الساعة الشمسية – المعروفة أيضًا باسم “الساعة الشمسية” – هي إحدى الأدوات التي تعتمد على موضع الشمس في السماء لتحديد الوقت، باستخدام عصا مستقيمة تُعرف باسم العقرب، يتم تثبيتها لإلقاء الظل على سطح مهيأ ليأخذ شكل الساعة، وعندما تتحرك الشمس في السماء تحرك الظل. من السهل توضيح الفكرة في الفناء الخلفي الخاص بك عن طريق بناء ساعة شمسية بسيطة للغاية بعصا وبعض الصخور الصغيرة، وهناك الكثير من أفكار المشاريع البسيطة للأطفال لتعلم الفكرة. بالنسبة لمشروع أكثر تقدمًا، يمكنك بناء ساعة شمسية دائمة في حديقتك أو فناء منزلك وإخباره بالوقت المحدد مع بعض القياسات وبعض الأعمال الخشبية.
خطوات
استخدم الحصى والعصي
1 اجمع أدواتك. X Research source تسمح لك هذه الطريقة البسيطة للغاية بتوضيح فكرة الساعة الشمسية دون الكثير من التخطيط، حيث أن كل ما تحتاجه لبناء الساعة الشمسية هو بعض الأدوات البسيطة التي لديك في الفناء الخلفي عصا مستقيمة (طولها حوالي 60 سم ) وبعض الحصى وساعة يد أو ساعة هاتفك المحمول لضبط الوقت.
2 اختر بقعة مشمسة لزرع قصب السكر في الأرض. X Research Source ابحث عن منطقة تتلقى ضوء الشمس طوال اليوم ثم قم بزرع العصا في العشب أو الأرض. إذا كنت تعيش في نصف الكرة الشمالي، فزرع العصا قليلاً في الشمال. إذا كنت في نصف الكرة الجنوبي، فزرع العصا قليلاً في الجنوب. X موارد البحث
- ضع في اعتبارك الحلول البديلة إذا لم يكن لديك أرض رطبة بها عشب.
- املأ دلوًا صغيرًا بالرمل أو الحصى واغرق العصا في المنتصف.
3 ابدأ الساعة السابعة صباحًا. X Research source من الأفضل أن تبدأ في الصباح الباكر بعد شروق الشمس بالكامل إذا كنت تريد رسم ساعة كاملة. راقب العصا في الساعة 7 صباحًا ولاحظ الظل الذي تلقيه العصا عند سقوط ضوء الشمس عليها، ثم استخدم حصاة لتحديد مكان سقوط الظل.
4 افحص العصا كل ساعة. X مصدر البحث اضبط منبهًا أو تحقق من ساعتك بشكل دوري حتى تتمكن من تحديد أرقام الساعة الشمسية في بداية كل ساعة، أي تحقق من العصا في تمام الساعة الثامنة صباحًا وضع حصاة لتحديد الرقم ثمانية الذي عنده سقط الظل وكرر العملية عند الساعة التاسعة والعاشرة بالضبط وهكذا.
- للحصول على نتائج أكثر دقة، استخدم الطباشير عن طريق عمل علامات أسفل كل حصاة تضعها على الأرض
- سوف يتحرك الظل في اتجاه عقارب الساعة. X موارد البحث
5 استمر في هذه العملية حتى غروب الشمس. افحص العصا كل ساعة وحدد الظل بحصاة على الأرض. استمر في هذه العملية حتى تختفي الشمس. في نهاية اليوم، ستلاحظ اكتمال مزولتك الشمسية. يمكنك استخدام هذا الجهاز البسيط لمعرفة الوقت على مدار اليوم.
استخدم طبق ورقي وقش
1 اجمع أدواتك. X Research source إن جعل هذه الساعة الشمسية السهلة مشروعًا ممتعًا للأطفال في يوم صيفي مشمس. من السهل الحصول على الأدوات ومن المحتمل أن تجدها حول منزلك، وهي أقلام تلوين أو أقلام فلوماستر، لوحة ورقية، قلم رصاص حاد، ودبابيس دفع ومسطرة وقش بلاستيك مستقيم (ماصة).
- ابدأ في تحضير الطبق حوالي الساعة 1130 في يوم مشمس وصافي. X موارد البحث
2 اكتب الرقم 12 في الطرف العلوي من اللوحة. قم بهذه الخطوة باستخدام الشمع أو قلم فلوماستر. الآن استخدم قلم رصاص حاد وثقب وسط اللوحة، بعد ذلك قم بإزالة القلم الرصاص وسترى ثقبًا واضحًا في منتصف اللوحة.
3 استخدم المسطرة لرسم خط مستقيم. ارسم خطًا بين الرقم 12 الذي رسمته والفتحة الموجودة في منتصف الطبق. الرقم 12 يمثل الظهر.
4 استخدم بوصلة لتحديد أقرب قطب سماوي. يجب أن يشير القشة أو عقرب الساعة الشمسية إلى أقرب قطب سماوي موازي لمحور الأرض. القطب الشمالي هو الأقرب إذا كنت في نصف الكرة الشمالي، ولكن إذا كنت في نصف الكرة الجنوبي، فإن أقرب قطب هو القطب الجنوبي. X موارد البحث
5 خذ الطبق إلى الخارج قبل الظهر بقليل. X Research Source ضع الطبق على الأرض في منطقة مشمسة طوال اليوم، ثم ضع الشفاط في الفتحة الموجودة في منتصف الطبق.
6 ادفع المصاصة للداخل قليلاً. ادفع القشة بحيث تميل نحو أقرب قطب سماوي.
7 اقلب اللوحة تمامًا عند الظهيرة. اقلب اللوح بحيث يكون ظل الشفاط عموديًا على الرقم 12 الذي رسمته. نظرًا لأنك تقيس في ساعات النهار، سينتهي الأمر باللوحة وكأنها ساعة وستظهر 12 ساعة فقط (وليس 24).
8 ثبت اللوحة على الأرض. قم بتثبيت اللوح مع بضع دبابيس على الأرض في نفس المكان.
9 افحص اللوحة بعد ساعة. X مصدر البحث ارجع إلى موقع اللوحة في الساعة 100 مساءً وتحقق من موقع ظل القش، ثم اكتب الرقم 1 على حافة اللوحة في المكان الذي يكمن فيه الظل.
10 اضبط المنبه وانتقل للتحقق من اللوحة في بداية كل ساعة. استمر في كتابة الأرقام حيث يوجد الظل على حافة اللوحة وستلاحظ أن الظل يتحرك في اتجاه عقارب الساعة. X موارد البحث
11 تحدث إلى طفلك عن الظلال. اسأله كيف يفسر حركة الظل واشرح له ما يحدث عندما يتحرك الظل حول مزولتك الشمسية.
12 كرر هذه العملية حتى غروب الشمس. X مصدر البحث استمر في كتابة الأرقام على اللوحة كل ساعة حتى تنتهي ساعات النهار، وعند هذه النقطة تكون قد انتهيت من عمل مزولة الشمس.
13 افحص اللوحة مرة أخرى في اليوم التالي. اصطحب طفلك إلى مكان الطبق في يوم مشمس آخر واطلب منه إخبارك بالوقت وفقًا لمكان الظل. يمكنك استخدام هذا الجهاز البسيط في أي يوم مشمس لمعرفة الوقت.
بناء ساعة شمسية متقدمة
1 قص دائرة بقطر 51 سم من الخشب الرقائقي بسمك 1 1/2 بوصة. X مصدر البحث هذه الدائرة ستكون وجه الساعة، عليك أن ترسم جانبي الدائرة الخشبية بالبرايمر وبعد أن تجف فكر في الشكل الذي تريد أن تبدو عليه الساعة. ستحتاج إلى اختيار نظام الأرقام، فهناك أرقام رومانية وأرقام أساسية والمزيد.
- اختر اللون الذي تريده للساعة، أو إذا أردت يمكنك رسم بعض الرسومات والتصميمات على وجه الساعة.
- جرب بعض التصميمات حتى تستقر على المظهر النهائي.
2 ارسم تصميمك النهائي على ورقة دائرية كبيرة. X Resource سوف تستخدم هذه الورقة كستنسل لنقل التصميم إلى الدائرة الخشبية، لذلك تحتاج إلى رسمه على نطاق واسع. ستحتاج الآن إلى تضمين الأرقام في تصميمك، لكن هذا سيتطلب قياسات دقيقة، لذلك ستحتاج إلى استخدام منقلة ومسطرة لتنفيذ هذه الخطوة.
- اكتب الرقم 12 أعلى الدائرة، كما هو الحال في ساعة الحائط.
- قس نقطة منتصف الدائرة ثم ارسم خطًا مستقيمًا بين الرقم 12 ووسط الدائرة.
3 استخدم المنقلة لتحديد موقع النقطة بمقدار 15 درجة جهة اليمين. X مصدر البحث حدد الرقم 1 في هذه المرحلة ثم استخدم مسطرة التقويم لرسم خط ساعة آخر. استمر في كتابة الأرقام بحيث تكون المسافة بينهما 15 درجة بالضبط، وتحرك في اتجاه عقارب الساعة واستخدم المنقلة لمواصلة وضع العلامات، واستمر في هذه العملية حتى تصل إلى الرقم 12. هذه الساعات الاثنتي عشرة هي الوقت من الظهر حتى منتصف الليل.
- ابدأ مرة أخرى في الرقم 1 حتى تصل إلى الرقم الأصلي 12 في الجزء العلوي من الساعة وستلاحظ الآن أن الأرقام مكتوبة بدقة على الورقة.
- يتم تمثيل يوم الأربع وعشرين ساعة بدقة شديدة. يتغير موقع الأرض مع تغير الفصول، حيث يكون النهار في الصيف أطول وفي الشتاء أقصر.
- هناك أيام في الصيف تكون فيها ساعات النهار أطول من 12 ساعة. X موارد البحث
4 ارسم التصميم الخاص بك على الدائرة الخشبية. استخدم الورق الذي رسمته سابقًا كإستنسل حتى تتناسب الأرقام وخطوط الساعة تمامًا مع ما قمت بقياسه. استخدم أقلام فلوماستر لرسم الأرقام على الخشب، لأنها تتطلب بعض التفاصيل الفنية الدقيقة، وأقلام التلوين أفضل من أقلام الحبر الجاف، لأنها أكثر مقاومة للعوامل الطبيعية.
5 احصل على عقرب للمزولة الخاصة بك. X مصدر البحث يعتبر العقرب جزءًا مهمًا من الساعة لإنشاء الظل. وهو عبارة عن أنبوب حلزوني يبلغ طوله من 5 إلى 7.6 سم وقطره 1.3 سم. تأكد من أن العقرب أعرض قليلاً من الأنبوب نفسه. ابدأ في صنع رأس عقرب مخروطي.
- يجب ألا يزيد طول الأنبوب ورأس العقرب معًا عن 7.6 سم.
- ابدأ برسم العقرب باللون الذي تريده لمنعه من الصدأ.
6 ابدأ في تحضير القاعدة التي ستركب عليها الساعة الشمسية. ستدعم القاعدة وجه الساعة الشمسية، أي الدائرة الخشبية. ستحتاج إلى خشب معالج بالضغط ومقاوم للعوامل الجوية بأبعاد 4 × 4 × 8 ليكون أساس الساعة. يجب أن يكون سطحه مستقيمًا بدون شقوق كبيرة، ويجب قطع سطح القاعدة بزاوية معينة حتى تتمكن من ربط الساعة بها بشكل صحيح. X موارد البحث
- اطرح موقع خط العرض من 90 لتحديد هذه الدرجة أعلاه.
- على سبيل المثال، إذا كنت موجودًا على خط عرض 40 درجة في نصف الكرة الشمالي، فستحتاج إلى رسم زاوية مقدارها 50 درجة على سطح القاعدة.
7 قطع الزاوية داخل القاعدة. ارسم خطًا بالزوايا القائمة باستخدام زاوية النجار، وارسم هذا الخط بطول 15.2 سم من أعلى القاعدة. هذا الخط هو الجانب السفلي للزاوية. استخدم المنقلة لقياس الزاوية ثم قصها بمنشار الطاولة.
- قم بقياس مركز وجه الساعة الشمسية وحفر حفرة في هذه المرحلة. X موارد البحث
- تأكد من أن القاعدة مثبتة على وجه الساعة الشمسية باستخدام برغي خشبي كبير مقاس 0.8 سم (0.8 سم) لضمان توافق جميع الأجزاء معًا بشكل صحيح.
8 حفر حفرة للقاعدة. اختر منطقة مشمسة للمزولة الخاصة بك، ثم قم بحفر حفرة لتثبيت القاعدة، مع التأكد من أنك لا تعترض طريق أي كبلات أو أسلاك تحت الأرض. ضع القاعدة في الحفرة، مع العلم أن طولها عند الاستقامة لا يزيد عن 152 سم. استخدم بوصلة للتأكد من أن الزاوية التي قطعتها في القاعدة تواجه الشمال، ثم استخدم مستوى النجار للتأكد من أن القاعدة مستقيمة رأسيًا. X موارد البحث
- قم بتأمين القاعدة في مكانها بشكل دائم عن طريق صب الأسمنت في الحفرة.
- انتظر بضعة أيام حتى يجف الأسمنت قبل شد وجه الساعة الشمسية على القاعدة.
9 ثبت الساعة الشمسية في القاعدة. استخدم برغيًا خشبيًا كبيرًا مقاس 0.8 سم ومسمار آخر مقاس 5 سم لتأمين الوجه، ثم أحكم ربط البرغي بما يكفي لتثبيت الوجه في مكانه مع الحفاظ على سهولة تدوير الوجه. ضع الشفة مباشرة على واجهة الساعة. X موارد البحث
- يجب أن تكون قادرًا على رؤية البرغي من خلال الفتحة المركزية في الحافة.
- استخدم يدك اليمنى لربط أنبوب العقرب في الحافة التي تمسكها بيدك اليسرى.
10 قم بتدوير وجه الساعة الشمسية بحيث يكون الخطان 6 صباحًا و 6 مساءً أفقيين، ثم ضع اليد على طول هذه الخطوط بحيث تبدو وكأنها في المنتصف. تأكد من أن خط الساعة 12 ظهرًا يمر مباشرة عبر العقرب. X موارد البحث
11 ضبط الوقت وتثبيت اليد. يجب عليك ضبط الوقت خلال التوقيت الصيفي حتى تكون قراءاتك دقيقة. أمسك الحافة بيدك اليسرى، ثم استخدم يدك اليمنى لتدوير وجه الساعة الشمسية، واستمر في التدوير حتى يسقط ظل اليد على وجه الساعة الشمسية للإشارة إلى الوقت الحالي. استخدم قلم رصاص لتحديد الثقوب الأربعة للحافة، ثم قم بإزالتها. X موارد البحث
- شد البرغي ولا تحرك وجه الساعة الشمسية عند القيام بذلك.
- احفر ثقوبًا للمسامير الأربعة لتأمين الشفة وثبتها في الساعة الشمسية.
- ثبت العقرب في النهاية.