Sončna ura: kako deluje, merjenje časa, zgodovina in vrste

Sončna ura kaže trenutni sončni čas čez dan. To je mogoče, ker se zdi, da se sonce premika po nebu. V različnih delih dneva, ko sije sonce, se na številčnici na različnih mestih pojavi senca. Oseba na številčnici označi čas ob določeni senci. To uporabnikom omogoča, da zlahka vidijo čas. Obstaja nekaj najpogostejših oblik, kot je "navadna" ali standardna vrtna sončna ura. Vendar so sončne ure lahko zasnovane za katero koli površino, kjer fiksni predmet meče predvidljivo senco.

V starem Egiptu so imeli sončne ure. Druge kulture so jih razvijale naprej, med drugim Grki in Rimljani.

Kako deluje sončna ura

Osnovni del sončne ure je gnomon (kazalec) — lahko je palica, rob ali drug vzpostavljen predmet. Gnomon meče senco na številčnico. Ker se Zemlja vrti, se smer sončne svetlobe skozi dan spreminja, zato se tudi senca premika in pokaže različne ure. Pri pravilno izdelani sončni uri so urne črte narisane tako, da senca nakaže približno točen sončni čas.

Merjenje časa in popravki

Pomembno je razlikovati med navideznim (delničnim) sončnim časom in povprečnim (srednjim) časom, ki ga uporabljajo ure. Zaradi nagiba Zemljine osi in eliptične orbite Sonce ne gre po enakomerni hitrosti po ekliptiki; posledica tega je razlika, imenovana enačba časa, ki lahko znaša do približno ±16 minut skozi leto. Poleg tega so ure organizirane po časovnih pasovih, kar pomeni, da se lokalni sončni čas pogosto razlikuje od urinskega časa več minut ali celo ur.

Za bolj natančne odčitke sončne ure se običajno upošteva:

popravek glede na enačbo časa (dodajanje ali odštevanje minut glede na datum),
popravek zaradi razlike med lokalnim dolžinskim meridijanom in meridijanom časovnega pasu,
upoštevanje poletnega časa (DST), če se uporablja urinski čas.

Zgodovina

Sončne ure so ene najstarejših instrumentov za merjenje časa. Poleg starih Egipčanov so jih uporabljali tudi v Mezopotamiji, Kitajski in kasneje v antični Grčiji in Rimu. V srednjem veku so jih izpopolnjevali islamski astronomi, ki so razvili natančnejše metode za risanje urnih črt za različne širine. V renesansi in baroku so ustvarjali tudi umetniško bogato okrašene sončne ure na javnih prostorih in cerkvenih pročeljih.

Glavne vrste sončnih ur

Horizontalna sončna ura – najpogostejša vrtna oblika; številčnica je vodoravna, gnomon je nagnjen pod kotom, ki ustreza zemljepisni širini.
Verticalna (stenska) sončna ura – nameščena na vertikalno steno; izvaja se posebno risanje urnih črt glede na orientacijo stene.
Equatorialna (ekliptikalna) ura – številčnica je postavljena vzporedno z nebesnim ekvatorjem; omogoča enakomerno razporeditev urnih črt.
Analemmatična sončna ura – posameznik stoji na premičnem mestu (analemi) in njegova senca kaže čas na eliptični številčnici; popularne v javnih parkih.
Polarna (polar) sončna ura – gnomon je vzporeden z zemeljskim osi; ura deluje dobro na različnih mestih brez korekcije kuta.
Obročne in prenosne ure – prstanaste ali manjše prenosne sončne ure za navigacijo ali kot nakit.

Izdelava in pravilna postavitev

Za dobro delujočo sončno uro je ključno:

nastaviti gnomon tako, da je poravnan s polarno osjo Zemlje — v severni polobli to pomeni usmeritev proti geografskemu (pravemu) severu, v južni pa proti geografskemu jugu;
nastaviti naklon gnomona enak zemljepisni širini lokacije (kot med gnomonom in horizontalno ravnino);
narisati urne črte glede na formulo, tabelo ali s pomočjo geometrije za dano širino in orientacijo.

Natančnost in omejitve

Sončne ure so lahko zelo natančne (na nekaj minut), če so pravilno izdelane in upoštevajo enačbo časa ter lokalne popravke. Vendar imajo omejitve: ne delujejo ob oblačnem vremenu ali ponoči, odčitki so odvisni od natančne postavitve in površine številčnice, pri zidnih urah pa orientacija stene močno vpliva na berljivost ur čez dan.

Uporaba danes

Danes so sončne ure pogosto dekorativne, izobraževalne ali arhitekturne sestavine parkov, vrtov in javnih površin. Astronomi in ljubitelji zgodovine jih uporabljajo za razumevanje Sončevega gibanja, nekateri tradicionalni instrumenti pa še vedno služijo kot praktičen prikaz naravnega solarnega časa.

Če želite začeti z osnovno sončno uro doma, lahko s preprostim gnomonom in ravno površino preizkusite postavitev, sproti pa primerjate odčitke z lokalnim sončnim časom in se naučite uporabljati korekcije za natančnejše rezultate.