| << | #37 ; Kruda ideo de sunhorloĝo kun grandaj speguloj |
>> |
Antaŭe mi jam ĉi tie revis pri granda sunhorloĝo kiu laboras helpe de kelkaj speguloj. Ĝi estas interesa geometria problemaro. Estas iom malfacile trovi bonaj metodoj kaj bonaj mezuroj. La speguloj povas esti ne tre bonkvalitaj, sed certe oni volus relative kompaktaj dimensioj.
Ĝi estos konstruita laŭ la ekvatora principo, sed la unua du-dimensia bildo montras ekvatoran radion de lumo kiel horizontala. Fakte la en la bildo vertikala akso devas esti samdirekta kun la rotacia akso de planedo Tero.
Estas pli facile kaj prudente ke oni ne provu konstrui la sunhorloĝon al vintraj deklinacioj de Suno. En tiu desegnaĵo mi pensas nur pri la deklinacioj δ = 0° (printempo / aŭtuno) kaj δ = +23,5° (mezo de somero). La deklinacio povas esti iom negativa - por komenco de monato marto en printempo kaj en aŭtuno por la monato oktobro - sed la suda limo de deklinacio δ = -23,5° estas neutila en Nordo.
Fakte tri speguloj eble estus la plej bona solvo. La unua spegulo situas alte sur la tegmento de konstruaĵo. Ĝi estas ebena en 2 dimensioj kaj reflektas la lumon de Suno al la dua spegulo kiu estas pli granda kaj konkava. La dua spegulo reflektas la lumon al la tria en 2 dimensioj plata spegulo kiu lumu la tempan skalon de sunhorloĝo. Do estas la reflektita lumo de Suno, kaj ne ia ombro, kiu montras tempon en la skalo.
La Suno ja movas sur la ĉielo kaj sekve eĉ la unua spegulo ne povas esti tute ebena se ili reflektu la lumon bone al ĉiuj direktoj. En la tria dimensio devas la speguloj esti kurbaj por sekvi la ĉiutagan movon de Suno.
En ĉi tiu modelo estas la unua malgranda spegulo kurba eksteren kaj aliaj speguloj estas kurbaj interen. Eblus ankaŭ tia alternativo ke ankaŭ la unua spegulo estu kurba interen? Tiam la unua spegulo estus pli granda. Tria ebla alternativo estus la unua spegulo kurba interen, la dua spegulo kurba eksteren kaj la tria spegulo kurba interen. Tiam la dua spegulo estus pli malgranda.
Mi ne estas tute certa ĉu ĉi tiu modelo donas bonan resulton. La celo estas ke la speguloj kiel eble plej bone reflektu la lumon de Suno al la tempa skalo de sunhorloĝo tiel ke la lumo unuiĝas en certa loko de skalo, konsekvence laŭ loka hora angulo de Suno, preskaŭ sendepende de deklinacio de Suno. La tri-dimensia modelo monstru la problemon pli perobjekte.
La tuta konstruaĵo estas laŭ la ekvatora principo. Do en la geografia latitudo de Pori ĝi estu klina 61,5° al nordo. Ankaŭ la tempa skalo - kiu ne estas videbla en la apudaj bildoj - havu tiun saman klinon. La norda parto de skalo do situas iom malalte.
La strukturo estas ankoraŭ malpreta kaj montras nur la spegulojn kaj iom da trunko. Tegmento estas neevitebla. La tempa skalo nepre situu en ombro de tegmento por esti klare legebla.
Vere la konstruo kun konvena tegmento povus servi ekzemple kiel haltejo de aŭtobusoj. En la centro de tegmento tamen devas esti truo por la lumo de unua spegulo. La lumo de Suno devas trairi la tegmenton. Sur la tegmento estu sufiĉe granda fenestro kun vitro por la lumo de unua spegulo.
Skalon oni povas marki laŭ la tiel nomata "somera tempo". Dum vintro la Suno ne estas ofte videbla. Tempa skalo estus sub la tria spegulo tiel ke la lumo reflektas al la skalo. Skalo povus esti iom travidebla.
Tiu modelo montras nur la lokaj horaj anguloj ±5 horoj el meztago. Somere la vera mezo de tago en okcidenta Finnlando estas ĉirkaŭ 13:30 (laŭ la tiel nomata "somera tempo"). Do ĝi ne montras tempon dum frua somera mateno kaj malfrua somera vespero. Tia skalo do montras somere tempon proksimume el 8:30 matene ĝis 18:30 vespere, en sunbrilo. Certe eblas la limojn iom ŝanĝi laŭ bezono. La direkto de suda meridiano tamen estas esenca sine qua non -tipa postulo de sistemo.
Min iom ĝenas la problemo ĉu tiu strukturo de speguloj vere reflektas la lumon de Suno bone. La unua spegulo estas ekstera parto de rondo kaj tial ĝi reflektas lumon al multaj direktoj. Espereble ĝi reflektas sufice da lumo al la korekta direkto? Eble la unua spegulo devus esti pli granda tiel ke ĝi reflektu pli da lumo al la dua spegulo? La plejparto de lumo devus kombini en la korekta loko de tempa skalo por montri tempon.
La baza ideo de sunhorloĝo estas perfekta funkcio sen movantaj partoj. La strukturo estu tia ke ĝi mem montru la tempon, per sia nura propra ekzisto.
Eble oni bezonas fari pli kompleksan analizon por trovi la strukturon kaj la mezurojn kiuj donas pli bonan rezulton. Eble la speguloj devas esti iom diversaj. Mi tamen firme kredas ke iam eblos konstrui bonan sunhorloĝon kun speguloj.
Tia sunhorloĝo kun tegmento povas servi ankaŭ kiel ŝirmejo kontraŭ vento, pluvo kaj neĝo. Sunhorloĝoj estu amikoj de homaro!
La avantaĝo de tia strukturo estas ke ĝi povas esti tute fermita. Neniaj akraj pintoj, neniaj akutaj anguloj ekstere.
Devas tamen konfesi ke por la senriproĉa tri-dimensia analizo kaj sintezo de tia optika sistemo bezonas uzi pli profundan kaj multflankan teknikon, "3D ray-tracing". Tiu tasko iom similas certajn astronomiajn spegulajn teleskopojn (ekzemple "Schiefspiegler"), sed ni ja ne bezonas ĉi tie akurate enfokusigan optikon. Estas eĉ dezirinde ke lumo el diversaj deklinacioj trafu iom malsamajn punktojn en la skalo tiel ke oni vidas ankaŭ la sezonon en la tempa skalo de sunhorloĝo.
Internaĵo de optika sistemo eble bezonas iom da nigraj obstakloj kiuj ne detenas la deziratan funkcion de sistemo, sed blokas nedeziratajn reflektojn de lumo.
( Lumo en la bildoj de ĉi tiu tri-dimensia modelo ne estas realisma finna lumo de Suno. La Suno neniam brilas el zenito en Nordo. )
La Ambasadoro en Pori
de sendependa nacio
Mueleja Insulo