точнее мы сориентируем эту палку параллельно оси вращения Земли (как это сделать - см. пункты 1, 2, 3 ниже), тем точнее будет устройство. В качестве гномона сгодится любая ровная палка, похожая по габаритам на черенок от лопаты (можно и сам черенок, если завалялся ненужный).

Находим место, где не бегает много людей и собак, и мимо которого вы часто проходите. Главное, чтобы оно было освещено солнцем большую часть дня. Для этого найдите юг (либо сориентируйтесь по Google Earth, либо в районе 12-13 часов повернитесь лицом к солнцу) и поищите на участке место с максимально свободной (от крыш, деревьев и тому подобное) южной половиной неба.

Далее смотрите на картинку:

Пункты 1 и 2 посвящены нахождению точного направления на Север. Да, для этого можно использовать и компас, но надо помнить, что магнитное склонение (то есть отклонение показаний компаса от реального направления на географический Север) в нашей стране может достигать 10, 20 и более градусов. Кроме того, вы можете словить локальную магнитную аномалию. Поэтому метод определения Севера по солнцу - точнее и надёжнее.

1. К моменту истинного полудня (солнечной кульминации, еще ее ошибочно называют "зенитом") готовим отвес (например подвешиваем на веревке камешек/железяку и следим, чтобы все это не болталось на ветру) и горизонтальную площадку, на которой видна тень от веревки. Методы вычисления времени истинного полудня для вашей местности я опишу ниже.

2. В момент истинного полудня (предварительно время неплохо бы синхронизировать с интернетом, например по сервису time.is, ну или по андроид-приложению ClockSync) отмечаем направление солнечной тени отвеса, например, с помощью нескольких камешков, которые выкладываем вдоль тени. Это точное направление север-юг (направление меридиана).

3. Вычисляем тангенс угла к горизонтали, под которым должен стоять гномон (то есть наша палка). Для этого выясняем широту места, вбиваем ее в калькулятор и жмем tan. Например, если широта 56 градусов, то tan(56) = 1.483.

Умножаем это число например на полметра (50 см), получаем 74 см. Втыкаем палку в землю, в направлении строго на север (мы его выяснили в прошлом пункте по отвесу) от этого места кладем камешек в 50 см от места, где воткнута палка, и наклоняем палку таким образом, чтобы она проходила над камешком на высоте 74 см. На рисунке 3 (и 3а для пущей наглядности) я показал отвес, который спускается от гномона и попадает на линию меридиана (длина этого отвеса в нашем примере = 74 см). Вместо отвеса можно "стрелять" глазом, но получится не так точно. И в таком положении начинаем вбивать палку, время от времени проверяя/корректируя, чтобы она проходила над нашим "полуметровым" камешком на заданной высоте. Как только палка будет крепко держаться, можем себя поздравить - самая ответственная часть работы сделана: мы сориентировали наш гномон параллельно земной оси. И, кстати, он заодно с хорошей точностью указывает на Полярную звезду (можете проверить ночью, "стрельнуть" глазом вдоль палки).

4 и 5. Следующие положения часовых меток, сделанные по таймеру. Надо отметить, что хоть на рисунке и отмечено 12 часов для полуденной метки, на самом деле гражданское время для неё будет иным. Чтобы об этом не думать, проще всего разметить циферблат, подходя к гномону в 13:00, 14:00 и так далее, и просто отмечать направление тени. А на следующий день с утра до полудня отметить остальные часовые метки.

Сами часовые метки могут быть какими угодно: можно вбить таблички с цифрами, можно выложить камнями.

Вычисление времени истинного полудня

Перечислю, какие именно вещи случаются в момент истинного полудня:

* солнце находится точно на Юге (для наших северных широт);

* горизонтальные тени от вертикальных предметов падают точно на Север;

* солнце находится в наивысшей точке своего дневного хода;

* это момент - с хорошей точностью середина между восходом и заходом солнца в этот день.

Для каждого меридиана - свой момент истинного полудня. Так, скажем, в сравнении с центром Москвы истинный полдень на востоке города случается примерно на 1 минуту раньше, а на западе - на минуту позже. Ниже приведён годовой график времени полудня для центра Москвы (для часового пояса UTC+3, в котором Москва постоянно находится с октября 2014 года):

То есть на меридиане Москвы вы просто можете использовать этот график. Точно такой же формы график получится и в вашем месте, только его нужно сместить по вертикальной оси на величину (Д-37.6)/15 часов, где Д - ваша географическая долгота. Например возьмём Пермь, её долгота составляет 56.2 градуса, подставляем в формулу: (56.2-37.6)/15 = 1.24 часа = 1 час 14.5 минут. То есть в Перми истинный полдень случается на 01ч14.5м раньше, чем в Москве, и по московскому времени от вышеприведённого графика надо отнять 01ч14.5м. Например для сегодняшнего 2 мая мы получим 12ч26.5м минус 01ч14.5м = 11:12мск, прибавляем 2 часа (разница часовых поясов Перми и Москвы), получаем 13:12. Запомним это время, чтобы сравнить со следующим методом.

Второй метод заключается в том, чтобы найти свой населённый пункт на погодном сайте, где указано время восхода и захода солнца. Например для случая Перми откроем погодный сайт яндекса, и видим там Восход: 04:37 Закат: 21:47, находим среднее арифметическое этих двух времён (04:37 + 21:47) / 2 = 13:12. То же самое время, что получили выше.

Третий метод - использование расчетных программ. Я пользуюсь своей программой Day-night, и она сегодня для Перми выдаёт время полудня = 13:11:45.

Примечания

1. Вышеприведённый график - это следствие так называемого Уравнения времени - разницы среднего солнечного и истинного солнечного времени. Надо отметить, что именно с такой же амплитудой, как в этом графике, будут меняться показания ваших солнечных часов. То есть до плюс-минус четверти часа в течение года. Однако если присмотреться, видно, что в наиболее интересное для нас летнее время колебания не столь велики, и укладываются в плюс-минус 5-6 минут. Иногда, когда хотят получить минутную точность, для солнечных часов специально составляют график поправок в течение года.

Из этого графика, например, видно, что если вы разметили свои солнечные часы в середине июня, то к середине сентября они будут спешить на 5 минут.

2. Почему не стоит использовать просто вертикальную палку? Зачем морочиться с ее наклоном и её параллельностью оси вращения Земли? Дело в том, что часы, сделанные с помощью вертикальной палки, рано или поздно начнут показывать заметно неверное время. Так, часы, сделанные для вертикальной палки в июне, будут в сентябре врать на 1 час по утрам и вечерам (тут подробнее).

3. Если хотите, можете сразу рассчитать циферблат для вашей местности с помощью, скажем, программы Shadows, взять из этого расчета углы и сразу отмерить их на земле, вместо того, чтобы бегать целый день и ставить отметки по солнечной тени.

В заключение в качестве иллюстрации могу привести одни из своих часов, сделанные "из топора".

Спасибо за внимание. Надеюсь, текст получился не слишком закрученным. Будут вопросы - задавайте.

Если тема окажется востребованной и поступят запросы, могу в следующий раз рассказать, как рассчитать еще один тип подходящих для дачи солнечных часов - аналемматические  - в которых гномоном служит человек, который становится в разные места в зависимости от текущего месяца: