Rellotges de sol

Per un observador situat en un punt de la Terra la mesura del temps està basada en les observacions de la rotació diürna de l'esfera celest i del moviment anual del Sol, o sigui de la rotació de la Terra al voltant del seu eix i al voltant del Sol.

La velocitat de rotació de la Terra quan gira al voltant del seu eix es pot considerar uniforme8.9 i es pot determinar amb prou exactitud amb les observacions, el temps que triga la Terra en donar un gir complet s'anomena dia sideral.

En general s'anomena dia a l'interval de temps que transcorre entre dues culminacions successives d'un punt de la volta celest, segons sigui el punt mencionat, el dia rep diferents adjectius, recordarem les dues definicions de dia que hem treballat:

Els rellotges de sol són instruments que permeten mesurar de manera senzilla les duracions del dies solars i de les seves fraccions (hores, mintus...). Prenem com a començament del dia solar vertader --0h o mitjanit vertadera-- la culminació inferior del sol; el temps transcorregut des de la culminació inferior fins a qualsevol posició s'anomena temps solar vertader que escriurem Tv; si l'angle horari del sol és H, llavors resulta Tv = H + 12h atès que l'angle horari és mesura a partir de la culminació superior8.10. En el moment de la culminació superior del Sol, l'angle horari H = 0h, per tant el temps solar vertader és Tv = 12h, instant que s'anomena migdia solar vertader.

\includegraphics{c:/ramon/geome/horasol}

Segons mostra la figura, per conèixer l'angle horari H del sol en un instant concret, només cal observar l'angle que forma l'ombra d'un estilet o gnòmon sobre un pla paral·lel a l'equador celest, amb la direcció Nord, aquest gnòmon ha de ser perpendicular al pla de l'equador celest i per tant ha d'assenyalar aproximadament l'estrella polar; d'aquesta manera quan l'ombra assenyali la direcció Nord estarem en el migdia solar vertader, fent les divisions de 15 en 15 graus (corresponent a 1 hora en mesura horària) obtenim les ombres de l'estilet corresponents a les diferents hores solars vertaderes.

El dibuix en el pla de les línies corresponents a les ombres de l'estilet en les diferents hores s'anomena quadrant; pot ser horitzontal, vertical, o inclinat segons la seva disposició final, quan el rellotge marqui l'hora. El quadrant més senzill s'anomena quadrant equatorial ja que és paral·lel al pla de l'equador, la seva inclinació és el complementari de la latitud del lloc ( 90o - $ \phi$ )i l'azimut 180circ té la particularitat que està il·luminat des del moment de la sortida fins l'ocàs del Sol, però només queda il·luminada la part superior en el mesos en què el Sol es troba per damunt de l'equador ($ \delta$ positiva) o sigui en els de primavera i estiu, en canvi a la tardor i hivern la part il·luminada del quadrant és la inferior; per tant, si volem que el rellotge també ens marqui l'hora en tots els mesos, caldrà fer les respectives senyals horàries en la part inferior (inclinació= 90o + $ \phi$ i azimut=0o).

\includegraphics{c:/ramon/geome/quaequa}

Remarquem el fet que el temps solar vertader depèn del lloc d'observació, però és el mateix en cada meridià terrestre, dit d'una altra manera, el temps solar vertader d'un determinat lloc només depèn de la seva longitud geogràfica $ \lambda$, per tant si dos llocs tenen la mateixa longitud geogràfica, el temps solar vertader és el mateix en els dos llocs, en canvi si dos llocs d'observació P1 i P2 estan situats en longituds geogràfiques $ \lambda_{1}^{}$ i $ \lambda_{2}^{}$ respectivament (prenent el sentit positiu cap a l'Est), resultarà que l'angle horari del Sol del punt més oriental és superior a l'angle horari des del punt més occidental; la diferència entre aquests angles és exactament igual a la diferència entre les longituds geogràfiques, per tant:

Tv1 - Tv2 = $\displaystyle \lambda_{1}^{}$ - $\displaystyle \lambda_{2}^{}$



Subseccions