Slunecni hodiny Mystery Cache

Sluneční hodiny

„... Podrobné čtení listingu
je u applovek posledním zoufalým pokusem,
když zklamou všechny ostatní možnosti...“
Z logu Emila Vlasáka – odkaz zde 

Pozor, změna umístění finálky 8. 2. 2016!

Vlevo jsou hodiny na budově teplického gymnázia, vpravo na budově muzea.

O čase

Zatímco o základní definici času (že čas je posloupnost existence měnících se jevů a že plyne jednosměrně od minulosti k budoucnosti) se už nějaké zásadní spory nevedou, v názoru na jeho podstatu se jednotlivé filozofické směry diametrálně lišily a liší. Subjektivní idealisté odedávna vyznávali, že čas a prostor jsou pouhými výplody vědomí každého jedince. Materialisté zase tvrdí, že podstatou času je jen pohyb hmoty v prostoru a že dokonce v různých soustavách plyne čas různou rychlostí! Ale ponechme filozofování filozofům a věnujme se raději geocachingu. 

Historický úvod

Problém měření času má odedávna dva základní aspekty: určování úseků delších než den (především stanovení délky roku) a určování úseků kratších než jeden den. Čím víc byla společnost organizována, tím více jí záleželo na stále přesnější znalosti kratších úseků než je den. K tomuto účelu sloužily od pradávna hodiny. (1).

Hodiny ovšem v minulosti zdaleka nevypadaly tak, jako v současné době. Asi nejdříve byly v historii lidstva používány metody hrubého určování času založené na délce slunečního stínu. Je doloženo, že se kdysi používalo měření délky stínu vlastní postavy, třeba počtem stop. Ještě v 19. století se leckde užívaly „selské sluneční hodiny“, kdy se natažená ruka položila vodorovně dlaní nahoru, mezi 4. a 5. prst se vložilo stéblo zhruba délky malíčku a čas se odhadl podle toho, na který prst stín dopadal. (Osobně se divím, jak mohla vůbec někoho napadnout takováhle pitomost, když výška Slunce nad obzorem v průběhu roku kolísá (ve stejnou hodinu) až o 47°! Neandrtálcům bych to odpustil, ale v 19. století?) Konstruktéři slunečních hodin to však celkem rychle pochopili a hodiny začali vybavovat několika stupnicemi – pro každý měsíc zvlášť. (Přesněji řečeno pro každé znamení zvlášť, takže stačilo „jen“ 8 stupnic pro celý rok.) Slunečních hodin založených na měření délky stínu (ne směru) se vyrábělo mnoho typů. Na zeď, na zem, na stůl, cestovní apod. Vtipná byla osmiboká hůl asi 160 cm dlouhá se čtyřmi příčnými otvory, do kterých se zasunul asi 15 cm dlouhý kovový hřebík a čas (stín) se odečítal na holi na jedné z osmi stupnic (pro každý měsíc, resp. znamení, byla jedna). Bohužel v jiné zeměpisné šířce, než pro jakou byly zkonstruovány, už ukazovaly nepřesně, ačkoliv se jim říkalo „poutnické sluneční hodiny“ (inu, klamavá reklama je asi věčná...). Jako nástroj pro sebeobranu však jistě posloužily dobře. 

Ale učenci na to šli přece jen jinak. Sestrojili gnómón, což byl i přes 30 metrů vysoký obelisk se špičkou tvaru jehlanu (viz foto). Vtip tohoto zařízení byl v tom, že stín špičky ukazoval v průběhu dne i roku na různá místa plochy v okolí obelisku opatřené sítí přímých čar pro měření času a hyperbol pro měření deklinace Slunce (pro určení data slunovratů a rovnodenností). Bylo to hezké, fungovalo to, ale zabralo to někde na náměstí moc místa.

Až někdy ve 14. století konečně někoho napadlo (podle jiné verze to Evropané odkoukali od Arabů), že když se ukazatel skloní tak, aby kopíroval polohu (čili sklon) zemské osy, tak bude jeho stín určovat čas na ciferníku slunečních hodin bez ohledu na roční dobu. Nápad to byl geniální a proto se rychle ujal. Rychle vznikaly hodiny nástěnné i vodorovné a dokonce i miniaturní cestovní s nastavitelným sklonem ukazatele podle zeměpisné šířky, kde jejich majitel právě pobýval. Problém přenosných hodin ovšem spočíval v tom, že ukazatel musel směřovat co nejpřesněji k severu. Ale kde vzít sever a přitom nekrást? No přece z kompasu! A tak od poloviny 15. století vznikaly krásné hodiny s vestavěným kompasem: stolní, a též miniaturní skládací (odkaz na obrázek zde (4)), nyní už po právu nazývané cestovní. Magnetickou deklinaci v té době už lidé znali, ale asi se jí – s výjimkou námořníků – příliš nezatěžovali.

Zlatý věk slunečních hodin představovaly renesance a baroko. Konstrukce slunečních hodin se vyučovala na univerzitách v rámci astronomie. Dochovalo se mnoho hodin různého provedení a nás může těšit, že mnoho překrásných kousků vzniklo v Praze a zachovalo se v našich muzejních sbírkách do dneška.

Ale co když slunce zrovna nesvítilo? Lidé si vždycky uměli nějak pomoci, takže již ve starověku vznikaly hodiny vodní, pískové (přesýpací) a ohňové (založené na spalování oleje, odhořívání svíčky nebo doutnáku), které fungovaly i potmě. Nicméně sluneční hodiny byly v té době nejpřesnější, protože nepřesnost mechanických hodin byla zpočátku zoufalá (přesně ukazující mechanické hodiny rozumného rozměru – chronometry – byly sestrojeny až kolem roku 1735; na lodích jsou sluneční hodiny k navigaci nepoužitelné) (3). 

Zdálo by se, že sluneční hodiny už dávno patří na smetiště dějin vědy. Ale opak je pravdou! Sice přesností nemohou konkurovat moderním digitálním (neřku-li atomovým) hodinám, ale stávají se z nich dekorační předměty a některé lze právem považovat za umělecká díla citlivě zakomponovaná do okolní zástavby. A v neposlední řadě dokládají vtip i c hledej na mé fotce v galerii řemeslnou zručnost našich předků i současníků (obrázky zde). Stačí se porozhlédnout po českých městech a vesnicích a objevíme krásné exempláře jak historické, tak ze současnosti. A je jedině dobře, že na tuto tradici lidé navazují a rozvíjejí ji. (Katalog slunečních hodin s jejich fotografiemi v ČR je zde).

Nelze však zamlčet, že ani správně zkonstruované sluneční hodiny vždy neukazují správný čas. Resp. ukazují, ale není to SEČ, nýbrž pravý sluneční čas, někdy korigovaný (u nás) na 15. poledník. Navíc zavedení letního času jejich praktické využití k měření času poněkud komplikuje.

Jak najít keš

Na domě na souřadnicích N 50° 40.000´ a  E 13° 45.000´ (to odpovídá staré Střelné) chceme zhotovit sluneční hodiny. Hodiny budou vertikálního typu na stěně, která je orientována přesně směrem na jih. Pokud budou zhotoveny správně a bude svítit slunce, tak:

1. Jak dlouhý bude na těchto hodinách stín ukazatele dlouhého 40 cm (měřeno od místa jeho zapuštění do stěny) 3. března 2015 v okamžiku, kdy bude Slunce na své denní pouti po obloze nejvýše? Ukazatel v tomto příkladu považujte za velmi tenkou tyčku, resp. drát. Vzdálenost zaokrouhlete na celé centimetry a dosaďte ji za a. 

2. Jaký úhel bude na těchto hodinách svírat stín ukazatele na stěně se svislicí (např. s provázkem olovnice) tentýž den v okamžiku, kdy se ozve z rádia pípání časového znamení oznamujícího, že je 14 hodin? Úhel zaokrouhlete na celé stupně a dosaďte ho za U. Dopadá-li stín ukazatele vlevo od svislice, pak dosaďte U záporné, pokud vpravo, tak kladné.

3. Jezeleni  jsou zajímaví živočichové – napůl jezevci, napůl jeleni. Žijí pod slunečními hodinami a živí se sýrem. Známe je z českého překladu jedné knihy, jejímž autorem je: 
   1 - E. A. Poe
   2 - E. T. A. Hoffmann
   3 - L. Carroll
   4 - Ch. Morgenstern
   5 - J. Swift.
   (Existuje více překladů do češtiny a jezeleni v jednom z nich opravdu jsou.) Číslo správné odpovědi dosaďte za b.

Výsledky dosaďte do vzorce:   a + U + b + c  (beze změny) 

a z výsledku vypočtěte druhou odmocninu, čímž dostanete číslo ABCDEFGH...  Číslici H nezaokrouhlujte a desetinné čárky si nevšímejte. Příslušné číslice pak dosaďte do vzorců:

Nové vzorce:

N 50° (38.000 – 0.FED)´      E 13° (53.127 – 0.GHB)´

Ještě kontrola... 

... a je to!

Poznámky

• (Nové) Keš jsem 9. 2. 2016 musel přemístit, protože poloha finálky byla v jednom logu prakticky prozrazena (textem i fotkou). Proto prosím neuvádějte bližší údaje o umístění keše a pokud budete přikládat fotky, tak ať jsou focené co nejdál od keše.

• Napovím, že odchylka stínu ukazatele od svislice (úhel U ) slunečních hodin na svislé stěně obrácené přesně k jihu se počítá podle vzorce tg U  = cos φ * tg t , kde φ  je zeměpisná šířka a t  je hodinový úhel Slunce ve stupních. Sklon ukazatele (jeho odklon od stěny) musí být 90 – φ  stupňů. Hodnoty d (((delta) a E odečtěte z grafu Analema v galerii s přesností na celé stupně (d) a minuty (E). Tečky označují hodnoty pro poledne každého dne. 

• Základní souřadnice jsem umístil k domku v Kvítkově, jehož majitel si sám zhotovil sluneční hodiny. Jistě bude rád, když mu je pochválíte. Udělal je velmi dobře! Foto je v galerii.

• Můžu přidat návod na Velký pátek, kdy se otevírají poklady. Ale předpokládám, že to nebude třeba.

• Literatura:
  1. Grygar, J. a kol.: Vesmír. Praha, Mladá fronta 1983.
  2. Příhoda, P.: Sluneční hodiny. Praha, Štefánikova hvězdárna 1969.
  3. Michal, S.: Hodiny. Praha, SNTL 1980.
  4. Stránky Hvězdárny a planetária v Hradci Králové http://www.astrohk.cz/index.php
  5. Astronomická ročenka 2003. Slovenská ústredná hvezdáreň, Hurbanovo 2002
  a další internetové odkazy s odpovídající problematikou.

*  *  *

Naše hodiny v Opavské ul. 2626 ukazují 16:30 a že Slunce je ve znamení Panny.
Už tam ale 10 let nebydlíme a noví nájemníci nechali tyčku vypadnout.
Je to historická fotka (naskenovaná), bohužel nekvalitní.

Konec

(CC BY-SA 3.0 CZ) ladislavappl  2015

GC63V5G – verze 1.2 z 18. 2. 2016