B. ĐỒNG HỒ MẶT TRỜI
Từ xa xưa, con người đã biết đến khái niệm thời gian và nhận thức được sự quan trọng của việc đong đếm thời gian trong cuộc sống hằng ngày. Mặt trời là một trong những vật thể gần gũi với con người và với sự xuất hiện có lặp lại theo 1 chu kỳ đã trở thành 1 vật thể tự nhiên được dùng để đo thời gian. Đồng hồ mặt trời có rất nhiều dạng, các bạn hãy cùng nhóm kỹ thuật tìm hiểu về chúng nhé.
Vậy, nguyên lý và cách sử dụng chúng như thế nào?
Qua tên gọi, các bạn cũng có thể hình dung được loại đồng hồ mà chúng ta đang nói đến “chạy” bằng năng lượng ánh sáng mặt trời. Mặt trời luôn di chuyển (biều kiến) trên bầu trời theo thời gian nên bóng nắng mà nó tạo ra cho mọi vật cũng thay đổi. Dựa vào sự thay đổi có chu kỳ đó, con người đã tạo ra đồng hồ mặt trời gồm 2 bộ phận chính là kim chỉ giờ và bản chia giờ. Vào mỗi thời điểm, bóng nắng của kim chỉ giờ ứng với vạch nào thì ta sẽ có giờ lúc đó, rất là đơn giản phải không nào ^^
Đến đây chắc các bạn ai cũng muốn mình có thể sở hữu 1 chiếc đồng hồ do chính tay mình làm rồi phải không nào ^^ Hãy cùng chúng mình tìm hiểu nhé!
1. ¬Đồng hồ loại xích đạo (Equatorial Sundial)
Đồng hồ loại này là 1 đĩa tròn ở tâm có 1 cọc vuông góc. Trên đĩa khắc các vạch giờ, cứ 15 độ sẽ kẻ 1 vạch và khoảng cách giữa 2 vạch là 1 tiếng.
Dựng đĩa tròn nghiêng về hướng bắc, độ nghiêng của kim (vuông góc với mặt đĩa) phải bằng chính vĩ độ nơi bạn sống. Ví dụ, vĩ độ dịa lý của Đà Nẵng là 16 độ thì độ nghiêng của kim là 16 độ.
Các bạn có thể bắt đầu chế tạo loại đồng hồ này bằng những vật liệu đơn giản, dễ tìm như dùng bìa các-tông hoặc giấy cứng để làm mặt đồng hồ, chia đều vòng tròn thành 24 vạch tương ứng với 24h, với chiếc kim thì các bạn có thể dùng que nhựa, chiếc đũa ăn… tùy theo khả năng sáng tạo và 1 chút năng khiếu thì các bạn có thể làm cho mình 1 chiếc đồng hồ rất dễ thương phải không nào ^^
2. Đồng hồ loại chân trời (Horizontal)
Với loại đồng hồ được giới thiệu ở trên thì sẽ có 1 hạn chế là tùy theo mùa, bóng nắng sẽ xuất hiện ở cả hai bên mặt đĩa. Vào mùa hè thì bóng sẽ ở mặt đĩa phía Bắc, vào mùa đông thì bóng sẽ ở mặt đĩa phía nam. Mặt khác, vào những ngày gần điểm xuân phân và thu phân, tia nắng của Mặt Trời gần như song song với mặt đĩa nên chúng ta rất khó để nhìn rõ bóng của kim đổ trên mặt đĩa.
Để khắc phục nhược điểm của loại đồng hồ trên, người ta đã tạo ra loại đồng hồ chân trời. Bề mặt đĩa của loại đồng hồ này đặt song song với mặt đất. Vạch 12h vuông góc với vạch 6h và hướng về phía bắc. Kim đồng hồ được đặt trên 1 mặt phẳng vuông góc với bề mặt đĩa, hướng về phía bắc và có độ nghiêng bằng vĩ độ địa lý của bạn.
Vì mặt đồng hồ nằm ngang nên các vạch giờ không còn cách đều 15 độ như kiều đồng hồ xích đạo nữa mà nó được tính theo công thức sau:
tan(a)= sin (e) x tan (15 độ x g)
α : góc lệch giữa vạch 12 h và vạch giờ cần tìm.
ε : vĩ độ địa lý nơi bạn sống: Hà Nội 21, Đà Nẵng 16, Tp HCM 10..
g : độ lệch giờ cần tính và 12 h trưa, vd: 7h và 17h thì g=5..
Sau đây là bảng tính góc giờ cho Đà Nẵng, vĩ độ 16
Giờ Góc so với vạch 12h (độ)
6 18 90
7 17 46
8 16 25
9 15 15
10 14 9
11 13 4
Tuy vậy, đồng hồ này cũng có mặt hạn chế là với những nước ở vĩ độ thấp, góc của các vạch giờ gần 12h rất nhỏ vì thế ảnh hường đến độ chính xác.
Các bạn có thể tham khảo 1 mô hình bằng giấy sau :
NHÂN - PAC