Sundial

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Disambiguation note.svg Desambiguação - Se você estiver procurando por outros significados, consulte Relógio de sol (desambiguação) .

O relógio de sol , também chamado, indevidamente, de relógio de sol ou relógio de sol , é um instrumento de medição do tempo baseado na detecção da posição do sol. [1] Estritamente falando, com um relógio de sol devemos apenas significar o indicador da passagem do Sol ao meio-dia, mesmo que em seu sentido mais geral o termo seja usado para indicar, erroneamente, os relógios de sol presentes nas paredes dos edifícios.

O termo "relógio de sol", que caracteriza "não" relógios de sol, mas relógios de sol, tem sua origem nos quadrantes latinos que indicavam na Renascença a quarta parte do círculo em que um relógio de sol portátil era geralmente traçado, chamado mostrador . No entanto, seu significado foi generalizado na linguagem popular, nos tempos modernos, tornando-se sinônimo de relógio de sol [1] e relógio de sol. [2]

Ao contrário do relógio de sol, o relógio de sol indica todos os dias, em linha reta, o instante em que o Sol passa sobre o meridiano do lugar.

Introdução

Um relógio de sol (na Piazza del Collegio Ghislieri em Pavia )

Relógios de sol e relógios de sol já eram conhecidos no antigo Egito e outras civilizações , e mais tarde entre os gregos e romanos . A origem desta ciência, no entanto, é ainda mais antiga que a civilização egípcia e as primeiras evidências remontam ao Neolítico .

O estudo dos relógios de sol é denominado gnomônico ou, menos freqüentemente, ciático .

Na forma tradicional, o relógio de sol é um estilete, chamado gnômon, que projeta sua sombra em uma superfície horizontal ou vertical, chamada de mostrador, indicando a hora solar local.

Enquanto no relógio de sol o meio-dia local é indicado acima de uma linha reta, no relógio de sol a hora local é definida mais extensivamente acima de um mostrador no qual o ângulo horário de todas as horas é um múltiplo de 15 °. Este tempo difere da hora do relógio que usamos no pulso porque este indica o tempo médio em vigor nos vários países. Os dois tempos são diferentes por outros motivos:

Equação do tempo
O dia solar, ou intervalo entre dois trânsitos do Sol no mesmo meridiano, dura em média vinte e quatro horas. Devido às diferentes velocidades de revolução da Terra em torno do Sol e à obliquidade da eclíptica, a duração do dia não é constante, ou seja, o dia real nunca dura vinte e quatro horas como um dia médio, mas é um pouco mais longo ou um pouco mais curto. As diferenças, quando somadas, geram um gap entre o tempo real e o tempo médio que chega a ± 15/16 minutos, determinando a chamada Equação do tempo (Edt), definida a seguir:
Edt = Tempo solar médio - Tempo solar verdadeiro (ou vice-versa).
Longitude da localidade
O tempo médio de cada país possui um ou mais meridianos de referência. Na Itália, o meridiano de referência é o de longitude 15 ° Este em relação a Greenwich. A diferença entre o trânsito do Sol no meridiano central e o do meridiano local de longitude L tem um valor constante de (15 ° -L) * 4 minutos. Para comparar um mostrador de hora real local com o relógio, essa diferença deve ser integrada à equação do tempo.

Por exemplo, em um local com longitude 12 ° Leste, em 2015 a diferença máxima entre o relógio de pulso e um mostrador na hora local verdadeira ocorre em 11 de fevereiro quando a equação do tempo, igual a 14m 11,5s, é somada à diferença devido a longitude igual a: (15 ° -12 °) * 4min = 12min, resultando em uma diferença de 26m 11,5s.

Em alguns casos, as linhas horárias do relógio de sol, em vez de indicar a hora local verdadeira, indicam a hora verdadeira da zona de referência. Nestes quadrantes, quando a sombra marca 12 horas, o Sol transita no meridiano central. Portanto, para comparar o tempo indicado por esses relógios de sol com o de um relógio de pulso, basta fazer a correção da equação do tempo.

Um relógio de sol vertical no horário local verdadeiro pode ser reconhecido com respeito ao horário local verdadeiro observando a linha do meio-dia, perfeitamente vertical no primeiro caso, ligeiramente girada no segundo.

Em muitos relógios de sol, as diferenças entre o tempo do mostrador e o tempo médio do relógio de pulso são reproduzidas em uma tabela ou resumidas em um gráfico. Em alguns casos, o analema (ou lemniscata) é traçado no mostrador, que é a curva em forma de 'oito' que indica o tempo médio da zona e permite que você leia a hora do relógio diretamente sem recorrer à correção da equação do tempo e da diferença de longitude.

O gnômon de um quadrante pode ser de diferentes tipos, por exemplo: ortostilo , estilete polar , câmara escura , bifilar , reflexão .

Nos quadrantes verticais, os gnomos mais usados ​​são o ortostilo e o estilete polar. O ortostilo é plantado ortogonalmente à parede e indica o tempo com a ponta do gnômon. O estilete polar, por outro lado, é posicionado de forma paralela ao eixo de rotação da Terra, de forma que aponta para o pólo celeste e sua sombra coincide com a linha horária em todo o seu comprimento.

Relógio de sol fixo

Equatorial ou equinocial

A forma mais simples de um relógio de sol é um disco coaxial com uma barra paralela ao eixo da Terra. O disco forma um plano paralelo ao equador . No disco há placas que indicam o passar das horas. Normalmente o meio-dia está localizado na parte inferior do disco, 6h na borda oeste e 18h na borda leste . No verão, a parte norte do disco é iluminada, enquanto a parte sul não. No inverno, a parte sul é iluminada e não o norte. No verão, o é a extremidade norte do gnômon, no inverno a extremidade no lado oposto do disco se torna assim.

Uma série de círculos concêntricos pode ser desenhada no disco para destacar a localização do nó a cada dia, permitindo que o relógio seja usado como um calendário. Uma desvantagem desta solução é que nos equinócios os raios solares chegam paralelamente ao disco e o instrumento é difícil de ler.

Relógios de sol horizontais de jardim

Relógio de sol horizontal

O relógio solar de jardim segue o mesmo princípio do anterior, mas as linhas do disco são projetadas por meio da trigonometria em um plano paralelo ao solo. A principal vantagem deste sistema é que ele pode mostrar a hora durante todo o ano, já que o mostrador nunca fica totalmente na sombra. Os números estão no sentido horário no hemisfério norte e no sentido anti-horário no hemisfério sul. O quadrante pode ser traçado no pavimento de um quadrado ou em um disco de vidro translúcido visível de baixo.

As linhas correspondentes às horas são traçadas da base do gnômon em direção à borda do mostrador. Os ângulos dessas linhas são calculados pela fórmula:

A inclinação do gnômon em relação ao quadrante é igual à medida em graus da latitude do local onde estamos. Obviamente, o instrumento deve ser orientado, ou seja, o dial deve ser girado de forma que o gnômon fique paralelo ao eixo da Terra.

Vertical ou mural

Embora agora sejam uma raridade, relógios de sol traçados nas paredes externas de edifícios voltados para o sul já foram comuns (ou quadrante voltado para o norte no hemisfério sul), sendo visíveis à distância e baratos de fazer. O mostrador foi simplesmente pintado na parede ou esculpido em uma laje de mármore ou pedra. O gnômon era um estilete de ferro ou latão, ou um tripé de metal, para maior resistência.

A principal desvantagem dessas ferramentas é que elas podem mostrar a hora apenas para a época do ano e do dia em que a parede é iluminada diretamente pelo sol.
O design é muito semelhante ao dos modelos horizontais; a fórmula para um quadrante voltado para o sul é:

A inclinação do gnômon é igual à latitude.

Tradicionalmente, era usado para colocar quatro relógios no telhado ou nas paredes do perímetro de uma torre, a fim de ter uma indicação para todo o ano. É comum gravar um lema no mostrador.

Relógio solar negativo

Em relógios de sol convencionais, o gnômon projeta a sombra em um quadro de referência, o relógio negativo é aquele que projeta os raios de luz através de uma fenda.

Relógio solar negativo, Corregidora , Querétaro , México

Relógios de sol portáteis

Ícone da lupa mgx2.svg O mesmo tópico em detalhes: Quadrante solar .

A partir do período helenístico, foram desenvolvidos instrumentos astronômicos e relógios de sol portáteis.

Romanos

Entre os séculos I e VII, numerosos relógios de sol portáteis foram desenvolvidos na área romana, alguns dos quais foram definidos como pros pan clima , "para todas as latitudes", uma vez que podiam ser ajustados a diferentes latitudes. [3]

Os relógios de sol portáteis romanos são classificados em 6 categorias:

1. Relógio de sol suspenso - tipo "Presunto Portici"
Conhecido em um único exemplar encontrado em Herculano , tem a forma de um presunto e tem um mostrador gravado em um dos lados
2. Relógio de sol de disco suspenso
É um disco que fica suspenso por um anel após a inserção do gnômon no orifício correspondente ao mês atual
3. Relógio de sol cilíndrico
Conhecido em dois exemplos, consiste em um relógio de sol representado na parede do cilindro; o gnomon é girado no mês atual
4. Caixa de relógio de sol
5. Anel de relógio de sol
Conhecido em um único espécime encontrado em Filippi, permite ler o tempo para quatro latitudes diferentes graças às quatro escalas com as quais está equipado
6. Meridiana pros pan clima
Permite variar a latitude do relógio de sol continuamente, corrigindo para a posição atual, bem como para o mês atual.

Traseira

Um díptico

Um tipo muito comum consiste em dois pequenos painéis (um díptico ) de madeira ou melhor, marfim branco incrustado, articulados de forma que podem ser fechados para formar uma caixa facilmente transportável. O gnômon é feito com um fio de linho , seda ou cânhamo esticado entre as duas tábuas. Quando o fio está esticado, as duas tábuas formam dois quadrantes, um horizontal e um vertical.

Um erro comum é descrever essa ferramenta como autocompensadora. Isso não é correto para relógios de sol díptico que usam um fio entre as duas placas, independentemente da orientação dos mostradores. Como a linha é contínua, as sombras devem se encontrar no zíper; portanto, qualquer orientação do instrumento mostrará o mesmo tempo nos dois quadrantes.

Ao meio-dia, pôr do sol e nascer do sol, a mudança na latitude não afeta a hora mostrada pelo relógio de sol portátil, mas às 9 e 15 cada grau de erro de latitude produz uma diferença de quatro minutos no tempo mostrado nos dois mostradores. Conclui-se que pode ser usado como astrolábio ou sextante para determinar a latitude. Alguns instrumentos incluem uma escala com um fio de prumo para a leitura da latitude, enquanto outros incluem uma rosa dos ventos . Relógios de sol deste tipo de grande porte (mais de um metro) eram usados ​​para navegação .

Em elevação

Um relógio de sol portátil de elevação construído em Paris por Butterfield, provavelmente no final do século 18

A função do relógio de sol poderia ser desempenhada por um astrolábio , também usado para navegação e astronomia . No modelo mais simples, consistia em um anel sustentado por um pequeno anel. Quando a coisa toda era segurada na mão de forma que ficasse pendurada verticalmente, um orifício no anel (chamado orifício gnomônico) projetava um ponto de luz em seu interior, onde uma escala indicava o tempo. o instrumento estava vinculado a uma latitude particular e o usuário tinha que saber a priori se era manhã ou tarde, caso contrário indistinguível. O furo foi montado em uma corrediça que pode ser ajustada de acordo com o dia do ano.

Nos tempos modernos, as forças especiais do Exército dos Estados Unidos possuem um simples relógio de sol deste tipo obtido na faca fornecida com o equipamento, útil em caso de mau funcionamento do relógio mecânico.

Telescópico

William Molyneux inventou em 1686 um "relógio de sol telescópico" (em latim sciothericum telescopicum ) que usava um telescópio para determinar o meio-dia exato, para o benefício da precisão na navegação , astronomia e geografia . [4]

Relógio de sol de tempo médio

Relógio de sol de precisão em Bütgenbach , Bélgica . (precisão = ± 30 segundos)

Um relógio de sol também pode ser chamado de heliocronômetro, porque é capaz de corrigir o tempo solar aparente para indicar o tempo solar médio ou outro tempo padrão, geralmente com uma precisão da ordem de um minuto.

Relógio de sol copo equatorial

A forma mais clássica de heliocronômetro é aquele com um mostrador em forma de copo, acima do qual uma barra e um fio estendido paralelamente ao eixo da Terra constituem o gnômon. A escala é desenhada para formar um semicírculo dentro da xícara. Esse tipo de instrumento foi usado na França durante a Primeira Guerra Mundial para regular os horários dos trens. Os instrumentos mais precisos são encontrados em Jaipur, na Índia . Eles são colossais em tamanho e foram construídos pelo califa Mogul para manter o calendário islâmico atualizado.

Relógio de sol grego

Relógio de Sol de Cnidus

Os antigos gregos usavam um tipo de relógio de sol chamado "pellekinos". [5] O gnômon era uma barra ou poste colocado verticalmente em um plano horizontal ou hemisférico. A sombra da ponta do gnômon descreveu uma curva hiperbólica na superfície plana ou circular na superfície hemisférica. Linhas foram traçadas na superfície indicando a hora exata em qualquer época do ano.

Os verdadeiros relógios de sol: relógios do meio-dia

Relógio de sol do meio-dia ao meio-dia (Igreja Reformada de Santa Maddalena em Avenches ( Cantão de Vaud, na Suíça )

Este tipo de relógio de sol é caracterizado por ter uma linha horária em forma de 8 (chamada analema ), que corresponde à representação visual da equação do tempo . O tempo é lido no ponto em que a sombra do nó do gnômon incide na curva analemática. Isso compensa automaticamente os efeitos combinados da excentricidade da órbita da Terra e da inclinação do eixo de rotação. Eles marcam o "Tempo Médio".

Por reflexão

Isaac Newton inventou um relógio de sol adequado para janelas voltadas para o sul. Ele colocou um pequeno espelho no parapeito da janela e pintou um mostrador semelhante ao pelekînos grego no teto e nas paredes. Neste caso, o espelho constitui o gnômon refletindo o ponto luminoso. Desta forma, é possível criar um instrumento grande, preciso e facilmente corrigível com pouco material e sem perda de espaço. O quadrante também pode ser do tipo analmático.

Calculadora relógio de sol

Uma variante interessante do relógio de sol horizontal é capaz de processar e mostrar diretamente a hora padrão. Ao contrário de um modelo normal, os intervalos de uma hora são plotados no mostrador com ângulos idênticos. Uma máscara em forma de cardióide (uma figura geométrica em forma de coração) é sobreposta a ele. Esta figura expressa a fórmula de correspondência entre os diferentes ângulos horários de um relógio de sol convencional e os ângulos horários idênticos conforme aparecem no mostrador de um relógio . O ponto onde a sombra do gnômon encontra a curva cardióide é onde a hora deve ser lida no mostrador abaixo. A correção do DST é feita simplesmente girando o seletor inferior.

Relógios de sol digitais

Um relógio de sol digital usa luzes e sombras para mostrar a hora na forma de dígitos ou mesmo palavras, em vez do sistema tradicional baseado em localização. Um dos sistemas é enfrentar duas máscaras paralelas com pares de orifícios que são alinhados e permitem a passagem dos raios de luz cada um em um período preciso do dia.

Relógios de sol naturais

Um relógio de sol natural usa a conformação do solo para mostrar as horas graças aos picos das montanhas que o sol ilumina. Um exemplo desse dom da natureza é o relógio de sol Sesto , que com seus picos Dolomitas fornece essa ferramenta.

Galeria de imagens

Observação

  1. ^ a b Meridiana , em Treccani.it - ​​enciclopédias em linha , instituto da enciclopédia italiana. Recuperado em 31 de julho de 2016 .
  2. ^ Glossário , em artesolare.it .
  3. ^ Vitruvius, Architecture , ix.ix.42.
  4. ^ (EN) William Molyneux, Sciothericum telescopicum, ou Um novo artifício para adaptar um telescópio a um mostrador horizontal para observar o momento do dia ou da noite , em 1686.
  5. ^ Vitruvius 9.8.1
  6. ^ Relógio de sol catóptrico de Brescia

Bibliografia

  • Piero Bianconi e Aldo Morosoli, Meridiane del Ticino , União Suíça de Bancos Raiffeisen, St. Gallen
  • René RJ Rohr, Sundials. História, teoria, prática , Ulysses, Torino 1988 ISBN 88-414-3013-3
  • Renzo Morchio , Ciência e poesia dos relógios de sol , ECIG, Gênova 1988 ISBN 88-7545-253-9
  • Giovanni Bosca e Piero Stroppa, Sundials and sundials , Trezzano sul Naviglio, Il Castello, 1996 ISBN 88-8039-022-8
  • Giovanni Paltrinieri, Sundials and sundials of Italy , L'Artiere, Bentivoglio (Bologna), 1997
  • Giancarlo Pavanello e Aldo Trinchero, The meridians , De Vecchi, Milan 1999 ISBN 88-412-4691-X
  • Giordano Berti e Giovanni Paltrinieri (editado por), Gian Domenico Cassini. O Relógio de Sol do Templo de S. Petronio em Bolonha , Arnaldo Forni Editore, S. Giovanni in Persiceto, 2000.
  • Giordano Berti e Giovanni Paltrinieri (editado por), Lugares de tempo na província de Bolonha. Relógios de sol, relógios de sol e relógios mecânicos , Istituto Graf, Bolonha 2008. O mapa também está visível no Portal de Turismo da Província de Bolonha [1]
  • Nicola Severino: História da Gnomônica , Roccasecca, 1992-1994, Antologia da História da Gnomônica , 1995, História do Astrolábio , 1995, A Gnomônica Kircheriana e as Tabelas Sciaterianas de Monte Porzio Catone , 1995, Gnomônica Chinesa , 1996, Bibliografia Internacional de Gnomonica , 1997, Gnomonica , a primeira revista italiana sobre relógios de sol, relógios de sol greco-romanos , 2003, De Monumentis Gnomonicis apud Graecos et Romanos , 2005. Web, https://web.archive.org/web/20190102003306/http: / /www.nicolaseverino.it/
  • Nicola Ulivieri, Os segredos dos relógios de sol , Youcanprint 2015 ISBN 978-88-9114-852-0
  • Carlo Burin, O relógio de sol moderno com mostrador plano, como funciona como é calculado , Aracne editrice Srl, Roma 2010 ISBN 978-88-548-3526-9
  • Nicoletta Lanciano, In luna, stellis et sole. Guia para a descoberta da Astronomia em Roma em doze itinerários , Apeiron Editori, Sant'Oreste (RM), 2018. ISBN 978-88-85978-92-8 .

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