바늘을 땅 위에 세워 놓으면 왜 바늘의 그림자가 시간을 알려줄 수 있습니까?
태양의 방향이 바뀌면 바늘 끝의 그림자가 디스크를 따라 움직입니다. 먼저 평평한 표면에서 테스트한 다음 패널을 벽에 장착합니다.
해시계에는 톱니바퀴가 없지만 그림자를 통해 시간을 알 수 있습니다. 하지만 단순히 벽에 무작위로 몇 개의 표시를 그리는 것만으로는 충분하지 않습니다. 현재 위치, 벽이 어느 방향을 향하고 있는지, 디스크가 얼마나 기울어져 있는지에 따라 그림자가 떨어지는 위치가 결정됩니다.
먼저 추측해 보세요
벽이 태양으로부터 멀어지는 방향을 향하고 있습니다. 이 벽에 드리워진 그림자가 지금 시간을 알 수 있을까요?
정답과 설명 보기
할 수 없다 — 디스크 앞쪽으로 태양광이 비춰져야 합니다.
그렇다면 경험과 과학을 연결하세요
바늘과 디스크를 먼저 인식하세요.
바늘은 디스크 표면에 수직입니다. 그림의 원점은 핀이고, 이동점은 디스크 위의 바늘 끝 그림자의 위치입니다.
수직 바늘 길이 a; 바늘이 좌표의 원점이다
아침부터 오후까지 해가 가도록 놔두세요
슬라이더는 실제 태양시입니다. 태양은 12시에 지역 자오선을 넘습니다. 휴대폰에 표시되는 통일된 시간대의 시간이 아닙니다.
H = 15° × (진태양시 -12)
계절을 바꾸거나 디스크를 뒤집어 보세요
동시에 그림자는 태양의 적위와 원반 방향에 따라 변합니다. 파란색 곡선은 같은 계절의 날이고 가는 선은 서로 다른 순간에 해당합니다.
그림자는 빛의 방향과 디스크 표면의 교차점에 의해 결정됩니다.
먼저 디스크가 작동할 수 있는지 확인하세요.
태양은 수평선 위에 있어야 하며 디스크 전면을 비추어야 합니다. 극 바늘은 유한한 중심을 가질 수 없으며 강제로 만들어서는 안 됩니다.
h>0이고 Q>0이고; P=0일 때 극 바늘 중심은 정의되지 않습니다.
먼저 진태양시에서 H를 찾은 다음, 태양 방향 광선과 원반의 교차점을 찾습니다. a는 수직 바늘의 길이이고, Q는 태양이 디스크에 비치는지 여부를 결정합니다. h ≤ 0 또는 Q ≤ 0인 경우 투영된 좌표는 효과적인 태양 그림자로 간주되지 않습니다.
한번 시도해 보세요
평평한 지상 해시계를 벽형 해시계와 비교해 보세요. 특정 시간에는 태양이 디스크 뒤에 있습니다. 이때 시간을 알 수 있는 그림자를 억지로 그릴 수는 없습니다.
한번보세요 →
기호를 외울 필요가 없습니다
- D
- 표준 방위각, 남쪽 0°, 서쪽 90°, 북쪽 180°, 동쪽 270°
- z
- 정상 천정 거리; 가로 위로 0, 세로로 90
- a
- 바늘은 디스크에 수직이며 길이는 미터입니다.
- x/y
- 디스크 오른쪽과 위쪽의 그림자 좌표(미터)
- P/Q
- 극성 관계/조명 기준
알고리즘, 정확성 및 적용 범위
58장에서 모든 방향과 기울어진 디스크의 P/Q/Nx/Ny 공식, 극 바늘 중심/길이/각도, 수평선과 떠오르는 태양의 이중 기준을 실현하세요. 수평, 수직, 적도 원반은 동일한 일반 공식의 특별한 경우입니다. 북쪽을 향한 디스크가 빛에 노출되지 않을 때 수학적으로 확장된 교차점은 효과적인 그림자로 표시되지 않습니다. 원본 도서 58.a/b는 독립 샘플이며 교차 검증을 위해 3차원 광선 평면을 사용합니다. 특정 도시에서는 진태양시가 상용 표준시로 변환되지 않았습니다.
내 이해 확인
이번 강의에서 12시를 휴대폰의 12시로 바로 사용할 수 있나요?
아니요, 실제 태양시입니다. — 평균시차, 경도, 시간대 등 추가 변환이 필요합니다.
태양이 수평선에 떠 있을 때 반드시 해시계 앞부분을 비추나요?
꼭 그런건 아니고 방향에 따라 다르죠 — 디스크가 태양을 향하지 않을 수 있습니다.
이 수업의 수직 바늘은 항상 천구의 북극을 가리키나요?
불확실한 — 바늘은 디스크 표면에 수직입니다. 극축 바늘은 다른 방향에 있고 고정점과 길이는 책에서 별도로 계산됩니다.
태양의 방향이 바뀌기 때문에 그림자가 움직입니다. 시간을 알려면 위치, 디스크 방향, 시간 정의가 올바르게 계산되어야 합니다.
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 아니요. 58 장