Reloj de sol - Sundial

SSW, reloj de sol descendente vertical en el Moot Hall en Aldeburgh , Suffolk, Inglaterra. El gnomon es una caña muy estrecha, por lo que funciona como estilo. El lema latino se traduce vagamente como "Solo cuento las horas de sol".
Un dial horizontal encargado en 1862, el gnomon es la hoja triangular. El estilo es su borde inclinado.
Un reloj de sol ecuatorial- analemático combinado en Ann Morrison Park en Boise, Idaho , 43 ° 36'45.5 "N 116 ° 13'27.6" W
Reloj de sol de pared en el monasterio de Žiča , Serbia.

Un reloj de sol es un dispositivo de relojería que indica la hora del día (en el uso moderno conocido como tiempo civil ) cuando hay luz solar por la posición aparente del Sol en el cielo. En el sentido más estricto de la palabra, consta de una placa plana (el dial ) y un gnomon , que proyecta una sombra sobre el dial. A medida que el Sol parece moverse por el cielo , la sombra se alinea con diferentes líneas horarias, que están marcadas en el dial para indicar la hora del día. El estilo es el borde del gnomon que dice el tiempo, aunque se puede usar un solo punto o nodus . El gnomon proyecta una amplia sombra; la sombra del estilo muestra el tiempo. El gnomon puede ser una varilla, alambre o fundición de metal elaboradamente decorada. El estilo debe ser paralelo al eje de rotación de la Tierra para que el reloj de sol sea preciso durante todo el año. El ángulo del estilo desde la horizontal es igual a la latitud geográfica del reloj de sol .

El término reloj de sol puede referirse a cualquier dispositivo que utilice la altitud o el azimut del Sol (o ambos) para mostrar la hora. Los relojes de sol se valoran como objetos decorativos, metáforas y objetos de intriga y estudio matemático.

El paso del tiempo se puede observar colocando un palo en la arena o un clavo en una tabla y colocando marcadores en el borde de una sombra o delineando una sombra a intervalos. Es común que los relojes de sol decorativos y económicos producidos en serie tengan gnomones, longitudes de sombra y líneas horarias incorrectamente alineados, que no se pueden ajustar para indicar la hora correcta.

Introducción

Hay varios tipos diferentes de relojes de sol. Algunos relojes de sol usan una sombra o el borde de una sombra, mientras que otros usan una línea o un punto de luz para indicar la hora.

El objeto que proyecta la sombra, conocido como gnomon , puede ser una varilla larga y delgada u otro objeto con una punta afilada o un borde recto. Los relojes de sol emplean muchos tipos de gnomon. El gnomon se puede arreglar o mover según la temporada. Puede estar orientado verticalmente, horizontalmente, alineado con el eje de la Tierra u orientado en una dirección completamente diferente determinada por las matemáticas.

Dado que los relojes de sol usan la luz para indicar el tiempo, se puede formar una línea de luz permitiendo que los rayos del sol atraviesen una rendija delgada o enfocándolos a través de una lente cilíndrica . Se puede formar una mancha de luz permitiendo que los rayos del sol pasen a través de un pequeño orificio, ventana, óculo o reflejándolos en un pequeño espejo circular. Un punto de luz puede ser tan pequeño como un alfiler en un solargrafo o tan grande como el óculo en el Panteón.

Los relojes de sol también pueden usar muchos tipos de superficies para recibir la luz o la sombra. Los planos son la superficie más común, pero se han utilizado esferas parciales , cilindros , conos y otras formas para lograr una mayor precisión o belleza.

Los relojes de sol se diferencian por su portabilidad y su necesidad de orientación. La instalación de muchos diales requiere conocer la latitud local , la dirección vertical precisa (por ejemplo, por un nivel o plomada) y la dirección al norte verdadero . Los diales portátiles se alinean automáticamente: por ejemplo, puede tener dos diales que operen con diferentes principios, como un dial horizontal y analemático , montados juntos en una placa. En estos diseños, sus tiempos coinciden solo cuando la placa está alineada correctamente.

Los relojes de sol pueden indicar únicamente la hora solar local . Para obtener la hora del reloj nacional, se requieren tres correcciones:

  1. La órbita de la Tierra no es perfectamente circular y su eje de rotación no es perpendicular a su órbita. Por tanto, la hora solar indicada por el reloj de sol varía de la hora del reloj en pequeñas cantidades que cambian a lo largo del año. Esta corrección, que puede ser tan grande como 16 minutos, 33 segundos, se describe mediante la ecuación del tiempo . Un reloj de sol sofisticado, con un estilo curvo o con líneas horarias, puede incorporar esta corrección. Los relojes de sol más simples más habituales a veces tienen una pequeña placa que indica los desplazamientos en varias épocas del año.
  2. La hora solar debe corregirse por la longitud del reloj de sol en relación con la longitud de la zona horaria oficial. Por ejemplo, un reloj de sol sin corregir ubicado al oeste de Greenwich , Inglaterra, pero dentro de la misma zona horaria, muestra una hora anterior a la hora oficial. Puede mostrar "11:45" al mediodía oficial y mostrará "mediodía" después del mediodía oficial. Esta corrección se puede hacer fácilmente girando las líneas horarias en un ángulo constante igual a la diferencia de longitudes, lo que hace que esta sea una opción de diseño comúnmente posible.
  3. Para ajustar el horario de verano , si corresponde, el horario solar debe cambiarse adicionalmente por la diferencia oficial (generalmente una hora). Esta es también una corrección que se puede hacer en el cuadrante, es decir, numerando las líneas horarias con dos conjuntos de números, o incluso intercambiando la numeración en algunos diseños. Más a menudo, esto simplemente se ignora o se menciona en la placa con las otras correcciones, si las hay.

Movimiento aparente del sol

Vista superior de un reloj de sol ecuatorial. Las líneas horarias están igualmente espaciadas alrededor del círculo y la sombra del gnomon (una varilla cilíndrica delgada) gira uniformemente. La altura del gnomon es 512 del radio exterior del dial. Esta animación muestra el movimiento de la sombra desde las 3 am hasta las 9 pm (sin tener en cuenta el horario de verano) en o alrededor del solsticio, cuando el Sol está en su declinación más alta (aproximadamente 23,5 °). El amanecer y el atardecer ocurren a las 3 a. M. Y a las 9 p. M., Respectivamente, ese día en latitudes geográficas cercanas a 57,05 °, aproximadamente la latitud de Aberdeen, Escocia o Sitka, Alaska .

Los principios de los relojes de sol se entienden más fácilmente a partir del movimiento aparente del Sol . La Tierra gira sobre su eje y gira en una órbita elíptica alrededor del Sol. Una excelente aproximación supone que el Sol gira alrededor de una Tierra estacionaria en la esfera celeste , que gira cada 24 horas sobre su eje celeste. El eje celeste es la línea que conecta los polos celestes . Dado que el eje celeste está alineado con el eje alrededor del cual gira la Tierra, el ángulo del eje con la horizontal local es la latitud geográfica local .

A diferencia de las estrellas fijas , el Sol cambia su posición en la esfera celeste, estando - en el hemisferio norte - en una declinación positiva en primavera y verano, y en una declinación negativa en otoño e invierno, y tiene una declinación exactamente cero (es decir, estando en el ecuador celeste ) en los equinoccios . La longitud celeste del Sol también varía, cambiando en una revolución completa por año. La trayectoria del Sol en la esfera celeste se llama eclíptica . La eclíptica atraviesa las doce constelaciones del zodíaco en el transcurso de un año.

Reloj de sol en los jardines botánicos de Singapur . El hecho de que Singapur se encuentre casi en el ecuador se refleja en su diseño.

Este modelo del movimiento del Sol ayuda a comprender los relojes de sol. Si el gnomon que proyecta sombras está alineado con los polos celestes , su sombra girará a una velocidad constante y esta rotación no cambiará con las estaciones. Este es el diseño más común. En tales casos, se pueden utilizar las mismas líneas horarias durante todo el año. Las líneas horarias estarán espaciadas uniformemente si la superficie que recibe la sombra es perpendicular (como en el reloj de sol ecuatorial) o circular alrededor del gnomon (como en la esfera armilar ).

En otros casos, las líneas horarias no están espaciadas uniformemente, aunque la sombra gira uniformemente. Si el gnomon no está alineado con los polos celestes, incluso su sombra no rotará uniformemente, y las líneas horarias deben corregirse en consecuencia. Los rayos de luz que rozan la punta de un gnomon, o que pasan por un pequeño agujero, o se reflejan en un pequeño espejo, trazan un cono alineado con los polos celestes. El punto de luz o punta de sombra correspondiente, si cae sobre una superficie plana, trazará una sección cónica , como una hipérbola , una elipse o (en los polos norte o sur) un círculo .

Esta sección cónica es la intersección del cono de rayos de luz con la superficie plana. Este cono y su sección cónica cambian con las estaciones, a medida que cambia la declinación del Sol; por lo tanto, los relojes de sol que siguen el movimiento de tales puntos de luz o puntas de sombras a menudo tienen diferentes líneas horarias para diferentes épocas del año. Esto se ve en los diales de los pastores, los anillos de los relojes de sol y los gnomones verticales como los obeliscos. Alternativamente, los relojes de sol pueden cambiar el ángulo o la posición (o ambos) del gnomon con respecto a las líneas de la hora, como en el dial analemático o el dial Lambert.

Historia

El reloj de sol más antiguo del mundo, del Valle de los Reyes de Egipto (c. 1500 a. C.)

Los primeros relojes de sol conocidos por el registro arqueológico son los relojes de sombra (1500 a . C. o a. C. ) de la antigua astronomía egipcia y la astronomía babilónica . Presumiblemente, los humanos decían la hora a partir de la longitud de las sombras en una fecha incluso anterior, pero esto es difícil de verificar. Aproximadamente en el 700 a. C., el Antiguo Testamento describe un reloj de sol, el "cuadrante de Acaz" mencionado en Isaías 38: 8 y 2 Reyes 20:11 . Hacia el 240 a. C. Eratóstenes había estimado la circunferencia del mundo utilizando un obelisco y un pozo de agua y unos siglos más tarde Ptolomeo había trazado la latitud de las ciudades utilizando el ángulo del sol. La gente de Kush creó diales solares a través de la geometría. El escritor romano Vitruvio enumera las esferas y los relojes de sombras conocidos en ese momento en su De architectura . La Torre de los Vientos construida en Atenas incluía un reloj de sol y un reloj de agua para decir la hora. Un reloj de sol canónico es aquel que indica las horas canónicas de los actos litúrgicos. Los miembros de las comunidades religiosas utilizaron estos relojes de sol entre los siglos VII y XIV. El astrónomo italiano Giovanni Padovani publicó un tratado sobre el reloj de sol en 1570, en el que incluía instrucciones para la fabricación y disposición de relojes de sol murales (verticales) y horizontales. Giuseppe Biancani 's Constructio instrumenti anuncio horologia solarios (c. 1620) discute cómo hacer un reloj de sol perfecta. Se han utilizado comúnmente desde el siglo XVI.

Terminología

Un tipo horizontal Londres marcar . El borde occidental del gnomon se usa como estilo antes del mediodía, el borde oriental después de esa hora. El cambio provoca una discontinuidad, la brecha del mediodía, en la escala de tiempo.

En general, los relojes de sol indican la hora proyectando una sombra o arrojando luz sobre una superficie conocida como esfera o placa de esfera . Aunque normalmente es un plano, la cara del dial también puede ser la superficie interior o exterior de una esfera, cilindro, cono, hélice y varias otras formas.

El tiempo se indica donde una sombra o luz cae sobre la esfera de la esfera, que generalmente está inscrita con líneas de hora. Aunque generalmente son rectas, estas líneas horarias también pueden ser curvas, dependiendo del diseño del reloj de sol (ver más abajo). En algunos diseños, es posible determinar la fecha del año, o puede ser necesario conocer la fecha para encontrar la hora correcta. En tales casos, puede haber varios conjuntos de líneas de horas para diferentes meses, o puede haber mecanismos para establecer / calcular el mes. Además de las líneas horarias, la esfera del cuadrante puede ofrecer otros datos, como el horizonte, el ecuador y los trópicos, que se denominan colectivamente muebles del cuadrante.

Todo el objeto que proyecta una sombra o luz sobre la esfera del dial se conoce como gnomon del reloj de sol . Sin embargo, generalmente es solo un borde del gnomon (u otra característica lineal) lo que proyecta la sombra utilizada para determinar el tiempo; esta característica lineal se conoce como el estilo del reloj de sol . El estilo generalmente se alinea paralelo al eje de la esfera celeste y, por lo tanto, se alinea con el meridiano geográfico local. En algunos diseños de relojes de sol, solo se usa una característica similar a un punto, como la punta del estilo, para determinar la hora y la fecha; esta característica en forma de punto se conoce como nodus del reloj de sol . Algunos relojes de sol usan tanto un estilo como un nodus para determinar la hora y la fecha.

El gnomon suele estar fijo en relación con la esfera del dial, pero no siempre; en algunos diseños como el reloj de sol analemático, el estilo se mueve según el mes. Si el estilo es fijo, la línea en la placa del cuadrante perpendicularmente debajo del estilo se llama subestilo , que significa "debajo del estilo". El ángulo que forma el estilo con el plano de la placa del cuadrante se llama altura del subestilo, un uso inusual de la palabra altura para significar un ángulo . En muchos diales de pared, el subestilo no es el mismo que la línea del mediodía (ver más abajo). El ángulo en la placa del cuadrante entre la línea del mediodía y el subestilo se llama distancia del subestilo , un uso inusual de la palabra distancia para significar un ángulo .

Por tradición, muchos relojes de sol tienen un lema . El lema suele adoptar la forma de un epigrama: a veces reflexiones sombrías sobre el paso del tiempo y la brevedad de la vida, pero igualmente a menudo ocurrencias humorísticas del fabricante de esferas. Una de esas ocurrencias es, soy un reloj de sol, y cometo una pifia, de lo que se hace mucho mejor con un reloj.

Se dice que una esfera es equiangular si sus líneas horarias son rectas y están igualmente espaciadas. La mayoría de los relojes de sol equiangulares tienen un estilo gnomon fijo alineado con el eje de rotación de la Tierra, así como una superficie receptora de sombras que es simétrica alrededor de ese eje; los ejemplos incluyen el dial ecuatorial, el arco ecuatorial, la esfera armilar, el dial cilíndrico y el dial cónico. Sin embargo, otros diseños son equiangulares, como la esfera Lambert, una versión del reloj de sol analemático de estilo móvil.

En el hemisferio sur

Reloj de sol del hemisferio sur en Perth , Australia . Amplíe para ver que las marcas de las horas corren en sentido contrario a las agujas del reloj. Observe el gráfico sobre el gnomon de la Ecuación del tiempo , necesario para corregir las lecturas del reloj de sol.

Un reloj de sol en una latitud particular en un hemisferio debe invertirse para usarse en la latitud opuesta en el otro hemisferio. Un reloj de sol vertical directo hacia el sur en el hemisferio norte se convierte en un reloj de sol vertical hacia el norte directo en el hemisferio sur . Para colocar correctamente un reloj de sol horizontal, hay que encontrar el norte o el sur verdaderos . El mismo proceso se puede utilizar para hacer ambas cosas. El gnomon, ajustado a la latitud correcta, tiene que apuntar al verdadero sur en el hemisferio sur como en el hemisferio norte tiene que apuntar al verdadero norte. Los números de las horas también se ejecutan en direcciones opuestas, por lo que en un dial horizontal se ejecutan en sentido antihorario (EE. UU .: en sentido antihorario) en lugar de en el sentido de las agujas del reloj.

Los relojes de sol que están diseñados para usarse con sus placas horizontales en un hemisferio pueden usarse con sus placas verticales en la latitud complementaria en el otro hemisferio. Por ejemplo, el reloj de sol ilustrado en Perth , Australia , que se encuentra en una latitud de 32 grados sur, funcionaría correctamente si se montara en una pared vertical orientada al sur en una latitud de 58 (es decir, 90-32) grados norte, que está un poco más al norte. que Perth, Escocia . La superficie de la pared en Escocia sería paralela al suelo horizontal en Australia (ignorando la diferencia de longitud), por lo que el reloj de sol funcionaría de manera idéntica en ambas superficies. En consecuencia, las marcas de la hora, que se ejecutan en sentido antihorario en un reloj de sol horizontal en el hemisferio sur, también lo hacen en un reloj de sol vertical en el hemisferio norte. (Vea las dos primeras ilustraciones en la parte superior de este artículo.) En los relojes de sol horizontales del hemisferio norte y en los verticales del hemisferio sur, las marcas de las horas corren en el sentido de las agujas del reloj.

Ajustes para calcular la hora del reloj a partir de una lectura de reloj de sol

La razón más común por la que un reloj de sol difiere mucho de la hora del reloj es que el reloj de sol no se ha orientado correctamente o sus líneas horarias no se han dibujado correctamente. Por ejemplo, la mayoría de los relojes de sol comerciales están diseñados como relojes de sol horizontales como se describe anteriormente. Para ser exactos, dicho reloj de sol debe haber sido diseñado para la latitud geográfica local y su estilo debe ser paralelo al eje de rotación de la Tierra; el estilo debe estar alineado con el norte verdadero y su altura (su ángulo con la horizontal) debe ser igual a la latitud local. Para ajustar la altura del estilo, el reloj de sol a menudo se puede inclinar ligeramente "hacia arriba" o "hacia abajo" mientras se mantiene la alineación norte-sur del estilo.

Corrección del horario de verano (horario de verano)

Algunas áreas del mundo practican el horario de verano , que cambia la hora oficial, generalmente en una hora. Este cambio debe agregarse a la hora del reloj de sol para que coincida con la hora oficial.

Corrección de zona horaria (longitud)

Una zona horaria estándar cubre aproximadamente 15 ° de longitud, por lo que cualquier punto dentro de esa zona que no esté en la longitud de referencia (generalmente un múltiplo de 15 °) experimentará una diferencia con la hora estándar igual a 4 minutos de tiempo por grado. Por ejemplo, los atardeceres y los amaneceres se encuentran en una hora "oficial" mucho más tardía en el borde occidental de una zona horaria, en comparación con las horas de salida y puesta del sol en el borde oriental. Si un reloj de sol está ubicado, digamos, a una longitud de 5 ° al oeste de la longitud de referencia, su tiempo se leerá 20 minutos más lento, ya que el Sol parece girar alrededor de la Tierra a 15 ° por hora. Esta es una corrección constante durante todo el año. Para diales equiangulares como diales ecuatoriales, esféricos o de Lambert, esta corrección se puede hacer girando la superficie del cuadrante en un ángulo que iguale la diferencia de longitud, sin cambiar la posición u orientación del gnomon. Sin embargo, este método no funciona con otros diales, como un dial horizontal; la corrección debe ser aplicada por el espectador.

En su punto más extremo, las zonas horarias pueden hacer que el mediodía oficial, incluido el horario de verano, ocurra hasta tres horas antes (el Sol está en el meridiano a la hora oficial del reloj de las 3 pm). Esto ocurre en el lejano oeste de Alaska , China y España . Para obtener más detalles y ejemplos, consulte Desviación de zonas horarias .

Ecuación de corrección de tiempo

La ecuación del tiempo : por encima del eje, la ecuación del tiempo es positiva y un reloj de sol aparecerá rápido en relación con un reloj que muestra la hora local media. Los opuestos son verdaderos debajo del eje.
El reloj de sol de Whitehurst & Son realizado en 1812, con una escala circular que muestra la ecuación de corrección del tiempo. Esto ahora está en exhibición en el Museo Derby.

Aunque el Sol parece girar uniformemente sobre la Tierra, en realidad este movimiento no es perfectamente uniforme. Esto se debe a la excentricidad de la órbita de la Tierra (el hecho de que la órbita de la Tierra alrededor del Sol no es perfectamente circular, sino ligeramente elíptica ) y la inclinación (oblicuidad) del eje de rotación de la Tierra con respecto al plano de su órbita. Por lo tanto, la hora del reloj de sol varía de la hora estándar . En cuatro días del año, la corrección es efectivamente cero. Sin embargo, en otros, puede ser hasta un cuarto de hora antes o después. La cantidad de corrección se describe mediante la ecuación de tiempo . Esta corrección es igual en todo el mundo: no depende de la latitud o longitud local de la posición del observador. Sin embargo, cambia durante largos períodos de tiempo (siglos o más) debido a lentas variaciones en los movimientos orbitales y rotacionales de la Tierra. Por lo tanto, las tablas y gráficos de la ecuación del tiempo que se hicieron hace siglos ahora son significativamente incorrectos. La lectura de un reloj de sol antiguo debe corregirse aplicando la ecuación de tiempo actual, no una del período en que se hizo el dial.

En algunos relojes de sol, la ecuación de corrección de tiempo se proporciona como una placa informativa colocada en el reloj de sol, para que el observador la calcule. En relojes de sol más sofisticados, la ecuación se puede incorporar automáticamente. Por ejemplo, algunos relojes de sol de proa ecuatorial se suministran con una pequeña rueda que establece la época del año; esta rueda, a su vez, hace girar el arco ecuatorial, compensando su medición de tiempo. En otros casos, las líneas horarias pueden ser curvas, o el arco ecuatorial puede tener la forma de un jarrón, que aprovecha la altitud cambiante del sol durante el año para efectuar la compensación adecuada en el tiempo.

Un heliocronómetro es un reloj de sol de precisión ideado por primera vez alrededor de 1763 por Philipp Hahn y mejorado por Abbé Guyoux alrededor de 1827. Corrige el tiempo solar aparente para indicar el tiempo solar u otro tiempo estándar . Los heliocronómetros generalmente indican los minutos dentro de 1 minuto de la hora universal .

Reloj de sol Sunquest, diseñado por Richard L. Schmoyer, en el Observatorio Mount Cuba en Greenville, Delaware .

El reloj de sol Sunquest , diseñado por Richard L. Schmoyer en la década de 1950, utiliza un gnomon inspirado en el analemmic para proyectar un rayo de luz sobre una media luna de escala de tiempo ecuatorial. Sunquest es ajustable en latitud y longitud, corrigiendo automáticamente la ecuación del tiempo, haciéndolo "tan preciso como la mayoría de los relojes de bolsillo". De manera similar, en lugar de la sombra de un gnomon, el reloj de sol de la Universidad Miguel Hernández utiliza la proyección solar de un gráfico de la ecuación del tiempo que se cruza con una escala de tiempo para mostrar la hora del reloj directamente.

Reloj de sol en el campus de Orihuela de la Universidad Miguel Hernández , España, que utiliza un gráfico proyectado de la ecuación del tiempo dentro de la sombra para indicar la hora del reloj.

Se puede agregar un analema a muchos tipos de relojes de sol para corregir la hora solar aparente para indicar la hora solar u otra hora estándar . Suelen tener líneas horarias en forma de "figura de ocho" ( analemas ) según la ecuación del tiempo . Esto compensa la ligera excentricidad en la órbita de la Tierra y la inclinación del eje de la Tierra que causa una variación de hasta 15 minutos con respecto al tiempo solar medio. Este es un tipo de mueble de esfera que se ve en esferas horizontales y verticales más complicadas.

Antes de la invención de los relojes precisos, a mediados del siglo XVII, los relojes de sol eran los únicos relojes de uso común y se consideraba que indicaban la hora "correcta". No se utilizó la Ecuación del Tiempo. Después de la invención de los buenos relojes, los relojes de sol todavía se consideraban correctos y, por lo general, los relojes incorrectos. La Ecuación del Tiempo se utilizó en la dirección opuesta a la de hoy, para aplicar una corrección a la hora mostrada por un reloj para que coincida con la hora del reloj de sol. Algunos elaborados " relojes de ecuaciones ", como el que hizo Joseph Williamson en 1720, incorporaron mecanismos para hacer esta corrección automáticamente. (El reloj de Williamson puede haber sido el primer dispositivo en usar un engranaje diferencial .) Solo después de aproximadamente 1800 se consideró que la hora del reloj no corregida era "correcta", y la hora del reloj de sol generalmente era "incorrecta", por lo que la Ecuación del tiempo se usó como es hoy.

Con gnomon axial fijo

El reloj de sol Carefree de 1959 en Carefree, Arizona tiene un gnomon de 62 pies (19 m), posiblemente el reloj de sol más grande de los Estados Unidos.

Los relojes de sol más comúnmente observados son aquellos en los que el estilo de proyección de sombras se fija en su posición y se alinea con el eje de rotación de la Tierra, se orienta con el norte y el sur verdaderos , y forma un ángulo con la horizontal igual a la latitud geográfica. Este eje está alineado con los polos celestes , que está alineado de cerca, pero no perfectamente, con la estrella polar Polaris . A modo de ilustración, el eje celeste apunta verticalmente al verdadero Polo Norte , donde apunta horizontalmente sobre el ecuador . En Jaipur , hogar del reloj de sol más grande del mundo, los gnomones se elevan 26 ° 55 "por encima de la horizontal, lo que refleja la latitud local.

En un día cualquiera, el Sol parece girar uniformemente sobre este eje, a unos 15 ° por hora, haciendo un circuito completo (360 °) en 24 horas. Un gnomon lineal alineado con este eje arrojará una hoja de sombra (un semiplano) que, al caer en dirección opuesta al Sol, también gira alrededor del eje celeste a 15 ° por hora. La sombra se ve al caer sobre una superficie receptora que suele ser plana, pero que puede ser esférica, cilíndrica, cónica o de otras formas. Si la sombra cae sobre una superficie que es simétrica con respecto al eje celeste (como en una esfera armilar o una esfera ecuatorial), la superficie-sombra también se mueve uniformemente; las líneas horarias del reloj de sol están igualmente espaciadas. Sin embargo, si la superficie receptora no es simétrica (como en la mayoría de los relojes de sol horizontales), la sombra de la superficie generalmente se mueve de manera no uniforme y las líneas horarias no están igualmente espaciadas; una excepción es el dial Lambert que se describe a continuación.

Algunos tipos de relojes de sol están diseñados con un gnomon fijo que no está alineado con los polos celestes como un obelisco vertical. Estos relojes de sol se tratan a continuación en la sección "Relojes de sol basados ​​en Nodus".

Marcado empírico de la línea horaria

Las fórmulas que se muestran en los párrafos siguientes permiten calcular las posiciones de las líneas horarias para varios tipos de relojes de sol. En algunos casos, los cálculos son simples; en otros son extremadamente complicados. Existe un método alternativo y sencillo para encontrar las posiciones de las líneas horarias que se puede utilizar para muchos tipos de relojes de sol y ahorra mucho trabajo en los casos en que los cálculos son complejos. Este es un procedimiento empírico en el que la posición de la sombra del gnomon de un reloj de sol real se marca a intervalos de una hora. La ecuación del tiempo debe tenerse en cuenta para garantizar que las posiciones de las líneas horarias son independientes de la época del año en que se marcan. Una manera fácil de hacer esto es configurar un reloj para que muestre la "hora del reloj de sol", que es la hora estándar , más la ecuación de tiempo del día en cuestión. Las líneas horarias en el reloj de sol están marcadas para mostrar las posiciones de la sombra del estilo cuando este reloj muestra números enteros de horas, y están etiquetadas con estos números de horas. Por ejemplo, cuando el reloj marca las 5:00, la sombra del estilo está marcada y etiquetada como "5" (o "V" en números romanos ). Si las líneas horarias no están todas marcadas en un solo día, el reloj debe ajustarse cada día o dos para tener en cuenta la variación de la ecuación del tiempo.

Relojes de sol ecuatoriales

Reloj , St Katharine Docks , Londres (1973) una esfera equinoccial de Wendy Taylor
Un reloj de sol ecuatorial en la Ciudad Prohibida , Beijing. 39 ° 54′57 ″ N 116 ° 23′25 ″ E / 39,9157 ° N 116,3904 ° E / 39,9157; 116.3904 ( Reloj de sol ecuatorial de la Ciudad Prohibida ) El gnomon apunta al norte verdadero y su ángulo con la horizontal es igual a la latitud local . Una inspección más cercana de la imagen de tamaño completo revela la "telaraña" de los anillos de fecha y las líneas horarias.

La característica distintiva de la esfera ecuatorial (también llamada esfera equinoccial ) es la superficie plana que recibe la sombra, que es exactamente perpendicular al estilo del gnomon. Este plano se llama ecuatorial, porque es paralelo al ecuador de la Tierra y de la esfera celeste. Si el gnomon está fijo y alineado con el eje de rotación de la Tierra, la aparente rotación del sol alrededor de la Tierra proyecta una hoja de sombra que gira uniformemente desde el gnomon; esto produce una línea de sombra que gira uniformemente en el plano ecuatorial. Dado que el sol gira 360 ° en 24 horas, las líneas horarias en una esfera ecuatorial están todas espaciadas 15 ° (360/24).

La uniformidad de su espaciado hace que este tipo de reloj de sol sea fácil de construir. Si el material de la placa de la esfera es opaco, se deben marcar ambos lados de la esfera ecuatorial, ya que la sombra se proyectará desde abajo en invierno y desde arriba en verano. Con placas de esfera translúcidas (por ejemplo, vidrio), los ángulos de las horas solo deben marcarse en el lado que mira hacia el sol, aunque la numeración de las horas (si se usa) debe hacerse en ambos lados de la esfera, debido al esquema horario diferente en el sol. lados enfrentados y respaldados por el sol.

Otra ventaja importante de este dial es que las correcciones de la ecuación de tiempo (EoT) y el horario de verano (DST) se pueden hacer simplemente girando la placa del dial en el ángulo apropiado cada día. Esto se debe a que los ángulos horarios están igualmente espaciados alrededor del cuadrante. Por esta razón, un dial ecuatorial suele ser una opción útil cuando el dial es para exhibición pública y es deseable que muestre la hora local real con una precisión razonable. La corrección EoT se realiza mediante la relación

Cerca de los equinoccios de primavera y otoño, el sol se mueve en un círculo que es casi el mismo que el plano ecuatorial; por lo tanto, no se produce una sombra clara en la esfera ecuatorial en esas épocas del año, un inconveniente del diseño.

A veces se agrega un nodus a los relojes de sol ecuatoriales, lo que permite que el reloj de sol indique la época del año. En un día cualquiera, la sombra del nodus se mueve en un círculo en el plano ecuatorial, y el radio del círculo mide la declinación del sol. Los extremos de la barra de gnomon se pueden usar como nodus, o alguna característica a lo largo de su longitud. Una variante antigua del reloj de sol ecuatorial tiene solo un nodus (sin estilo) y las líneas horarias circulares concéntricas están dispuestas para parecerse a una telaraña.

Relojes de sol horizontales

Reloj de sol horizontal en Minnesota . 17 de junio de 2007 a las 12:21. 44 ° 51′39.3 ″ N, 93 ° 36′58.4 ″ W

En el reloj de sol horizontal (también llamado reloj de sol de jardín ), el plano que recibe la sombra está alineado horizontalmente, en lugar de ser perpendicular al estilo como en la esfera ecuatorial. Por lo tanto, la línea de sombra no gira uniformemente en la esfera del dial; más bien, las líneas horarias están espaciadas de acuerdo con la regla.

O en otros términos:

donde L es la latitud geográfica del reloj de sol (y el ángulo que forma el gnomon con la placa del cuadrante), es el ángulo entre una línea horaria determinada y la línea horaria del mediodía (que siempre apunta hacia el norte verdadero ) en el avión, y t es el número de horas antes o después del mediodía. Por ejemplo, el ángulo de la línea horaria de las 3 pm sería igual a la arcangente de sen L, ya que tan 45 ° = 1. Cuando L es igual a 90 ° (en el Polo Norte ), el reloj de sol horizontal se convierte en un reloj de sol ecuatorial; el estilo apunta hacia arriba (verticalmente) y el plano horizontal está alineado con el plano ecuatorial; la fórmula de la línea horaria se convierte en = 15 ° × t, como para una esfera ecuatorial. Un reloj de sol horizontal en el ecuador de la Tierra , donde L es igual a 0 °, requeriría un estilo horizontal (elevado) y sería un ejemplo de un reloj de sol polar (ver más abajo).

Reloj de sol crudo cerca del Centro Espacial Johnson
Detalle del reloj de sol horizontal fuera del Palacio de Kew en Londres, Reino Unido

Las principales ventajas del reloj de sol horizontal son que es fácil de leer y la luz del sol ilumina la cara durante todo el año. Todas las líneas horarias se cruzan en el punto donde el estilo del gnomon cruza el plano horizontal. Dado que el estilo está alineado con el eje de rotación de la Tierra, el estilo apunta al norte verdadero y su ángulo con la horizontal es igual a la latitud geográfica L del reloj de sol. Un reloj de sol diseñado para una latitud se puede ajustar para su uso en otra latitud inclinando su base hacia arriba o hacia abajo. por un ángulo igual a la diferencia de latitud. Por ejemplo, un reloj de sol diseñado para una latitud de 40 ° se puede utilizar en una latitud de 45 °, si el plano del reloj de sol está inclinado hacia arriba en 5 °, alineando así el estilo con el eje de rotación de la Tierra.

Muchos relojes de sol ornamentales están diseñados para usarse a 45 grados norte. Algunos relojes de sol de jardín producidos en masa no calculan correctamente las líneas horarias y, por lo tanto, nunca pueden corregirse. Una zona horaria estándar local tiene nominalmente 15 grados de ancho, pero puede modificarse para seguir los límites geográficos o políticos. Un reloj de sol se puede girar alrededor de su estilo (que debe permanecer apuntando al polo celeste) para ajustarse a la zona horaria local. En la mayoría de los casos, es suficiente una rotación en el rango de 7,5 grados este a 23 grados oeste. Esto introducirá un error en los relojes de sol que no tienen ángulos horarios iguales. Para corregir el horario de verano , un rostro necesita dos conjuntos de números o una tabla de corrección. Un estándar informal es tener números en colores cálidos para el verano y en colores fríos para el invierno. Dado que los ángulos horarios no están espaciados uniformemente, la ecuación de correcciones de tiempo no se puede realizar girando la placa del cuadrante alrededor del eje gnomon. Estos tipos de diales generalmente tienen una tabulación de corrección de ecuación de tiempo grabada en sus pedestales o cerca. Los diales horizontales se ven comúnmente en jardines, cementerios y áreas públicas.

Relojes de sol verticales

Dos diales verticales en Houghton Pasillo Norfolk Reino Unido 52 ° 49'39 "N 0 ° 39'27" E / 52.827469 ° N 0.657616 ° E / 52.827469; 0,657616 ( Relojes de sol verticales de Houghton Hall ) . Los diales izquierdo y derecho están orientados al sur y al este, respectivamente. Ambos estilos son paralelos, su ángulo con la horizontal es igual a la latitud. La esfera orientada al este es una esfera polar con líneas horarias paralelas, la esfera de la esfera es paralela al estilo.

En la esfera vertical común , el plano de recepción de sombras está alineado verticalmente; como de costumbre, el estilo del gnomon está alineado con el eje de rotación de la Tierra. Como en el cuadrante horizontal, la línea de sombra no se mueve uniformemente en la cara; el reloj de sol no es equiangular . Si la cara de la esfera vertical apunta directamente hacia el sur, el ángulo de las líneas horarias se describe en cambio mediante la fórmula

donde L es la latitud geográfica del reloj de sol , es el ángulo entre una línea horaria determinada y la línea horaria del mediodía (que siempre apunta hacia el norte) en el avión, y t es el número de horas antes o después del mediodía. Por ejemplo, el ángulo de la línea horaria de las 3 pm sería igual al arco de cos L, ya que tan 45 ° = 1. La sombra se mueve en sentido antihorario en un cuadrante vertical orientado al sur, mientras que corre en sentido horario en el norte horizontal y ecuatorial. diales enfrentados.

Los diales con caras perpendiculares al suelo y que miran directamente al sur, norte, este u oeste se denominan diales directos verticales . Se cree ampliamente, y se afirma en publicaciones respetables, que una esfera vertical no puede recibir más de doce horas de luz solar al día, sin importar cuántas horas de luz solar haya. como sea, hay una excepción. Los relojes de sol verticales en los trópicos que miran hacia el polo más cercano (por ejemplo, orientados al norte en la zona entre el Ecuador y el Trópico de Cáncer) pueden recibir luz solar durante más de 12 horas desde el amanecer hasta el atardecer durante un corto período alrededor del solsticio de verano. . Por ejemplo, en una latitud de 20 grados norte, el 21 de junio, el sol brilla en una pared vertical orientada al norte durante 13 horas y 21 minutos. Los relojes de sol verticales que no miran directamente al sur (en el hemisferio norte) pueden recibir significativamente menos de doce horas de luz solar por día, dependiendo de la dirección en la que estén orientados y de la época del año. Por ejemplo, una esfera vertical que mira hacia el este solo puede indicar la hora en las horas de la mañana; por la tarde, el sol no brilla en su rostro. Los diales verticales que miran hacia el este o el oeste son diales polares , que se describirán a continuación. Los diales verticales que miran al norte son poco comunes, porque indican la hora solo durante la primavera y el verano, y no muestran las horas del mediodía, excepto en latitudes tropicales (e incluso allí, solo alrededor del verano). Para los diales verticales no directos, los que miran en direcciones no cardinales, las matemáticas de organizar el estilo y las líneas horarias se vuelven más complicadas; puede ser más fácil marcar las líneas horarias mediante la observación, pero la ubicación del estilo, al menos, debe calcularse primero; Se dice que tales diales son diales declinantes .

Relojes de sol "dobles" en Nové Město nad Metují , República Checa; el observador mira casi hacia el norte.

Los diales verticales se montan comúnmente en las paredes de los edificios, como los ayuntamientos, las cúpulas y las torres de las iglesias, donde son fáciles de ver desde lejos. En algunos casos, los diales verticales se colocan en los cuatro lados de una torre rectangular, proporcionando la hora durante todo el día. La cara puede estar pintada en la pared o exhibida con incrustaciones de piedra; el gnomon es a menudo una sola barra de metal, o un trípode de barras de metal para la rigidez. Si la pared del edificio mira hacia el sur, pero no mira hacia el sur, el gnomon no se colocará a lo largo de la línea del mediodía, y las líneas de la hora deben corregirse. Dado que el estilo del gnomon debe ser paralelo al eje de la Tierra, siempre "apunta" al Norte verdadero y su ángulo con la horizontal será igual a la latitud geográfica del reloj de sol; en un cuadrante directo al sur, su ángulo con la cara vertical del cuadrante será igual a la colatitude , o 90 ° menos la latitud.

Diales polares

Reloj de sol polar en el Planetario de Melbourne

En los diales polares , el plano de recepción de sombras está alineado en paralelo al estilo gnomon. Por lo tanto, la sombra se desliza lateralmente sobre la superficie, moviéndose perpendicularmente a sí misma a medida que el Sol gira sobre el estilo. Al igual que con el gnomon, las líneas horarias están todas alineadas con el eje de rotación de la Tierra. Cuando los rayos del Sol son casi paralelos al plano, la sombra se mueve muy rápidamente y las líneas horarias están muy espaciadas. Los diales directos orientados al este y al oeste son ejemplos de un dial polar. Sin embargo, no es necesario que la esfera de un dial polar sea vertical; solo necesita ser paralelo al gnomon. Por lo tanto, un plano inclinado en el ángulo de latitud (con respecto a la horizontal) debajo del gnomon inclinado de manera similar será un dial polar. El espaciado perpendicular X de las líneas horarias en el plano se describe mediante la fórmula

donde H es la altura del estilo sobre el plano y t es el tiempo (en horas) antes o después del tiempo central para el dial polar. El tiempo central es el momento en que la sombra del estilo cae directamente sobre el plano; para un dial orientado al este, la hora central será a las 6 a.m., para un dial orientado al oeste, será a las 6 p.m., y para el dial inclinado descrito anteriormente, será el mediodía. Cuando t se acerca a ± 6 horas del tiempo central, el espaciado X diverge a + ∞ ; esto ocurre cuando los rayos del Sol se vuelven paralelos al plano.

Diales descendentes verticales

Efecto de la disminución de las líneas horarias de un reloj de sol. Un cuadrante vertical, a una latitud de 51 ° N, diseñado para mirar hacia el sur (extremo izquierdo) muestra todas las horas desde las 6 am hasta las 6 pm, y tiene líneas horarias convergentes simétricas con respecto a la línea horaria del mediodía. Por el contrario, un cuadrante orientado al oeste (extremo derecho) es polar, con líneas horarias paralelas, y se muestra solo horas después del mediodía. En las orientaciones intermedias de Sur-Sudoeste, Sudoeste y Oeste-Sudoeste , las líneas horarias son asimétricas alrededor del mediodía, con las líneas horarias de la mañana cada vez más espaciadas.
Dos relojes de sol, uno grande y otro pequeño, en la Mezquita Fatih , Estambul , que datan de finales del siglo XVI. Está en la fachada suroeste con un ángulo acimutal de 52 ° N.

Un dial descendente es cualquier dial plano no horizontal que no mira en una dirección cardinal, como (verdadero) norte , sur , este u oeste . Como de costumbre, el estilo del gnomon está alineado con el eje de rotación de la Tierra, pero las líneas horarias no son simétricas con respecto a la línea horaria del mediodía. Para un cuadrante vertical, el ángulo entre la línea horaria del mediodía y otra línea horaria viene dado por la siguiente fórmula. Tenga en cuenta que se define como positivo en el sentido de las agujas del reloj con el ángulo horario vertical superior; y que su conversión a la hora solar equivalente requiere una consideración cuidadosa de a qué cuadrante del reloj de sol pertenece.

dónde está la latitud geográfica del reloj de sol ; t es el tiempo antes o después del mediodía; es el ángulo de declinación desde el sur verdadero , definido como positivo cuando está al este del sur; y es un número entero de conmutación para la orientación del dial. Un dial parcialmente orientado al sur tiene un valor de + 1; los que están parcialmente orientados al norte, un valor de -1. Cuando un dial de este tipo mira hacia el sur ( ), esta fórmula se reduce a la fórmula dada anteriormente para los diales verticales orientados al sur, es decir

Cuando un reloj de sol no está alineado con una dirección cardinal, el subestilo de su gnomon no está alineado con la línea horaria del mediodía. El ángulo entre el subestilo y la línea horaria del mediodía viene dado por la fórmula

Si un reloj de sol vertical mira al sur o al norte ( o , respectivamente), el ángulo y el subestilo se alinean con la línea horaria del mediodía.

La altura del gnomon, que es el ángulo que forma el estilo con la placa , viene dada por:

Esferas reclinables

Esfera vertical reclinada en el hemisferio sur, orientada hacia el norte, con líneas de declinación hiperbólicas y líneas horarias. El reloj de sol vertical ordinario en esta latitud (entre los trópicos) no podía producir una línea de declinación para el solsticio de verano. Este reloj de sol en particular se encuentra en el Observatorio Valongo de la Universidad Federal de Río de Janeiro , Brasil.

Los relojes de sol descritos anteriormente tienen gnomones que están alineados con el eje de rotación de la Tierra y proyectan su sombra sobre un plano. Si el plano no es ni vertical ni horizontal ni ecuatorial, se dice que el reloj de sol está reclinado o inclinado . Un reloj de sol de este tipo podría estar ubicado en un techo orientado al sur, por ejemplo. Las líneas horarias para un reloj de sol de este tipo se pueden calcular corrigiendo ligeramente la fórmula horizontal anterior

donde es el ángulo de reclinación deseado en relación con la vertical local, L es la latitud geográfica del reloj de sol, es el ángulo entre una línea horaria dada y la línea horaria del mediodía (que siempre apunta hacia el norte) en el avión, y t es el número de horas antes o después del mediodía. Por ejemplo, el ángulo de la línea horaria de las 3 pm sería igual a la arcangente de cos (L + R), ya que tan 45 ° = 1. Cuando R es igual a 0 ° (en otras palabras, un dial vertical orientado al sur), obtenemos la fórmula de marcación vertical anterior.

Algunos autores utilizan una nomenclatura más específica para describir la orientación del plano receptor de sombras. Si la cara del avión apunta hacia abajo, hacia el suelo, se dice que está inclinada o inclinada , mientras que se dice que un dial está reclinado cuando la cara del dial apunta en dirección opuesta al suelo. Muchos autores también se refieren a menudo a los relojes de sol reclinados, inclinados e inclinados en general como relojes de sol inclinados. También es común en el último caso medir el ángulo de inclinación con respecto al plano horizontal en el lado del sol de la esfera. En tales textos, dado que I = 90 ° + R, la fórmula del ángulo horario a menudo se verá escrita como:

El ángulo entre el estilo gnomon y la placa de la esfera, B, en este tipo de reloj de sol es:

O :

Diales reclinables / declinantes / Diales reclinables

Algunos relojes de sol declinan y se reclinan, ya que su plano receptor de sombras no está orientado con una dirección cardinal (como el norte verdadero o el sur verdadero) y no es horizontal, vertical ni ecuatorial. Por ejemplo, un reloj de sol de este tipo podría encontrarse en un techo que no estuviera orientado en una dirección cardinal.

Las fórmulas que describen el espaciado de las líneas horarias en dichos diales son bastante más complicadas que las de los diales más simples.

Hay varios enfoques de solución, incluidos algunos que utilizan los métodos de matrices de rotación, y otros hacen un modelo 3D del plano reclinado-declinado y su plano contraparte vertical declinado, extrayendo las relaciones geométricas entre los componentes del ángulo horario en ambos planos y luego reduciendo el álgebra trigonométrica.

Un sistema de fórmulas para relojes de sol reclinables-decrecientes: (según lo declarado por Fennewick)

El ángulo entre la línea horaria del mediodía y otra línea horaria viene dado por la siguiente fórmula. Tenga en cuenta que avanza en sentido antihorario con respecto al ángulo de cero horas para aquellos diales que están parcialmente orientados al sur y en el sentido de las agujas del reloj para aquellos que están orientados al norte.

dentro de los rangos de parámetros: y .

O, si prefiere utilizar el ángulo de inclinación , en lugar de la reclinación , donde  :

dentro de los rangos de parámetros: y .

Aquí está la latitud geográfica del reloj de sol; es el número entero del interruptor de orientación; t es el tiempo en horas antes o después del mediodía; y y son los ángulos de reclinación y declinación, respectivamente. Tenga en cuenta que se mide con referencia a la vertical. Es positivo cuando el dial se inclina hacia el horizonte detrás del dial y negativo cuando el dial se inclina hacia el horizonte en el lado del Sol. El ángulo de declinación se define como positivo cuando se mueve al este del sur verdadero. Los diales que miran total o parcialmente al sur tienen = +1, mientras que los que miran parcial o totalmente al norte tienen un valor de -1. Dado que la expresión anterior da el ángulo horario como una función arctan, se debe tener en cuenta a qué cuadrante del reloj de sol pertenece cada hora antes de asignar el ángulo horario correcto.

A diferencia del reloj de sol descendente vertical más simple, este tipo de esfera no siempre muestra los ángulos horarios en su cara del sol para todas las declinaciones entre el este y el oeste. Cuando un dial del hemisferio norte parcialmente orientado al sur se reclina hacia atrás (es decir, alejándose del Sol) de la vertical, el gnomon se volverá coplanar con la placa del dial en declinaciones inferiores al este o al oeste. Lo mismo ocurre con los diales del hemisferio sur que están parcialmente orientados al norte. Si estos diales se inclinaran hacia adelante, el rango de declinación en realidad excedería el este y el oeste. De manera similar, los diales del hemisferio norte que están parcialmente orientados al norte y los diales del hemisferio sur que están orientados hacia el sur, y que se inclinan hacia adelante hacia sus gnomones que apuntan hacia arriba, tendrán una restricción similar en el rango de declinación que es posible para un determinado valor de reclinación. La declinación crítica es una restricción geométrica que depende del valor tanto de la reclinación del dial como de su latitud:

Al igual que con la esfera vertical declinada, el subestilo del gnomon no está alineado con la línea horaria del mediodía. La fórmula general para el ángulo , entre el subestilo y la línea del mediodía está dada por:

El ángulo entre el estilo y la placa viene dado por:

Tenga en cuenta que para , es decir, cuando el gnomon es coplanar con la placa del dial, tenemos:

es decir , cuando , el valor crítico de declinación.

Método empírico

Debido a la complejidad de los cálculos anteriores, usarlos con el propósito práctico de diseñar un cuadrante de este tipo es difícil y propenso a errores. Se ha sugerido que es mejor ubicar las líneas horarias empíricamente, marcando las posiciones de la sombra de un estilo en un reloj de sol real a intervalos de una hora como lo muestra un reloj y sumando / restando la ecuación de ajuste de la hora de ese día. Consulte Marcado empírico de la línea horaria , más arriba.

Relojes de sol esféricos

Ecuatorial arco reloj de sol en Hasselt , Flandes en Bélgica 50 ° 55'47 "N 5 ° 20'31" E / 50.92972 ° N 5.34194 ° E / 50,92972; 5.34194 ( Reloj de sol de proa ecuatorial Hasselt ) . Los rayos pasan a través de la ranura estrecha, formando una hoja de luz que gira uniformemente y que cae sobre el arco circular. Las líneas horarias están igualmente espaciadas; en esta imagen, la hora solar local es aproximadamente a las 15:00 horas (3 pm). El 10 de septiembre, una pequeña bola soldada en la ranura proyecta una sombra en el centro de la banda horaria.

La superficie que recibe la sombra no necesita ser un plano, pero puede tener cualquier forma, siempre que el fabricante del reloj de sol esté dispuesto a marcar las líneas horarias. Si el estilo está alineado con el eje de rotación de la Tierra, una forma esférica es conveniente ya que las líneas horarias están igualmente espaciadas, ya que están en la esfera ecuatorial de arriba; el reloj de sol es equiangular . Este es el principio detrás de la esfera armilar y el reloj de sol de arco ecuatorial. Sin embargo, algunos relojes de sol equiangulares, como el dial de Lambert que se describe a continuación, se basan en otros principios.

En el reloj de sol de arco ecuatorial , el gnomon es una barra, ranura o alambre estirado paralelo al eje celeste. La cara es un semicírculo, correspondiente al ecuador de la esfera, con marcas en la superficie interior. Este patrón, construido un par de metros de ancho con invar de acero invariable a la temperatura , se utilizó para mantener los trenes funcionando a tiempo en Francia antes de la Primera Guerra Mundial.

Entre los relojes de sol más precisos jamás fabricados se encuentran dos arcos ecuatoriales construidos con mármol que se encuentran en Yantra mandir . Esta colección de relojes de sol y otros instrumentos astronómicos fue construida por Maharaja Jai Singh II en su entonces nueva capital de Jaipur , India, entre 1727 y 1733. El arco ecuatorial más grande se llama Samrat Yantra (El Instrumento Supremo); de pie a 27 metros, su sombra se mueve visiblemente a 1 mm por segundo, o aproximadamente el ancho de una mano (6 cm) por minuto.

Relojes de sol cilíndricos, cónicos y otros relojes de sol no planos

Reloj de sol de precisión en Bütgenbach, Bélgica. (Precisión  =  ± 30  segundos) 50 ° 25′23 ″ N 6 ° 12′06 ″ E / 50.4231 ° N 6.2017 ° E / 50,4231; 6.2017 ( Bélgica ) (Google Earth)

Se pueden usar otras superficies no planas para recibir la sombra del gnomon.

Como alternativa elegante, el estilo (que podría crearse mediante un agujero o una hendidura en la circunferencia) puede ubicarse en la circunferencia de un cilindro o esfera, en lugar de en su eje central de simetría.

En ese caso, las líneas horarias están nuevamente espaciadas por igual, pero al doble del ángulo habitual, debido al teorema del ángulo inscrito geométrico . Esta es la base de algunos relojes de sol modernos, pero también se usó en la antigüedad;

En otra variación del cilindro alineado con el eje polar, un dial cilíndrico se podría representar como una superficie helicoidal en forma de cinta, con un gnomon delgado ubicado a lo largo de su centro o en su periferia.

Relojes de sol gnomon movibles

Los relojes de sol se pueden diseñar con un gnomon que se coloca en una posición diferente cada día durante todo el año. En otras palabras, la posición del gnomon en relación con el centro de las líneas horarias varía. El gnomon no necesita estar alineado con los polos celestes e incluso puede ser perfectamente vertical (el dial analemático). Estos diales, cuando se combinan con relojes de sol de gnomon fijo, permiten al usuario determinar el norte verdadero sin ninguna otra ayuda; los dos relojes de sol están alineados correctamente si y solo si ambos muestran la misma hora.

Esfera de anillo equinoccial universal

Esfera de anillo universal. El dial está suspendido del cable que se muestra en la parte superior izquierda; el punto de suspensión en el anillo meridiano vertical se puede cambiar para que coincida con la latitud local. La barra central se retuerce hasta que un rayo de sol atraviesa el pequeño orificio y cae sobre el anillo ecuatorial horizontal. Consulte las anotaciones comunes para las etiquetas.

Un dial de anillo equinoccial universal (a veces llamado dial de anillo por brevedad, aunque el término es ambiguo), es una versión portátil de un reloj de sol armilar, o se inspiró en el astrolabio del marinero . Probablemente fue inventado por William Oughtred alrededor de 1600 y se hizo común en toda Europa.

En su forma más simple, el estilo es una ranura delgada que permite que los rayos del Sol caigan sobre las líneas horarias de un anillo ecuatorial. Como de costumbre, el estilo está alineado con el eje de la Tierra; para hacer esto, el usuario puede orientar el dial hacia el norte verdadero y suspender el dial del anillo verticalmente desde el punto apropiado en el anillo meridiano. Dichos diales se pueden hacer autoalineables con la adición de una barra central más complicada, en lugar de un estilo simple de hendidura. Estas barras a veces son una adición a un conjunto de anillos de Gemma . Esta barra podía girar alrededor de sus puntos finales y sostenía un control deslizante perforado que se colocaba en el mes y el día de acuerdo con una escala dibujada en la barra. El tiempo se determinó girando la barra hacia el Sol para que la luz que brillaba a través del agujero cayera sobre el anillo ecuatorial. Esto obligó al usuario a rotar el instrumento, lo que tuvo el efecto de alinear el anillo vertical del instrumento con el meridiano.

Cuando no está en uso, los anillos ecuatorial y meridiano se pueden plegar en un pequeño disco.

En 1610, Edward Wright creó el anillo del mar , que montaba un dial de anillo universal sobre una brújula magnética. Esto permitió a los navegantes determinar el tiempo y la variación magnética en un solo paso.

Relojes de sol analemáticos

Reloj de sol analemático sobre una línea meridiana en el jardín de la abadía de Herkenrode en Hasselt ( Flandes en Bélgica )

Los relojes de sol analemáticos son un tipo de reloj de sol horizontal que tiene un gnomon vertical y marcadores de hora colocados en un patrón elíptico. No hay líneas de hora en el cuadrante y la hora del día se lee en la elipse. El gnomon no es fijo y debe cambiar de posición diariamente para indicar con precisión la hora del día. Los relojes de sol analemáticos a veces se diseñan con un humano como el gnomon. Los relojes de sol analemáticos gnomon humanos no son prácticos en latitudes más bajas donde una sombra humana es bastante corta durante los meses de verano. Una persona de 66 pulgadas de altura proyecta una sombra de 4 pulgadas a 27 grados de latitud en el solsticio de verano.

Esferas de Foster-Lambert

La esfera Foster-Lambert es otro reloj de sol de gnomon móvil. En contraste con la esfera analemática elíptica, la esfera Lambert es circular con líneas horarias espaciadas uniformemente, lo que lo convierte en un reloj de sol equiangular , similar a los diales ecuatoriales, esféricos, cilíndricos y cónicos descritos anteriormente. El gnomon de una esfera de Foster-Lambert no es vertical ni está alineado con el eje de rotación de la Tierra; más bien, está inclinado hacia el norte en un ángulo α = 45 ° - (Φ / 2), donde Φ es la latitud geográfica . Por lo tanto, un dial Foster-Lambert ubicado en una latitud de 40 ° tendría un gnomon inclinado 25 ° en dirección norte con respecto a la vertical. Para leer la hora correcta, el gnomon también debe moverse hacia el norte una distancia

donde R es el radio de la esfera de Foster-Lambert y δ nuevamente indica la declinación del Sol para esa época del año.

Relojes de sol basados ​​en la altitud

Reloj de sol de estilo otomano con gnomon doblado y brújula. Museo del Palacio de Debbane , Líbano.

Los diales de altitud miden la altura del Sol en el cielo, en lugar de medir directamente su ángulo horario con respecto al eje de la Tierra. No están orientados hacia el norte verdadero , sino más bien hacia el Sol y generalmente se mantienen verticalmente. La elevación del Sol está indicada por la posición de un nodus, ya sea la punta de sombra de un gnomon o un punto de luz.

En los diales de altitud, la hora se lee desde donde cae el nodus en un conjunto de curvas horarias que varían con la época del año. La construcción de muchos de estos diales de altitud requiere cálculos intensivos, como también es el caso de muchos diales de azimut. Pero los diales de los capuchinos (descritos a continuación) se construyen y usan gráficamente.

Desventajas de los diales de altitud:

Dado que la altitud del Sol es la misma en momentos igualmente espaciados alrededor del mediodía (por ejemplo, 9 a. M. Y 3 p. M.), El usuario tenía que saber si era por la mañana o por la tarde. A las, digamos, a las 3:00 pm, eso no es un problema. Pero cuando el dial indica una hora de 15 minutos a partir del mediodía, es probable que el usuario no tenga forma de distinguir las 11:45 de las 12:15.

Además, los diales de altitud son menos precisos cerca del mediodía, porque la altitud del sol no cambia rápidamente en ese momento.

Muchos de estos diales son portátiles y fáciles de usar. Como suele ocurrir con otros relojes de sol, muchos diales de altitud están diseñados para una sola latitud. Pero el dial capuchino (que se describe a continuación) tiene una versión que se ajusta a la latitud.

El libro sobre relojes de sol de Mayall & Mayall describe el reloj de sol universal capuchino.

Sombras humanas

La longitud de una sombra humana (o de cualquier objeto vertical) se puede utilizar para medir la elevación del sol y, de ahí, el tiempo. El Venerable Beda dio una tabla para estimar el tiempo a partir de la longitud de la propia sombra en pies, asumiendo que la altura de un monje es seis veces la longitud de su pie. Dichas longitudes de sombra variarán según la latitud geográfica y la época del año. Por ejemplo, la longitud de la sombra al mediodía es corta en los meses de verano y larga en los meses de invierno.

Chaucer evoca este método varias veces en sus Cuentos de Canterbury , como en su Cuento del párroco .

Un tipo equivalente de reloj de sol que utiliza una varilla vertical de longitud fija se conoce como dial de backstaff .

Esfera de pastor - timesticks

Timestick del pastor tibetano del siglo XIX

Una línea de pastor - también conocido como un dial de columna de pastor , de línea pilar , de línea cilindro o chilindre - es un portátil cilíndrica reloj de sol con un cuchillo-como gnomon que sobresale perpendicularmente. Normalmente se cuelga de una cuerda o cuerda para que el cilindro quede vertical. El gnomon se puede torcer para que esté por encima de una indicación de mes o día en la cara del cilindro. Esto corrige el reloj de sol por la ecuación del tiempo. Luego, todo el reloj de sol se tuerce en su cuerda para que el gnomon apunte hacia el Sol, mientras que el cilindro permanece vertical. La punta de la sombra indica el tiempo en el cilindro. Las curvas horarias inscritas en el cilindro permiten leer la hora. Los diales de Shepherd a veces son huecos, por lo que el gnomon se puede plegar cuando no se usa.

Marcación del pastor es evocada en Shakespeare 's Henry VI, parte 3 (Líneas Acto 2, Escena 5, 21-29), entre otras obras de la literatura.

La esfera de pastor cilíndrica se puede desenrollar en una placa plana. En una versión simple, el anverso y el reverso de la placa tienen cada uno tres columnas, correspondientes a pares de meses con aproximadamente la misma declinación solar (junio-julio, mayo-agosto, abril-septiembre, marzo-octubre, febrero-noviembre y Enero-diciembre). La parte superior de cada columna tiene un agujero para insertar el gnomon que proyecta sombras, una clavija. A menudo, solo se marcan dos horas en la columna de abajo, una para el mediodía y la otra para media mañana / media tarde.

Los cronómetros, la lanza de reloj o el palillo de tiempo de los pastores se basan en los mismos principios que los diales. La barra de tiempo está tallada con ocho escalas de tiempo verticales para un período diferente del año, cada una con una escala de tiempo calculada de acuerdo con la cantidad relativa de luz del día durante los diferentes meses del año. Cualquier lectura depende no solo de la hora del día, sino también de la latitud y la época del año. Se inserta una clavija gnomon en la parte superior del orificio o cara correspondiente a la estación del año y se gira hacia el Sol para que la sombra caiga directamente sobre la escala. Su final muestra el tiempo.

Diales de anillo

En un dial de anillo (también conocido como Aquitania o dial de anillo perforado ), el anillo se cuelga verticalmente y se orienta de lado hacia el sol. Un rayo de luz pasa a través de un pequeño orificio en el anillo y cae sobre las curvas horarias que están inscritas en el interior del anillo. Para ajustar la ecuación del tiempo, el orificio suele estar en un anillo suelto dentro del anillo para que el orificio se pueda ajustar para reflejar el mes actual.

Diales de tarjeta (diales Capuchinos)

Los diales de tarjeta son otra forma de marcado de altitud. Una tarjeta se alinea de canto con el sol y se inclina para que un rayo de luz pase a través de una abertura hacia un lugar específico, determinando así la altitud del sol. Una cuerda con peso cuelga verticalmente hacia abajo de un agujero en la tarjeta y lleva una cuenta o un nudo. La posición de la cuenta en las líneas horarias de la tarjeta da la hora. En versiones más sofisticadas, como la esfera capuchina, solo hay un conjunto de líneas horarias, es decir, las líneas horarias no varían con las estaciones. En cambio, la posición del agujero del que cuelga la cuerda ponderada varía según la temporada.

Los relojes de sol capuchinos se construyen y utilizan gráficamente, a diferencia de las medidas directas del ángulo horario de los diales horizontales o ecuatoriales; o las líneas de ángulo horario calculadas de algunos diales de altitud y acimut.

Además de la esfera capuchina ordinaria, hay una esfera capuchina universal, ajustable en latitud.

Navicula

Una navicula de Venetiis o "pequeño barco de Venecia" era un dial de altitud que se usaba para decir la hora y que tenía la forma de un pequeño barco. El cursor (con una plomada adjunta) se deslizó hacia arriba / abajo del mástil hasta la latitud correcta. Luego, el usuario avistó el Sol a través del par de orificios de observación en cada extremo de la "cubierta del barco". La plomada marcaba la hora del día.

Relojes de sol basados ​​en Nodus

Cracovia. 50 ° 03′41 ″ N 19 ° 56′24 ″ E / 50.0614 ° N 19.9400 ° E / 50,0614; 19.9400 ( Reloj de sol de Cracovia ) La sombra del nodus en forma de cruz se mueve a lo largo de una hipérbola que muestra la época del año, indicada aquí por las cifras del zodíaco. Son las 13:50 horas del 16 de julio, 25 días después del solsticio de verano .

Otro tipo de reloj de sol sigue el movimiento de un solo punto de luz o sombra, que puede llamarse nodus . Por ejemplo, el reloj de sol puede seguir la punta afilada de la sombra de un gnomon, por ejemplo, la punta de la sombra de un obelisco vertical (por ejemplo, el Solarium Augusti ) o la punta del marcador horizontal en la esfera de un pastor. Alternativamente, se puede permitir que la luz del sol pase a través de un pequeño orificio o se refleje en un espejo circular pequeño (por ejemplo, del tamaño de una moneda), formando un pequeño punto de luz cuya posición se puede seguir. En tales casos, los rayos de luz trazan un cono en el transcurso de un día; cuando los rayos caen sobre una superficie, el camino seguido es la intersección del cono con esa superficie. Más comúnmente, la superficie receptora es un plano geométrico , de modo que la trayectoria de la punta de la sombra o el punto de luz (llamada línea de declinación ) traza una sección cónica como una hipérbola o una elipse . La colección de hipérbolas fue llamada pelekonon (hacha) por los griegos, porque se asemeja a un hacha de doble hoja, estrecha en el centro (cerca del mediodía) y ensanchada en los extremos (temprano en la mañana y tarde en la noche).

Líneas de declinación en solsticios y equinoccios para relojes de sol, ubicados en diferentes latitudes.

Hay una simple verificación de las líneas de declinación hiperbólica en un reloj de sol: la distancia desde el origen a la línea del equinoccio debe ser igual a la media armónica de las distancias desde el origen a las líneas del solsticio de verano e invierno.

Los relojes de sol basados ​​en Nodus pueden usar un pequeño agujero o espejo para aislar un solo rayo de luz; los primeros a veces se denominan diales de apertura . El ejemplo más antiguo es quizás el reloj de sol antiboreano ( antiboreum ), un reloj de sol esférico basado en un nódulo que mira hacia el norte verdadero ; un rayo de sol entra desde el sur a través de un pequeño orificio ubicado en el polo de la esfera y cae sobre las líneas de hora y fecha inscritas dentro de la esfera, que se asemejan a las líneas de longitud y latitud, respectivamente, en un globo.

Relojes de sol de reflexión

Isaac Newton desarrolló un reloj de sol conveniente y económico, en el que se coloca un pequeño espejo en el alféizar de una ventana orientada al sur. El espejo actúa como un nodus, proyectando un solo punto de luz en el techo. Dependiendo de la latitud geográfica y la época del año, el punto de luz sigue una sección cónica, como la hipérbola del pelikonon. Si el espejo es paralelo al ecuador de la Tierra y el techo es horizontal, entonces los ángulos resultantes son los de un reloj de sol horizontal convencional. El uso del techo como superficie de un reloj de sol aprovecha el espacio no utilizado, y la esfera puede ser lo suficientemente grande como para ser muy precisa.

Varios diales

Los relojes de sol a veces se combinan en varios diales. Si se combinan dos o más diales que operan según principios diferentes, como un dial analemático y un dial horizontal o vertical , el dial múltiple resultante se vuelve autoalineante, la mayor parte del tiempo. Ambos diales deben generar tanto tiempo como declinación. En otras palabras, no es necesario determinar la dirección del norte verdadero ; los diales están orientados correctamente cuando leen al mismo tiempo y declinación. Sin embargo, los diales combinados de formas más comunes se basan en el mismo principio y el analemático normalmente no emite la declinación del sol, por lo que no se alinean automáticamente.

Díptico (tableta) reloj de sol

Reloj de sol díptico en forma de laúd , c. 1612. El estilo gnomons es una cuerda tendida entre una cara horizontal y una vertical. Este reloj de sol también tiene un pequeño nodus (una cuenta en la cuerda) que indica la hora en el pelikinon hiperbólico , justo encima de la fecha en la cara vertical.

El díptico constaba de dos pequeñas caras planas, unidas por una bisagra. Los dípticos generalmente se pliegan en pequeñas cajas planas adecuadas para un bolsillo. El gnomon era una cuerda entre las dos caras. Cuando la cuerda estaba tensa, las dos caras formaban un reloj de sol vertical y horizontal. Estos estaban hechos de marfil blanco, con incrustaciones de marcas de laca negra. Los gnomons eran de seda trenzada negra, lino o hilo de cáñamo. Con un nudo o una cuenta en la cuerda como un nudo, y las marcas correctas, un díptico (en realidad, cualquier reloj de sol lo suficientemente grande) puede mantener un calendario lo suficientemente bien como para plantar cultivos. Un error común describe el dial díptico como autoalineante. Esto no es correcto para los diales dípticos que constan de un dial horizontal y vertical con un gnomon de cuerda entre las caras, sin importar la orientación de las caras del dial. Dado que la cuerda gnomon es continua, las sombras deben encontrarse en la bisagra; por lo tanto, cualquier orientación del dial mostrará la misma hora en ambos diales.

Esferas de múltiples caras

Un tipo común de esfera múltiple tiene relojes de sol en cada cara de un sólido platónico (poliedro regular), generalmente un cubo .

De esta manera se pueden componer relojes de sol extremadamente ornamentados, aplicando un reloj de sol a cada superficie de un objeto sólido.

En algunos casos, los relojes de sol se forman como huecos en un objeto sólido, por ejemplo, un hueco cilíndrico alineado con el eje de rotación de la Tierra (en el que los bordes juegan el papel de estilos) o un hueco esférico en la antigua tradición del hemisphaerium o el antiboreum . (Consulte la sección de Historia anterior). En algunos casos, estos diales multifacéticos son lo suficientemente pequeños como para colocarse en un escritorio, mientras que en otros, son grandes monumentos de piedra.

Las esferas de la esfera de un poliédrico se pueden diseñar para dar la hora de diferentes zonas horarias simultáneamente. Los ejemplos incluyen el reloj de sol escocés de los siglos XVII y XVIII, que a menudo tenía una forma extremadamente compleja de caras poliédricas e incluso convexas.

Esferas prismáticas

Los diales prismáticos son un caso especial de diales polares, en los que los bordes afilados de un prisma de un polígono cóncavo sirven como estilos y los lados del prisma reciben la sombra. Los ejemplos incluyen una cruz tridimensional o una estrella de David en las lápidas.

Relojes de sol inusuales

Esfera Benoy

Benoy Sun Clock mostrando las 6:00 pm

El dial Benoy fue inventado por Walter Gordon Benoy de Collingham, Nottinghamshire , Inglaterra. Mientras que un gnomon proyecta una hoja de sombra, su invención crea una hoja de luz equivalente al permitir que los rayos del sol atraviesen una rendija delgada, reflejándolos en un espejo largo y delgado (generalmente semicilíndrico) o enfocándolos a través de una lente cilíndrica . Se pueden encontrar ejemplos de diales Benoy en el Reino Unido en:

Reloj de sol bifilar

Reloj de sol bifilar de acero inoxidable en Italia

Inventado por el matemático alemán Hugo Michnik en 1922, el reloj de sol bifilar tiene dos hilos que no se cruzan paralelos a la esfera. Por lo general, el segundo hilo es ortogonal al primero. La intersección de las sombras de los dos hilos da la hora solar local.

Reloj de sol digital

Un reloj de sol digital indica la hora actual con números formados por la luz del sol que lo golpea. Los relojes de sol de este tipo están instalados en el Deutsches Museum de Múnich y en el Sundial Park de Genk (Bélgica), y una versión pequeña está disponible comercialmente. Existe una patente para este tipo de reloj de sol.

Esfera de globo

El dial del globo es una esfera alineada con el eje de rotación de la Tierra y equipada con una paleta esférica. Similar a los relojes de sol con un estilo axial fijo, un dial de globo determina el tiempo desde el ángulo azimutal del Sol en su aparente rotación alrededor de la Tierra. Este ángulo se puede determinar girando la paleta para obtener la sombra más pequeña.

Marcas del mediodía

Marca del mediodía desde el Observatorio Real de Greenwich . El analema es la forma estrecha de 8, que traza la ecuación del tiempo (en grados, no tiempo, 1 ° = 4 minutos) versus la altitud del Sol al mediodía en la ubicación del reloj de sol. La altitud se mide verticalmente, la ecuación del tiempo horizontalmente.

Los relojes de sol más simples no dan las horas, sino que anotan el momento exacto de las 12:00 del mediodía. En siglos pasados, estos diales se usaban para corregir relojes mecánicos, que a veces eran tan inexactos como para perder o ganar tiempo significativo en un solo día.

En algunas casas de la época colonial de Estados Unidos, a menudo se puede encontrar una marca del mediodía tallada en el piso o en el alféizar de una ventana. Estas marcas indican el mediodía local y proporcionan una referencia de hora simple y precisa para los hogares que no poseen relojes precisos. En los tiempos modernos, en algunos países asiáticos, las oficinas de correos ajustan sus relojes con precisión al mediodía. Estos, a su vez, proporcionan los tiempos para el resto de la sociedad. El reloj de sol típico del mediodía era una lente colocada sobre una placa analemática . La placa tiene una forma de ocho grabada, que corresponde a graficar la ecuación del tiempo (descrita anteriormente) versus la declinación solar. Cuando el borde de la imagen del Sol toca la parte de la forma del mes actual, esto indica que son las 12:00 del mediodía.

Cañón de reloj de sol

Un cañón de reloj de sol , a veces llamado "cañón de meridiano", es un reloj de sol especializado que está diseñado para crear una "marca audible del mediodía", al encender automáticamente una cantidad de pólvora al mediodía. Se trataba de novedades más que relojes de sol de precisión, a veces instalados en parques en Europa principalmente a finales del siglo XVIII o principios del XIX. Por lo general, consisten en un reloj de sol horizontal, que tiene, además de un gnomon, una lente debidamente montada , configurada para enfocar los rayos del sol exactamente al mediodía en la bandeja de disparo de un cañón en miniatura cargado con pólvora (pero sin bala ). Para que funcione correctamente, la posición y el ángulo de la lente deben ajustarse estacionalmente.

Líneas de meridiano

Una línea horizontal alineada en un meridiano con un gnomon mirando hacia el sol del mediodía se denomina línea de meridiano y no indica la hora, sino el día del año. Históricamente se utilizaron para determinar con precisión la duración del año solar . Algunos ejemplos son la línea del meridiano Bianchini en Santa Maria degli Angeli e dei Martiri en Roma , y la línea Cassini en la Basílica de San Petronio en Bolonia .

Lemas del reloj de sol

La asociación de los relojes de sol con el tiempo ha inspirado a sus diseñadores a lo largo de los siglos a mostrar lemas como parte del diseño. A menudo, estos interpretan el dispositivo en el papel de memento mori , invitando al observador a reflexionar sobre la fugacidad del mundo y la inevitabilidad de la muerte. "No mates el tiempo, porque seguramente te matará". Otros lemas son más caprichosos: "Yo solo cuento las horas de sol" y "Soy un reloj de sol y hago una pifia / mucho mejor con lo que hace un reloj". A lo largo de los siglos, a menudo se han publicado colecciones de lemas de relojes de sol.

Usar como brújula

Si se hace un reloj de sol de placa horizontal para la latitud en la que se está utilizando, y si se monta con su placa horizontal y su gnomon apuntando al polo celeste que está sobre el horizonte, entonces muestra la hora correcta en solar aparente. tiempo . Por el contrario, si las direcciones de los puntos cardinales son inicialmente desconocidas, pero el reloj de sol está alineado para que muestre el tiempo solar aparente correcto calculado a partir de la lectura de un reloj , su gnomon muestra la dirección del Norte o Sur Verdadero , lo que permite que el reloj de sol se mueva. ser utilizado como brújula. El reloj de sol se puede colocar sobre una superficie horizontal y girar sobre un eje vertical hasta que muestre la hora correcta. El gnomon entonces apuntará al norte, en el hemisferio norte o al sur en el hemisferio sur. Este método es mucho más preciso que usar un reloj como brújula (consulte Dirección cardinal # Esfera del reloj ) y se puede usar en lugares donde la declinación magnética es grande, lo que hace que una brújula magnética no sea confiable. Un método alternativo utiliza dos relojes de sol de diferentes diseños. (Consulte #Múltiples diales , arriba). Los diales están conectados y alineados entre sí, y están orientados para que muestren la misma hora. Esto permite determinar simultáneamente las direcciones de los puntos cardinales y el tiempo solar aparente, sin necesidad de reloj.

Ver también

Angbuilgu , un reloj de sol portátil utilizado en Corea durante el período Joseon . La brújula magnética integrada alinea el instrumento hacia el polo norte ( Museo Nacional de Corea ).

Notas

Referencias

Citas

Fuentes

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enlaces externos

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