Pontos idő meghatározása napórával

Pontos idő meghatározása napórával

Napóra

A pontos idő meghatározására őseink a napórát használták. Amikor azt halljuk, hogy napóra, azt gondolnánk, hogy pár száz éve találták fel! Ez a tévképzet hamis! Ugyanis a napóra Kr.e. 5-ik évezredre vezethető vissza. Így nyugodtan kijelenthetjük, hogy a napóra technológiája, már több mint 7ezer éves. Gondolom, most sokan megdöbbennek ezen, de a pontos idő meghatározására a múltban is nagy volt az igény!

Milyen napórák léteznek?

• A legősibb napóra az úgynevezett gnómon. Ez a lehető legegyszerűbb napóra. Egy egyenes bot, vagy obeliszk a földbe egyenesen leszúrva. Az árnyék vetülete a sík terepen mutatja az időt. A szó eredete: gnomon – árnyékvetőt jelent. 

• Létezett az „L” alakú napóra is, mely egy fektetett L betűre hasonlított, Kr.e. 1479 és 1425 között. Természetesen az egyszerűbb napórák, csak a helyi időt voltak képesek mutatni. Nem volt ez alól kivétel az „L” alakú napóra sem.

• Skaphos, azaz kehely napóra az 1-2. századi Rómából. Negyed gömbcikk alakú napóra, a gömbcikk felső részén egy bemetszéssel. A belső felületére vésték az órajeleket, illetve a téli és nyári napfordulók jelzéseit. Továbbá megjelenítette a nap-éj egyenlőséget is. Rómában a piactereken és a köztereken volt elhelyezve, hogy mindenki számára mutassa a pontos időt. 

• Távol keleti napórák (Kína). A kínaiak olyan régen használnak függőleges árnyékvetőt, vagy mutatót a napfordulók mérésére, hogy az első alkalmazása az nehezen beazonosítható. Az órák alapja a csillagászat és a matematika, ahol a kínaik, igen kiemelkedőek voltak. Így az ő napóráik, voltak a világon a legpontosabbak. A kínai napórák egyik legismertebb darabja a Ming korszakból származik XIV-XVI. századból egy aranyozott bronz ekvatoriális (egyenlítői) napóra, mely egy szárnyas oroszlánt ábrázol. A rajta lévő korong, az egyenlítő síkjával párhuzamos, közepén található egy tüske, melynek árnyék vetülete mutatja a pontos időt.

• Az iszlám tudósok (arabok) is magas szinten művelték a gnomonika tudományát, sok ismeret az ő közvetítésükkel jutott a középkori Európába. Az iszlám vallásnak megfelelően a különböző imaidőkhöz való hozzákészülést jelezték a számlapon, nem pedig a pontos időt. 

A napóra működése

Hogyan működik a napóra? A Nap körül kering a Föld a keringési pályasíkhoz képest, van egy 66,5 fokos dőlésszöge a forgástengelyének. Ebből következik az évszakok váltakozása, illetve nem egyenletes sebességgel kerüli meg a Napot, így néha zavar keletkezik a napóra leolvasásánál, de ennek korrigálására különféle megoldások léteznek. 

Tudjuk, hogy a Föld naponta egyet fordul a tengelye körül, tehát a hosszúsági körök 15 fokonként egy órát jelentenek. A 80-as évektől már zónaidőkről is beszélhetünk. A zóna középvonalánál mért helyi valós idő az, ami az egész zónára, mint zónaidő vonatkozik. Mivel a Föld forgástengelye 66,5 fokkal dől a keringési síkhoz képest  – ahogy azt már ez előzőekben is említettem – így megkülönböztetünk nyári –és téli időszámítást. Ahhoz, hogy a napóránk rendesen mutassa a pontos időt, figyelembe kell vegyük, a nyári –és téli időszámítást is. Továbbá, arra is figyelnünk kell, hogy a forgástengelyre mindig párhuzamosan vetüljön az árnyék. Nap-éj egyenlőség idején (március, szeptember), akkor kel pontosan keleten és nyugszik nyugaton a Nap. A napi pályáját, ahogy bejárja a Nap, azzal pont ellenkező irányba mozog az árnyéka (vetülete). Ennek a folyamatnak a megfigyelése tette lehetővé, hogy használjuk a napórát. 

Milyen napórát lehet készíteni?

Három alapvető típus közül lehet választani, a többi az ezek továbbfejlesztése, vagy kombinációja. Mind alkalmas a pontos idő meghatározására. 

• Egyenlítői (ekvatoriális) napóra 
• Vízszintes (horizontális) napóra
• Függőleges (vertikális) napóra

A legegyszerűbb az egyenlítői (ekvatoriális) napóra elkészítése. A számsor, vagy számlap, egy lemez ív, ami a földi egyenlítővel párhuzamos. Erre a lemezívre merőlegesen van az árnyékvető, mely többnyire egy nyíl formájú pálca. Ennek a pálcának az árnyéka vetül a lemezívre, így mutatva a pontos időt. Az egész órákat 15 fokonként lehet bejelölni, majd ezek osztásával a fél –és negyed órákat. Nagyon pontos időmérő eszköz. A téli és a nyári időszámítás jelölésére a lemezív két egymással szemben lévő térfele szolgál. Természetesen akkor, ha a lemezív egy korong alakú. Nagy előnye, hogy egész év folyamán használható, nem csak a nyári időszámításnál. A legegyszerűbb ilyen jellegű napóra, mely lovaskocsi kerekéből készül. Az árnyékvető a szekér kerekének a tengelye (meghosszabbítva), az óra lapja a kerék karimája. Azon túlmenően, hogy mutatja a pontos időt, a kertünk dísze is lehet!   

Egyenlítői - ekvatoriális napóra

A vízszintes (horizontális) napóra jellemzője, hogy a számlapja vízszintes, innen ered az elnevezése is. Az árnyékvető a pólus felé mutat északi irányba, és itt is alkalmazható a 15 fokos szögosztás. A vízszintes napóra egyik legegyszerűbben elkészíthető fajtája az analematikus – ember napóra (vagy talp alá való napóra). Itt maga az ember a függőleges árnyékvető, míg a számlap a vízszintes talaj. 

Vízszintes - horizontális napóra

Függőleges (vertikális) napóra, melynek nagy ismérve, hogy ház falain helyezkedik el, mint egy klasszikus számlapos óra. Lényege, hogy pontosan déli irányú falra legyen rögzítve. 

Függőleges - vertikális napóra