Просмотр кода страницы Солнечные часы

{{Значения|Солнечные часы (значения)}}
[[Файл:SolarClockSolovki.jpg|мини|400x400пкс|<center>Настенные (вертикальные) солнечные часы в [[Соловецкий монастырь|Соловецком монастыре]].<br>Время съёмки — [[Полдень|солнечный полдень]] в июле (13:40 по [[Московское время|московскому времени]])</center>]]
[[Файл:Раифа 15.jpg|мини|Оригинальные солнечные часы в [[Раифский Богородицкий монастырь|Раифском Богородицком монастыре]]]]
'''Со́лнечные часы́''' — устройство для определения времени по изменению длины тени от [[гномон]]а и её движению по [[циферблат]]у. Появление этих часов связано с моментом, когда человек осознал взаимосвязь между длиной и положением солнечной тени от тех или иных предметов и положением [[Солнце|Солнца]] на небе.

Простейшие солнечные [[часы]] показывают местное истинное, а не [[Местное солнечное время|местное среднее солнечное время]], и не учитывают разницы между [[Местное время|официальным временем]] и местным солнечным временем. Пользоваться солнечными часами можно только днём при ясном небе, или при лёгкой облачности, не мешающей образованию чёткой тени. Для повышения точности солнечных часов следует учитывать поправку по [[Уравнение времени|формуле времени]].

== История ==
{{main|История солнечных часов}}

Древнейшим инструментом для определения времени служил [[Гномоника|гномон]]. Изменение длины его тени указывало время суток. О таких простейших солнечных часах упоминается в Ветхом Завете Библии ({{Библия|4Цар|20:10}}; {{Библия|Ис|38:8}}).

=== Древний Египет ===
Первое известное описание солнечных часов в [[Древний Египет|Древнем Египте]] — надпись в гробнице [[Сети I]], датируемая 1306—1290 годами до н. э. Там говорится о солнечных часах, измерявших время по длине тени и представлявших собой прямоугольную пластину с делениями. На одном конце её прикреплён невысокий брусок с длинной горизонтальной планкой, которая и отбрасывала тень. Конец пластины с планкой направлялся на восток, и по меткам на прямоугольной пластине устанавливался час дня, который в Древнем Египте определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката. После полудня конец пластины направлялся на запад. Сделанные по такому принципу инструменты также были найдены. Один из них восходит ко времени правления [[Тутмос III|Тутмоса III]]<ref name="Hodiny">{{книга |автор = Stanislav Michal |заглавие = Hodiny : Od gnómonu k atomovým hodinám |издание =2-е изд|место =Praha |издательство = Státní nakladatelství technické literatury (SNTL) |год = 1987 |страниц = 269}} Первое издание книги было переведено на русский язык: {{книга |автор = Станислав Михаль. |заглавие = Часы. От гномона до атомных часов |место = М. |издательство  = [[Знание (издательство, Москва)|Знание]] |серия=[[Переводная научно-популярная литература]]|год = 1983 |страниц = 256}}</ref>{{rp|23}} и датируется 1479—1425 годами до н. э., второй — из [[Саис]]а<ref name="Sc">{{книга|заглавие=Ancient Egyptian science|автор=Marshall Clagett|год=2004|том=2|isbn=9780871692146|ссылка=https://books.google.lt/books?id=xKKPUpDOTKAC&pg=PA83|archive-date=2014-12-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20141204124101/https://books.google.lt/books?id=xKKPUpDOTKAC&pg=PA83}}</ref>{{rp|88}} (по другим данным — из [[Файюм]]а{{sfn|Vodolazhskaya|2014|p=2}}), он датируется 1000—600 годами до н. э. Оба инструмента хранятся в [[Египетский музей и собрание папирусов|Берлинском египетском музее]], первый — под инвентарным номером 19744, второй — под номером 19743{{sfn|Vodolazhskaya|2014|p=9}}. На конце у них есть только брусок, без горизонтальной планки, а также имеется желобок для [[отвес]]а для придания устройству горизонтального положения<ref name="Sc"/>{{rp|83-88}}.

Другими двумя типами древнеегипетских часов, измерявших время по длине тени, были часы, в которых тень падала на наклонную плоскость или на ступени. Они были лишены недостатка часов с ровной поверхностью, в утренние и вечерние часы тень выходила за пределы пластины. Эти типы часов были объединены в модели из известняка, хранящейся в [[Каирский египетский музей|Каирском египетском музее]] и датируемой несколько более поздним временем, нежели часы из Саиса. С одной стороны модели — 2 наклонные плоскости со ступенями, одна из них была ориентирована на восток, другая при этом указывала на запад. До полудня тень падала на первую плоскость, постепенно опускаясь по ступеням сверху вниз, а после полудня — на вторую плоскость, постепенно поднимаясь снизу вверх, в полдень тени не было<ref name="Hodiny"/>{{rp|23}}. С другой стороны модели — 2 наклонные плоскости без ступеней, этот тип часов действовал аналогично часам со ступенями. Конкретной реализацией типа солнечных часов с наклонной плоскостью были переносные часы из Кантары, созданные около 320 года до н. э. с одной наклонной плоскостью, на которой были нанесены деления, и отвесом. Плоскость ориентировалась на Солнце<ref name="Sc"/>{{rp|91-94}}.

В 2013 году учёные [[Базельский университет|Базельского университета]] сообщили о находке солнечных часов, предположительно вертикальных, возрастом в 3,3 тысячи лет, нарисованных на [[остракон]]е [[известняк]]а. Они были обнаружены в [[Долина Царей|Долине царей]] возле жилища рабочих между гробницами [[KV29]] и [[KV61]]<ref>{{Cite web |url=http://www.interfax.ru/world/news.asp?id=295613 |title=В Египте обнаружены древние солнечные часы |access-date=2013-03-16 |archive-date=2013-03-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130316114332/http://interfax.ru/world/news.asp?id=295613 |deadlink=no }}</ref><ref>{{статья |заглавие=Eine ramessidische Sonnenuhr im Tal der Könige |издание=Zeitschrift für Ägyptische Sprache und Altertumskunde |том=96 |номер=1 |страницы=3—14 |doi=10.1515/zaes-2014-0001 |язык=de |автор=Bickel S., Gautschy R. |год=2014}}</ref>.
<gallery heights="120px" widths="270px" class="center">
Cadran-solaire-borchardt.jpg|Реконструкция солнечных часов по описанию из гробницы [[Сети I]]
Cadran-solaire-thoutmosis.jpg|Солнечные часы из [[Саис]]а<ref name="Sc"/>{{rp|88}} (или [[Файюм]]а), 1000—600 гг. до н.э.{{sfn|Vodolazhskaya|2014|p=2}}
Ägyptische treppenuhr Inv. 33401.jpg|Модель солнечных часов из Каирского египетского музея
Cadran-portable-borchardt.jpg|Рисунок часов с наклонной плоскостью, примерно так выглядели часы из Кантары
</gallery>

=== Древний Китай ===
[[Файл:Beijing sundial.jpg|мини|слева|Экваториальные солнечные часы в [[Запретный город|Запретном городе]]]]
Первое упоминание о солнечных часах в Китае, вероятно, задача о [[гномон]]е, приводимая в древнем китайском задачнике «[[Чжоу би суань цзин]]», составленном около 1100 года до н. э.<ref name="Hodiny" />{{rp|21}} В эпоху [[Чжоу (династия)|Чжоу]] в Китае применялись экваториальные солнечные часы в виде каменного диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору и пронизывающего его в центре стержня, устанавливаемого параллельно [[земная ось|земной оси]]. В эпоху [[Цин (династия)|Цин]] в Китае изготавливали портативные солнечные часы с [[компас]]ом: либо экваториальные — опять-таки со стержнем в центре диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору, либо горизонтальные — с нитью в роли гномона над горизонтальным циферблатом<ref>{{книга |ответственный = Редакторы тома М. Л. Титаренко, А. И. Кобзев, В. Е. Еремеев, А. Е. Лукьянов |заглавие = [[Духовная культура Китая (энциклопедия)|Духовная культура Китая]] |место = М. |издательство = Восточная литература |том = 5. Наука, техническая и военная мысль, здравоохранение и образование |год = 2009 |страниц = 1087 |isbn=9785020363816}}</ref>{{rp|114}}.

=== Древняя Греция и Древний Рим ===
[[Файл:Skafis.png|мини|Скафис — солнечные часы древних. На сфероидальной выемке нанесены линии часов. Тень бросал горизонтальный или вертикальный прут, или шарик в центре инструмента]]
По рассказу [[Витрувий|Витрувия]], вавилонский астроном [[Берос]], поселившийся в VI веке до н. э. на острове Косе, познакомил греков с вавилонскими солнечными часами, имевшими форму сферической чаши, так называемым «скафисом». Эти солнечные часы были усовершенствованы [[Анаксимандр]]ом и [[Анаксимен]]ом. В середине XVIII столетия при раскопках в [[Италия|Италии]] нашли именно такой инструмент, какой описан у Витрувия. Древние греки и римляне, как и египтяне, делили промежуток времени от восхода до заката Солнца на 12 часов, и поэтому их час (как мера времени) был различной длины в зависимости от времени года<ref>{{книга|автор=Шухардин С. В., Ламан Н. К., Фёдоров А. С.|часть=Применение приборов|заглавие=Техника в её историческом развитии. От появления ручных орудий труда до становления техники машинно-фабричного производства|место=М.|издательство=[[Наука (издательство)|Наука]]|год=1979|ссылка=http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000055/st029.shtml|archive-date=2010-11-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20101112220202/http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000055/st029.shtml}}</ref>. Поверхность выемки в солнечных часах и «часовые» линии на них подбирались так, чтобы конец тени прута указывал час. Угол, под которым срезана верхняя часть камня, зависит от широты места, для которого изготовлены часы. Последующие геометры и астрономы ([[Евдокс Книдский|Евдокс]], [[Аполлоний Пергский|Аполлоний]], [[Аристарх Самосский|Аристарх]]) придумывали разнообразные формы солнечных часов. Сохранились описания таких инструментов, носивших самые странные названия сообразно их виду. Иногда [[гномон]], отбрасывающий тень, располагался параллельно оси земли.

Из Греции солнечные часы достигли [[Рим]]а. В 293 году до н. э. [[Луций Папирий Курсор (консул 293 года до н. э.)|Папирий Курсор]] велел соорудить солнечные часы в храме [[Квиринал]], а в 263 году до н. э. другой консул, [[Маний Валерий Максим Корвин Мессала|Валерий Мессала]], привёз солнечные часы из [[Сицилия|Сицилии]]. Устроенные для более южной широты, они показывали час неверно. Для широты Рима первые часы устроены в 164 году до н. э. [[Квинт Марций Филипп (консул 186 года до н. э.)|Марцием Филиппом]]<ref name="Hodiny"/>{{rp|24}}. Солнечные часы встречались на всей территории Римской империи, в частности, при виллах, причём как в Риме, так и в провинции{{sfn|Пипуныров|1982|с=52}}. Одними из самых известных портативных солнечных часов являются часы в виде свиного [[окорок]]а{{sfn|Пипуныров|1982|с=52}}, найденные 11 июня 1755 года<ref>{{книга|заглавие=Le pitture antiche d'Ercolano e contorni|место=[[Неаполь|Napoli]]|год=1762|издательство=Nella Regia Stamperia|volume=3|pages=V|ссылка=https://digi.ub.uni-heidelberg.de/diglit/ercolano1762bd3|archive-date=2019-05-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20190512144604/https://digi.ub.uni-heidelberg.de/diglit/ercolano1762bd3}}</ref> при раскопках [[Геркуланум]]а и относящиеся к концу I века н. э. Они хранятся в [[Национальный археологический музей Неаполя|Национальном археологическом музее Неаполя]] под инвентарным номером 25494<ref>{{книга|ссылка=http://books.google.com/books?id=ROs9DwAAQBAJ&pg=PA83|pages=83,85|автор=James Evans|заглавие=Time and Cosmos in Greco-Roman Antiquity|год=2016|издательство=Princeton University Press}}</ref>.

Солнечные часы применялись в [[Древнегреческие колонии Северного Причерноморья|древнегреческих колониях Северного Причерноморья]]. 4 экземпляра часов, найденных на городищах [[Пантикапей]] и [[Китей]], хранится в [[Керченский историко-археологический музей|Керченском музее]].

=== Древняя Русь и Россия ===
[[Файл:Milepost in SPB (img1).jpg|мини|200px|слева|Вертикальные солнечные часы на «мраморной пирамиде» на углу набережной Фонтанки и Московского проспекта, Санкт-Петербург]]
В древнерусских [[Летопись|летописях]] часто указывался час какого-то события, это наводило на мысль, что в то время на Руси уже использовались определённые инструменты или объекты для измерения времени по крайней мере днём. Черниговский художник Георгий Петраш обратил внимание на закономерности в освещении [[Солнце]]м ниш северо-западной башни [[Спасо-Преображенский собор (Чернигов)|Спасо-Преображенского собора в Чернигове]] и на странный узор («меандры») над ними. На основании более подробного их изучения он высказал предположение, что башня представляет собой солнечные часы, в которых час дня определяется освещением соответствующей ниши, а меандры служат для определения пятиминутного интервала<ref>{{Cite web |url=http://www.gorod.cn.ua/news_14901.html |title=В Чернигове сохранились солнечные часы древнего города (фото) |access-date=2011-09-20 |archive-date=2011-08-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110815051754/http://www.gorod.cn.ua/news_14901.html |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://rusarch.ru/shevchenko1.htm |title=Ю. Ю. Шевченко, Т. Г. Богомазова «Древнейший сохранившийся христианский храм Руси» |access-date=2011-09-20 |archive-date=2010-09-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100925180609/http://www.rusarch.ru/shevchenko1.htm |deadlink=no }}</ref>. Подобные особенности были отмечены и у других храмов Чернигова, и был сделан вывод, что солнечные часы в Древней Руси применяли ещё в XI веке<ref name="IAI_15">{{статья|автор=В. Ю. Матвеев|заглавие=Солнечные часы 1556 г. из собрания Эрмитажа|издание=[[Историко-астрономические исследования]]|выпуск=XV|место=М.|издательство=[[Наука (издательство)|Наука]]|год=1980|страницы=177—180|ссылка=http://naturalhistory.narod.ru/Hronolog/IAI/IAI_15/Iai_Ogl.htm|archivedate=2010-09-06|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100906110819/http://naturalhistory.narod.ru/Hronolog/IAI/IAI_15/Iai_Ogl.htm}}</ref>.

В XVI веке в России появились западноевропейские портативные солнечные часы. На 1980 год в советских музеях было семь таких часов. Самые ранние из них относятся к 1556 году и хранятся в [[Эрмитаж]]е, они были предназначены для ношения на шее и представляют собой горизонтальные солнечные часы с секторным [[гномон]]ом для указания времени, [[компас]]ом для ориентации часов в направлении север—юг и [[отвес]]ом на гномоне для придания часам горизонтального положения. Все эти элементы установлены на плате, которая может отклоняться от горизонтального положения, обеспечивая возможность использования часов не на одной, а в интервале [[географическая широта|широт]]: 47—57 градусов<ref name="IAI_15"/>. Ещё одни портативные русские солнечные часы XVII века хранятся в [[Государственный исторический музей|Государственном историческом музее]]<ref name=catalogue>[https://catalog.shm.ru/entity/OBJECT/6209?query=40707%2F%D0%94%20IV%201639&index=0 Часы, конец XVII (инвентарный номер Д-IV-1639)] {{Wayback|url=https://catalog.shm.ru/entity/OBJECT/6209?query=40707%2F%D0%94%20IV%201639&index=0 |date=20230422121308 }} — на сайте [[Государственный исторический музей|Государственного исторического музея]]</ref>. Они используют русское времяисчисление, содержат [[цифирь]] и таблицу продолжительности дня и ночи для различных месяцев года<ref name=article>{{статья|автор=Майстров Л. Е.|заглавие=Старинный прибор для определения продолжительности дня и ночи|издание=[[Земля и Вселенная]]|номер=4|год=1965|страницы=81—83}} Следует заметить, что помимо подробного описания прибора в этой статье пишется, что это не солнечные часы.</ref>. Шкала с записью цифирью чисел от 1 до 9 на оборотной стороне этого прибора<ref name=article/> позволяет предположить, что это часовые деления и прибор использовался в качестве солнечных часов.

Во время царствования [[Анна Иоанновна|Анны Иоанновны]], 23 августа 1739 года вышел сенатский указ<ref>Текст указа: {{книга|заглавие=Полное собрание законов Российской Империи, с 1649 года|том=X. 1737—1739|год=1830|страницы=880—881|ссылка=http://books.google.com/books?id=z7VFAAAAcAAJ&pg=PA880|archive-date=2014-07-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20140725021551/http://books.google.com/books?id=z7VFAAAAcAAJ&pg=PA880}}</ref>, в соответствии с которым на дороге из [[Санкт-Петербург]]а в [[Петергоф]] устанавливались деревянные верстовые столбы-обелиски, в 1744 году был издан указ о столблении дороги из Санкт-Петербурга в [[Царское Село]]. Вместо верстовых столбов-обелисков впоследствии поставили «мраморные пирамиды» с оформлением по работам [[Ринальди, Антонио|Антонио Ринальди]]. Некоторые из них имели солнечные часы, и путник мог узнать по ним расстояние и время. «Мраморные пирамиды» с солнечными часами сохранились в следующих местах: в Санкт-Петербурге на углу [[Набережная реки Фонтанки|набережной реки Фонтанки]] и [[Московский проспект (Санкт-Петербург)|Московского проспекта]] (отмечающий одну [[верста|версту]] от здания Почтамта) и в [[Пушкин (город)|Пушкине]] у Орловских ворот<ref>{{книга|автор=Радченко Б.Г.|заглавие=Часы Ленинграда|часть=Тень измеряет время|год=1975|место=Л.|издательство=[[Лениздат]]|страницы=59—69}}</ref>{{rp|60-62}}, расположенных на южной границе [[Екатерининский парк (Царское Село)|Екатерининского парка]]. На «мраморной пирамиде» у Орловских ворот указана дата установки — 1775 год<ref>{{Cite web |url=http://tsarselo.ru/content/0/yenciklopedija-carskogo-sela/adresa/peterburgskoe-shosse-carskoselskaja-perspektiva-verstovye-stolby.html |title=Петербургское шоссе. Царскосельская перспектива. Верстовые столбы |access-date=2014-07-07 |archive-date=2014-07-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140714230130/http://tsarselo.ru/content/0/yenciklopedija-carskogo-sela/adresa/peterburgskoe-shosse-carskoselskaja-perspektiva-verstovye-stolby.html |deadlink=no }}</ref>.

=== Средние века ===
[[Файл:Zvartnoc 2015 juj pic 142.JPG|мини|Солнечные часы. 640—650 годы, [[Звартноц]], [[Армения]]. Музейный экспонат]]
Арабские астрономы ([[Сабит ибн Корра]], [[Ибн аш-Шатир]], [[Ибн Юнис, Абу-л-Хасан|Абу-л-Хасан ибн Юнис]]) оставили обширные трактаты по [[гномоника|гномонике]], или искусству строить солнечные часы. Основанием служили правила тригонометрии. Кроме «часовых» линий, на поверхности арабских часов наносилось ещё направление к [[Мекка|Мекке]], так называемая [[кибла]]. Особенно важным считался момент дня, когда конец тени вертикально поставленного [[гномон]]а приходился на линию киблы.

С введением равных часов дня и ночи (не зависящих от времени года) задача гномоники значительно упростилась: вместо того, чтобы замечать место конца тени на сложных кривых, стало достаточно замечать направление тени. Если штифт расположен по направлению земной оси, то тень его лежит в плоскости часового круга солнца, а угол между этой плоскостью и плоскостью [[меридиан]]а есть часовой угол Солнца или истинное время. Остаётся только находить пересечение последовательных плоскостей с поверхностью «циферблата» часов. Чаще всего это была плоскость, перпендикулярная штифту, то есть параллельная [[Небесная сфера|небесному экватору]] (экваториальные, или равноденственные часы); на ней направление тени изменяется на 15° за каждый час. При всех других положениях плоскости циферблата углы, образуемые на ней направлением тени с линией полудня, не растут равномерно.

Гномоника занималась составлением правил нахождения различных положений тени на этих поверхностях. Солнечные часы, как уже сказано, дают не среднее, но истинное солнечное время. Одной из специальных задач гномоники было строить кривую на циферблате солнечных часов, которая указывала бы «средний» полдень в различное время года. В средневековой Европе гномоникой занимались: [[Апиан, Петер|Апиан]], [[Дюрер, Альбрехт|Альбрехт Дюрер]], [[Кирхер]]. Живший в начале XVI в. [[Мюнстер, Себастиан|Мюнстер]] был признан «отцом гномоники».
[[Файл:EquatorealSundialFig.svg|мини|слева|220px|Экваториальные солнечные часы для Северного полушария]]

== Типы солнечных часов ==
Различают солнечные часы экваториальные, горизонтальные, вертикальные (если плоскость циферблата вертикальна и направлена с запада на восток), утренние или вечерние (плоскость вертикальна, с севера на юг). Строились также конические, шаровые, цилиндрические солнечные часы. Существуют также солнечные часы в которых время определяется положением на шкале солнечного зайчика, а не тени гномона. Солнечный зайчик, в свою очередь, может быть от луча из отверстия или отраженным от зеркала.

=== Экваториальные ===
Экваториальные солнечные часы состоят из кадрана (плоскость с часовыми делениями) и гномона. Часовые деления на кадран наносятся через равные угловые промежутки, как на циферблате обыкновенных часов, а гномон обычно представляет собой металлический стержень, устанавливаемый на кадране перпендикулярно его поверхности. Затем кадран ориентируется в горизонтальной плоскости так, чтобы прямая, соединяющая основание гномона и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно [[полуденная линия|полуденной линии]] в сторону юга — для [[Северное полушарие|Северного полушария]], или в сторону севера — для Южного полушария, и наклоняется относительно плоскости горизонта, соответственно, в сторону севера или сторону юга на угол α=90°-φ, где φ — [[географическая широта]] места установки солнечных часов<ref name="NiZ92">{{статья|автор=Моисеев А. |заглавие=Солнечные часы в вашем саду |издание=[[Наука и жизнь]] |год=1992 |номер=9 |страницы=65—66 |язык=ru}}</ref>. Кадран будет параллелен [[небесный экватор|небесному экватору]] (отсюда — название этого типа солнечных часов), а поскольку [[небесная сфера]] в течение дня вращается равномерно, то и тень от гномона за любой час дня будет описывать равные углы (поэтому часовые деления и проводятся так же, как на циферблате обычных часов).

[[Файл:Sundial in Supreme Court Gardens, Perth.jpg|мини|300px|Горизонтальные солнечные часы в городе [[Перт (Австралия)|Перт]], Австралия, с характерными для [[Южное полушарие|Южного полушария]] особенностями: тень в полдень — на юге, а Солнце — на севере; видимый путь Солнца по небосводу проходит справа налево, поэтому нумерация часов идёт против часовой стрелки]]
Равные угловые промежутки между соседними часовыми делениями (t=15°, как на циферблате [[24-часовые часы|24-часовых часов]]) и перпендикулярность гномона кадрану являются основными преимуществами экваториальных солнечных часов над горизонтальными и вертикальными. Главный недостаток экваториальных солнечных часов — то, что они, в отличие от горизонтальных, будут работать только от дня [[весеннее равноденствие|весеннего равноденствия]] до дня [[осеннее равноденствие|осеннего равноденствия]] (в Северном полушарии весеннее равноденствие — в марте, осеннее — в сентябре, в Южном полушарии весеннее равноденствие — в сентябре<ref>{{ref-en}} [http://www.sydneyobservatory.com.au/2008/spring-equinox-2008-and-a-basic-primer-on-the-seasons/ Статья о весеннем равноденствии 2008 года] {{Wayback|url=http://www.sydneyobservatory.com.au/2008/spring-equinox-2008-and-a-basic-primer-on-the-seasons/ |date=20151126175414 }} на сайте Сиднейской обсерватории</ref>, осеннее — в марте). В остальную часть года они работать не будут, поскольку Солнце будет находиться по другую сторону от плоскости небесного экватора, и вся верхняя поверхность кадрана будет в тени<ref name="NiZ92"/>. Конечно, этот недостаток можно устранить, если сделать кадран в виде пластины, нанести часовые деления и на верхнюю, и на нижнюю поверхность, а гномон продолжить под пластину, но и тогда в дни, близкие к дню весеннего или осеннего равноденствия солнечные часы не будут работать — Солнце будет светить на пластину не сверху и не снизу, а сбоку.

=== Горизонтальные ===
Горизонтальные солнечные часы, так же, как и экваториальные, состоят из кадрана и гномона. Однако в данном случае кадран устанавливается параллельно плоскости горизонта. Чаще всего гномон представляет собой треугольник, перпендикулярный плоскости кадрана, а одна из его сторон наклонена к ней на угол, равный географической широте места установки часов<ref>{{статья|автор=Транковский С. |заглавие=Солнечные часы |издание=[[Наука и жизнь]] |год=1983 |номер=8 |страницы=133—135}}</ref>. Линия пересечения гномона и кадрана направляется параллельно полуденной линии — линии, вдоль которой в данном месте направлена тень вертикального стержня в [[истинный полдень]].

Если обозначить географическую широту места установки часов через φ, количество часов до полудня (после полудня) через m, то угол между полуденной линией и соответствующим часовым делением на часах α можно определить по формуле

: <math>\operatorname{tg} \alpha=\sin\varphi\cdot\operatorname{tg} (15^{\circ}\cdot m)</math>

{{Hider|
  title = Вывод формулы |
  hidden = 1 |
  title-style = text-align: left; |
  content-style = text-align: left; |
  content =
[[Файл:Horizontal sundial diagram.svg|мини|слева|350px|Рисунок к выводу формулы угла наклона часовых делений солнечных часов к полуденной линии]]
Для определённости будем считать, что часы устанавливаются в средних широтах северного полушария. На рисунке показана небесная сфера с центром в точке O. Плоскость горизонта обозначена NESW, NS — полуденная линия, Z — зенит, Z' — надир, PL — ось мира, ZNZ'S — плоскость небесного меридиана. Как известно, угол наклона оси мира к плоскости горизонта равен географической широте места наблюдения (обозначена буквой φ на рисунке), поэтому сторона OP гномона солнечных часов, обозначенного на рисунке TPO, показана совпадающей с осью мира. Угол между полуденной линией и краем тени от гномона, который нам нужно найти, обозначен α. Через t обозначен угол между кругом склонения Солнца PBL и плоскостью небесного меридиана. Положение Солнца опять-таки для определённости показано до полудня.

Таким образом, на рисунке имеем [[сферический треугольник]] PNB. Заметим, что плоскость небесного меридиана перпендикулярна к плоскости горизонта, то есть угол PNB — прямой, поэтому наш сферический треугольник — прямоугольный. Для определения любого элемента прямоугольного сферического треугольника достаточно знать любые два других его элемента. В сферическом треугольнике PNB известны сторона φ и угол t, надо найти сторону α. По [[Мнемоническое правило Непера|мнемоническому правилу Непера]] имеем:

:<math>\cos(90^{\circ}-\varphi)=\operatorname{ctg} t\cdot\operatorname{ctg}(90^{\circ}-\alpha)</math>

Отсюда

:<math>\operatorname{tg}\alpha=\sin\varphi\cdot\operatorname{tg} t</math>

Остаётся заметить, что

:<math>t=\frac{360^{\circ}}{24}\cdot m=15^{\circ}\cdot m</math>

}}

=== Вертикальные ===
Вертикальные солнечные часы обычно размещают на стенах зданий и различных строений. Поэтому их кадран вертикален — перпендикулярен плоскости горизонта, но может быть повёрнут в различные стороны. От стороны, в которую повёрнут кадран, зависит расположение часовых делений на кадране. Симметричными относительно полуденного деления они будут лишь при кадране, обращённом строго на [[юг]] (географический, не магнитный!) — <!-- Важно учитывать, что тропики — «серая зона неуверенности», так как в ряде случаев — к примеру, на младших градусах северной широты в июне — тень будет отброшена в северном направлении. -->, или на север — в южном полушарии, иными словами — при кадране, перпендикулярном полуденной линии. Для так направленного кадрана гномон должен лежать в плоскости небесного меридиана, иными словами — быть перпендикулярным как плоскости кадрана, так и плоскости горизонта, а одна из его сторон должна быть параллельной земной оси, откуда следует, что она должна составлять с плоскостью кадрана угол, равный 90°-φ, где φ — широта места установки<ref name="Hodiny"/>{{rp|26}}. Формула для угла наклона часовых линий к полуденному делению выводится аналогично горизонтальным часам — из рассмотрения прямоугольного сферического треугольника, образованного кругом склонения Солнца, плоскостью кадрана и плоскостью небесного меридиана. Она имеет вид<ref name="GSE">{{публикация|книга|часть=Солнечные часы|заглавие=[[Большая Советская Энциклопедия]]|издание=3-е изд|год=1976|том=24, кн. I : Собаки — Струна|ответственный=гл. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохоров]]|место=М.|издательство=[[Советская Энциклопедия]]|страницы=148|тираж=631000}}</ref>:

: <math>\operatorname{tg} \alpha=\cos\varphi\cdot\operatorname{tg} t=\cos\varphi\cdot\operatorname{tg} (15^{\circ}\cdot m)</math>,

где φ — широта места установки часов, m количество часов до полудня (после полудня) через, α — угол между полуденным делением и соответствующим часовым делением, t — угол между кругом склонения Солнца и плоскостью небесного меридиана.

В [[Московский планетарий|Московском планетарии]] установлены [http://www.planetarium-moscow.ru/in-the-planetarium/park_neba/about_sky_park/detail.php?ID=1319 вертикальные солнечные часы]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}, показывающие время и дату.

== Солнечные часы в филателии ==
Солнечным часам в [[Санто-Доминго]], установленным в 1753 году была посвящена серия почтовых марок [[Доминиканская республика|Доминиканской республики]] 1931—1933 годах. {{Скотт|C10—C17}}<ref>[http://www.spaceandastronomystamps.com/dom.xhtml Space & Astronomy Stamps — Dominican Republic (República Dominicana)<!-- Заголовок добавлен ботом -->]{{Недоступная ссылка|date=Декабрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Различным старинным настольным солнечным часам посвящены четыре из шести марок серии, посвящённой экспонатам [[Физико-математический салон|Государственного физико-математического салона]] в [[Дрезден]]е, выпущенной в 1983 году в [[ГДР]] {{Скотт|2345—2348}}. Солнечные часы в [[Запретный город|музее Гугун]] вместе с мотивом [[флаг КНР|государственного флага КНР]] изображены на почтовой марке [[КНР]] 2001 года из серии «Начало нового тысячелетия — вступление в XXI век» {{Скотт|3082}}<ref>{{книга|заглавие=中华人民共和国邮票目录。2013|ответственный=《集邮》杂志社编|место=[[Пекин|北京]]|год=2013|издательство=人民邮电出版社|язык=zh|isbn=978-7-115-32332-3|страницы=140}}</ref><ref>{{cite web|title=跟着邮票游故宫之建筑篇（附带《国家宝藏》最新消息）|publisher=kknews|accessdate=2020-12-12|lang=zh|url=https://kknews.cc/zh-my/collect/9n4evo5.html|date=2018-10-10}}</ref><ref>{{cite web|title=China's Rejuvenation|publisher=Colnect|accessdate=2020-12-12|url=https://colnect.com/en/stamps/stamp/180976-Chinas_Rejuvenation-Millenium-China_Peoples_Republic}}</ref>.


== Интересные факты ==
* Если вылететь на самолёте в [[истинный полдень]] и лететь по [[параллель|параллели]] на запад так же быстро, как [[Суточное вращение Земли|вращается Земля]] (то есть со скоростью точек земной поверхности на этой параллели)<ref>Эта скорость приближённо равна длине параллели, делённой на 24 часа (высоту самолёта, если она несколько километров, как и несферичность Земли, в грубом приближении можно не учитывать), например, для широты 55 градусов это
<math>\tfrac{2\pi\cdot 6370\cdot\cos 55^\circ}{24}\approx 960</math> км/ч</ref>, то солнечные часы, установленные на самолёте (как горизонтальные, так и вертикальные, экваториальные) всегда будут показывать полдень. Однако, при пересечении [[Линия перемены даты|линии перемены дат]] нужно будет прибавлять один день<ref>{{книга|автор=Семен Бронников|заглавие=История часов. Эволюция от солнечных до водородных|издательство=Litres|год=2022|isbn=9785041491154}}</ref>.

{{Навигация}}
{{-}}

== См. также ==
* [[Ноктурлабиум]]
* [[Гномон]]
* [[Аналемматические солнечные часы]]
* [[Секстант]]
* [[Уравнение времени]]
* [[MarsDial]]

== Примечания ==
{{Примечания}}

== Литература ==
* ''Дмитриев В.И.''; Прогулка по солнечным часам Санкт-Петербурга // История Петербурга. 2011. № 5. С. 67—73.
* ''Дмитриев В. И.'' Солнечные часы несолнечного города // История Петербурга. — 2022. — № 2 (86). — С. 47-56.
* ''Дмитриев В. И.'' Солнечные часы в садах и парках: история и современность // A maximus ad minima. Малые формы в историческом ландшафте. Сборник статей по материалам научно-практической конференции. — СПб., 2017. — С. 248—252.
* ''Йович М., Родич Д.'' Интерактивные солнечные часы на основе IOT // Труды XXIII научной конференции по радиофизике, посвященной 100-летию со дня рождения Н. А. Железцова. — Нижний Новгород: Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского. 2019. — С. 566—568.
* ''Кинг Р.'' Узнай, где север, по часам: часы, солнечные часы и компасы из янтаря // Коллекция в пространстве культуры. Материалы международной конференции. -Калининград, 2018. — С. 57-70.
* ''Лупанова Е. М.'' «Солнечные часы суть вещь преполезная…» Портативные солнечные часы российского производства в МАЭ РАН // Россия XXI. — 2019. — № 4. — С. 24-39.
* ''Лупанова Е. М.'' Переносные солнечные часы XVIII в. европейского производства в коллекциях МАЭ РАН (Кунсткамера) // Россия XXI. — 2019. — № 6. — С. 64-91.
* ''Никоненко Е. Ю., Черемнова А. Н.'' Солнечные часы как элемент ландшафтного дизайна // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения. Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. — Новокузнецк, 2009. — С. 8-14.
* {{книга|автор=Пипуныров В. Н.|заглавие=История часов с древнейших времен до наших дней|ответственный=[[Академия наук СССР]], [[Институт истории естествознания и техники]], отв. ред. Л. Е. Майстров|издательство=[[Наука (издательство)|Наука]]|место=М.|год=1982|тираж=25000|ref=Пипуныров}}
* {{ВТ-ЭСБЕ+|Часы|[[Серафимов, Василий Васильевич|Серафимов В. В.]], [[Лермантов, Владимир Владимирович|Лермантов В. В.]]}}
* ''Шестаков С. А''. Солнечные часы из Керченского музея // Боспорские исследования. Вып. IX. Симферополь — Керчь. 2005. С.360 — 373.
* {{статья|автор=Vodolazhskaya, L.N.; Larenok, P.A.; Nevsky, M.Yu.|заглавие=Ancient astronomical instrument from Srubna burial of kurgan field Tavriya-1 (Northern Black Sea Coast)|издание=Archaeoastronomy and Ancient Technologies|тип=|год=2014|том=2|выпуск=|номер=2|страницы=31—53|issn=2310-2144|ссылка=https://aaatec.org/documents/article/vl5.pdf|ref=Vodolazhskaya, Larenok, Nevsky}}
* {{статья|автор=Vodolazhskaya, L.N.|заглавие=Reconstruction of ancient Egyptian sundials|издание=Archaeoastronomy and Ancient Technologies|год=2014|том=2|выпуск=|номер=2|страницы=1—18|issn=2310-2144|ссылка=https://aaatec.org/documents/article/vl4.pdf|ref=Vodolazhskaya}}

== Ссылки ==
* [http://www.panoramio.com/photo/31424777 Часы в Лимасоле]{{Недоступная ссылка|date=Декабрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}
* [http://www.math.nus.edu.sg/aslaksen/projects/sundials/ The Mathematics of Sundials]{{Недоступная ссылка|date=Декабрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}{{ref-en}}
* [http://www.muslimheritage.com/topics/default.cfm?TaxonomyTypeID=18&TaxonomySubTypeID=107&TaxonomyThirdLevelID=261&ArticleID=942  Principle and Use of Ottoman Sundials, Atilla Bir]{{ref-en}}

{{ВС}}
{{-}}

{{Часы}}
{{Единицы измерения и стандарты времени}}
{{Усадебные парковые постройки}}

[[Категория:Солнечные часы|*]]
[[Категория:История астрономии]]