Whitehurst-&-Son-Sonnenuhr

Die Whitehurst-&-Son-Sonnenuhr ist eine Präzision-Horizontalsonnenuhr in der Sammlung der Derby Museum and Art Gallery. Sie wurde 1812 in Derby von der Firma John Whitehurst & Son hergestellt. John Whitehurst war der Neffe von John Whitehurst FRS.^[1] Die Sonnenuhr-Skala zeigt Wahre Ortszeit (WOZ) mit eingraviertem "Watch Slower, Watch Faster" (Taschenuhr langsamer, Taschenuhr schneller) um diese in Mittlere Ortszeit (MOZ) zu konvertieren. Das Instrument hat eine Genauigkeit von ungefähr einer Minute.

Hersteller

John Whitehurst (* 10. April 1713 in Congleton, England; † 18. Februar 1788 in London) war ein bekannter Uhrmacher, wissenschaftlicher Instrumentenbauer und früher Geologe. Geboren als der Sohn des Uhrmachers John Whitehurst dem Älteren übernahm er das Handwerk seines Vaters und wurde durch seine präzisen Instrumente, die auf eigenen feinmechanischen Verbesserungen beruhten, rasch bekannt. Nach seinem Umzug nach Derby um 1736 erweiterte Whitehurst seine Palette von Instrumenten um diverse Messinstrumente für die damals aufkeimenden systematischen wissenschaftlichen Untersuchungen. Durch diese kam er in Kontakt mit dem Kreis von Wissenschaftlern, Philosophen und Unternehmern rund um Erasmus Darwin und Matthew Boulton, der Lunar Society, in der er rasch zu einem führenden Mitglied wurde. Whitehursts Arbeiten zu Präzisionsinstrumenten und Messungen führten 1774 zu seiner Ernennung zum Hüter der Duplikate der königlichen Münze; am 13. Mai 1779 wurde Whitehurst in die Royal Society gewählt.^[2] Als Whitehurst nach London umzog, ging das Eigentumsrecht der Instrumentenbaufirma in Derby an seinen Neffen John Whitehurst unter dem Namen John Whitehurst & Son über.^[1]

Uhr

Eine Sonnenuhr ist ein astronomisches Gerät, das den Stand der Sonne am Himmel im Wesentlichen zur Anzeige der Tageszeit nutzt.^[3] Dazu wird der Schatten eines parallel zur Erdachse ausgerichteten Stabes (Polstab) auf einem Zifferblatt abgelesen. Bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts waren Sonnenuhren gemeint, wenn man von Uhren sprach.^[4] Die Derby Sonnenuhr kommt aus dieser Zeit: sie war kein Gartenschmuck. Sie gehörte George Benson Strutt (der kleine Bruder des erfolgreiche Baumwollespinnereibesitzer William Strutt) Wohnhaft in Bridge Hill House, Belper^[5][6].Bridge Hill House liegt 53 ° 1 '49,08 "Nord et 1 ° 29' 26,88" West.^[7] Derby selbst liegt 52 ° 55 '00 " Nord^[8]: das gibt ein Latitudenunterschied 0 ° 6 '49 " die Longitude ist fast dieselbe!

Die Laufbahn der Erde um die Sonne ist eine Ellipse, und die Erde dreht sich im Herbst etwas schneller als im Frühling, so dass die Tageslänge sich um bis zu 20 Sekunden verkürzt. Die Sonnenuhr zeigt die Wahre Ortszeit, aber die mechanische Uhr, die Taschenuhr zeigt die Mittlere Ortszeit. Man hat dann den Unterschied berechnet und spricht von einem Analemma; der Unterschied kann im November und Februar bis zu 16 Minuten betragen^[9].

Wenn die Sonne im Orts-Meridian steht (also exakt im astronomischen Süden), beträgt die Wahre Ortszeit 12 Uhr (Meridiandurchgang). Dies betrift den Ort Belper, aber jeder Ort hat eine Longitudenabhängigkeit vom Orts-Meridian. Im Zeitalter der Eisenbahn brauchte England eine einheitliche Eisenbahnzeit oder "amtliche" Zeit. Die Midland Railway übernahm dafür die Greenwich Mean Time(GMT) im Januar 1848.^[10] Derby ist 1 ° 28 '46,2 " westlich von Greenwich und die Sonne geht 5 Minuten 52,05 Sekunden später auf.^[8]

Gnomon

Dieses Instrument ist aus Bronze und der Schattenzeiger oder Gnomon ist ca. 1 Zentimeter dick und abhängig vom Tageslauf kann jeder obere Rand den Schatten werfen.^[11] Vormittags wird der Schatten von der linken Kante geworfen, nachmittags von der rechten. Das Zifferblatt ist kein voller Kreis sondern zwei Halbkreise, getrennt von der Gnomonsbreite . Bei einer Horizontalsonnenuhr ist das Zifferblatt genau horizontal, und der Winkel des Schattenwerfers ist derselbe wie die Latitude, oder 53° 1′ 49 der Latitude des Bridge Hill House, Belper. Man kann ein Stückchen Metall unter der Gnomonsnase oder den Gnomonsfüssen befestigen, um kleine Latitudenfehler zu korrigieren.^[12] Jetzt ist die Uhr wieder in Derby, 0° 6′ 49″, oder 0.1 Grad südlich; der Uhrmacher soll sie um 0.1 Grad heben.

Zifferblatt

In der Ausführung mit Polstab besteht die Skala nur aus Stundenlinien, die sich im Fußpunkt des Stabes treffen. Anders als bei der Äquatorialsonnenuhr haben die Stundenlinien nicht konstanten Abstand untereinander.^[13][14][15] Es gilt folgende Gleichung:

$\alpha = \arctan (\sin \phi \cdot \tan \tau)$ ^[16][17][18]

α ist der Winkel zwischen Stundenlinie und Meridian (Nord-Süd-Richtung), der außer einer Funktion des Stundenwinkels τ auch die der Ortskonstanten Φ (geographische Breite, Latitude) ist. &tau = (15 x Zeit in Stunden). Der Winkel α=0° gilt für die 12-Uhr-Linie (Wahre Ortszeit WOZ). Der Gnomonwinkel ist auch Φ.

Die Mathematik

In dieser Gleichung haben wir die Zahlen eins bis sechs. Die Latitude 53.03 ist eine Konstante. Das ergibt folgendes Resultat:

Ein Sonnenuhr für Belper 53.03

1 Stunde	11.791779
2 Stunden	24.219060
3 Stunden	37.922412
4 Stunden	53.460042
5 Stunden	71.020970
6 Stunden	90.000000

Die Halbstunden und Minuten sind auf gleiche Weise kalkuliert. Die Stunden des Vormittag sind genau dieselben wie die des Nachmittags - aber in umgekehrter Richtung. Es liegt eine spiegel-gleiche Symmetrie vor. Genau so ist es auf diesem Zifferblatt, 12 Uhr liegt in der Mitte auf der Linie Nord-Süd und nicht 5' und 54" links oder rechts. Das ist wichtig. Diese Sonnenuhr zeigt Wahre Ort Zeit( WOZ) und nicht Wahre Greenwich Ortseit (WGZ) das macht eine Unterschied von 5' und 54"- das ist Belper Zeit nicht Greenwich Zeit.^[19]

Zeitgleichung

Zeitgleichung skalen

Zeitgleichung

Auf dem Zifferblatt sieht man die Worte "Watch Slower, Watch Faster" (Taschenuhr langsamer, Taschenuhr schneller) und die Namen aller Monate. Dazwischen sind die Skalen wo man von WOZ nach MOZ wechseln kann. Zum Beispiel, am 19 März, ist die Taschenuhr neun Minuten schneller als die Sonnenuhr, so wenn der Schatten auf 4 Uhr 51 (WOZ) liegt ist es genau 5 Uhr auf der Taschenuhr. Diese Sonnenuhr kann man zur Berechnung beider Zeitformen benutzen. Das war wichtig im Jahre 1812, da die Taschenuhr noch unzuverlässig war. Acht Jahre später um 1820 wurde die Taschenuhrherstellung verbessert: Die Ankerhemmung von Thomas Mudge wurde überall übernommen.

Bekannte Whitehurst Sonnenuhr

Eine Whitehurst-Sonnenuhr von ca. 1800 wurde 2005 in Derby für £1850 verkauft.^[20]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Stephen Glover; Thomas Noble (Hrsg.): History of the County of Derby. Stephen Glover, Derby.
2. ↑ Eintrag in der Mitgliedsrolle der Royal Society
3. ↑ Sonnenuhrenhandbuch. Deutsche Gesellschaft für Chronometrie e.V., Fachkreis Sonnenuhren, 2006, S. 1.
4. ↑ Ernst von Bassermann-Jordan: Uhren. ein Handbuch für Sammler und Liebhaber. 4. von Hans von Bertele völlig neu gest. Auflage. Verlag Klinkhardt & Biermann, Braunschweig 1961, S. 101.
5. ↑ Museum label, Derby Museum, accessed April 2011
6. ↑ Bridge Hill House
7. ↑ Belper Google Karte
8. ↑ ^{a b} Longitude of Derby, timeanddate.com, accessed April 2011
9. ↑ Waugh 1973, S. 8-10, 31
10. ↑ Railway Time, Peter E Davies, GreenwichMeanTime.com, accessed April 2011
11. ↑ Waugh 1973, S. 72
12. ↑ Waugh 1973, S. 47
13. ↑ Rohr 1966, S. 49, 55
14. ↑ Waugh 1973, S. 35, 51
15. ↑ Mayall & Mayall 1994, S. 56, 99, 144
16. ↑ Arnold Zenkert: Faszination Sonnenuhr. Verlag Harri Deutsch, Thun/Frankfurt am Main 2002, S. 49.
17. ↑ Rohr 1966, S. 52
18. ↑ Waugh 1973, S. 45
19. ↑ Waugh 1973, S. 12
20. ↑ Lot 1913, Bamfords Auction house, accessed April 2011

Literatur

• R.N. Mayall, M.W. Mayall: Sundials: Their Construction and Use. 3. Auflage. Sky Publishing, Cambridge, MA 1994, ISBN 0-933346-71-9.
• R.R.J. Rohr: Sundials: History, Theory, and Practice. Übersetzt von G. Godin. Dover Publications, New York 1996, ISBN 0-486-29139-1. (Leicht veränderter Nachdruck der Übersetzung von 1970. Originaltitel: Les Cadrans solaires Gauthier-Villars, Montrouge, France 1965)
• A.E. Waugh: Sundials: Their Theory and Construction. Dover Publications, New York 1973, ISBN 0-486-22947-5.

52.9233-1.4795

Koordinaten: 52° 55′ 24″ N, 1° 28′ 46″ W