- Hirtensonnenuhr
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Zylindersonnenuhr für φ=52°Bei einer Höhensonnenuhr wird der Höhenwinkel der Sonne gemessen. Um daraus auf die Tageszeit schließen zu können, muss das Jahres-Datum bekannt sein. Außerdem ist die Kenntnis, ob Vor- oder Nachmittag ist, nötig.
Eine Höhensonnenuhr ist gegen die Sonne auszurichten, was sie als Tragbare Sonnenuhr (siehe Abbildung [1]) geeignet macht.
Inhaltsverzeichnis
Messprinzip
Bei einer Sonnenuhr wird normalerweise der Stundenwinkel τ der Sonne, der ein direktes Mass der Tageszeit ist, gemessen. Häufig wird die zweite äquatoriale Koordinate (ortsfestes System), der Deklinationswinkel δ, zusätzlich gemessen und als ungefähres Jahresdatum angezeigt.
Der Höhenwinkel h und das Azimut a sind die beiden Sonnen-Koordinaten im horizontalen Koordinatensystem. Eine Umrechnungsgleichung zwischen den beiden Koordinatensystemen lautet
- sinh = sinφ sinδ + cosτ cosδ.[1] Die Umstellung
- cosτ = (sinh - sinφ sinδ) / cosδ
zeigt den Stundenwinkel τ als Funktion des Höhenwinkels h und des Deklinationswinkels δ. Die Deklination δ wird demnach als Eingabegröße gebraucht, um den Stundenwinkel τ beziehungsweise die Tageszeit über den Höhenwinkel h zu messen. |τ| = 15 ° bedeuten eine Stunde vor oder nach Mittag.
Höhensonnenuhren sind auch von der geographischen Breite φ abhängig. Sie sind für eine bestimmte Breite eingerichtet, als Reisesonnenuhren also nur beschränkt brauchbar.
Arten von Höhensonnenuhren
Die Skala ist ein Netz sich schneidender Deklinations- und Stundenlinien wobei es unendlich viele Möglichkeiten gibt.[1] Das Zifferblatt nimmt in der Regel eine vertikale Lage ein mit dem Vorteil, dass es nicht für sehr lange horizontale Schatten am Morgen und am Abend eingerichtet werden muss.
Von den bekannten Ausführungen werden im Folgenden nur einige aufgeführt:
Streiflicht-SonnenuhrStreiflicht-Sonnenuhr
Die Streiflicht-Sonnenuhr (siehe nebenstehende Abbildung und auch [2]) aus dem Alten Ägypten ist die älteste bekannte Höhensonnenuhr. Das Zifferblatt ist geneigt, hat vertikale Deklinations- und schräge Stunden-Punktreihen. Die Sonnenhöhe wird vom Kanten-Schatten eines vor dem Zifferblatt befindlichen Klotzes angezeigt. Die Uhr ist so gegen die Sonne zu richten, dass die Seitenwände Streiflicht erhalten.
Zylindersonnenuhr
Die Zylindersonnenuhr war im Spätmittelalter und am Anfang der Neuzeit weit verbreitet. Hirten verwendeten sie in verkleinerter Ausführung, die Hirtensonnenuhr (siehe Abbildung [3]) genannt wurde. Die Zylindersonnenuhr wurde von Hermann dem Lahmen (1013-1054), einem Mönch von Reichenau im Bodensee, entwickelt.[2]
Die Deklinationslinien sind achsparallele Geraden, die von den Stundenlinien geschnitten werden. Der Endpunkt des Stabschattens wird durch Drehen der senkrecht gehaltenen Uhr auf die gültige Deklinationslinie gestellt. Die Schnittpunkte mit den Stundenlinien bilden eine Skala, von der die Vormittags- beziehungsweise die Nachmitagsstunde ablesbar ist.
Die oben stehende Abbildung zeigt eine Zylindersonnenuhr für die geographische Breite 52°. Das Zifferblatt veranschaulicht darüber hinaus, wie sich die Tageslänge im Verlauf eines Jahres verändert.
Sonnenquadrant
Der Sonnenquadrant ist eine vertikal zu haltende Viertel-Scheibe. Darauf sind Viertel-Kreise als Deklinationslinien gezeichnet, die von S-förmigen Stundenlinien geschnitten werden.
Zum Ablesen wird der Schnittpunkt eines Lotes mit der gültigen Deklinatinslinie verwendet. Das Lot ist im Mittelpunkt der Deklinationskreise befestigt. Der Quadrant ist auf die Höhe der Sonne eingestellt, wenn die Sonne eine der beiden radialen Kanten der Sonnenuhr streift, was mit einer Absehe (Schatten eines „Korns“ fällt auf eine „Kimme“) kontrolliert wird.
Der Sonnenquadrant wurde um das Jahr 1000 in Spanien erfunden.[2]
Bauernring
Beim Bauernring befindet sich das Zifferblatt auf der inneren Zylinderfläche. Zeiger ist das Bild der Sonne, das mittels in der Zylinderwand angebrachtem Loch entsteht. Meistens sind die Deklinationslinien Kreise um die Zylinderachse. Beim abgebildeten Modell (siehe [4]) wird die Deklination durch Verdrehen eines äußeren Rings mit dem Loch gegen den Hauptring eingestellt.
Der Bauernring wird mit horizontaler Achse gehalten und so um die Vertikale gedreht, dass der Lichtfleck auf den gültigen Deklinationskreis fällt (Standard-Ausführung).
Habermelsche Sonnenuhr
Die von Erasmus Habermel erfundene Höhensonnenuhr ist eine Scheibe mit vom Mittelpunkt ausgehenden, über dem Umfang gleichmäßig verteilten radialen Deklinationslinien. Sie werden von geschlossenen Stundenkurven geschnitten, die den Mittelpunkt umschließen.
Im Mittelpunkt befindet sich ein normal montierter Schattenstab. Die Scheibe ist senkrecht und so gegen die Sonne zu halten, dass der Stabschatten senkrecht nach unten fällt. Abzulesen ist ist das Schattenende auf dem senkrecht nach unten gehaltenen gültigen Deklinationsstrahl.
Einzelnachweise
- ↑ a b Vgl. Sonnenuhren-Handbuch, Arbeitskreis Sonnenuhren in der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie, 2006, Seite 72
- ↑ a b Vgl. Sonnenuhren-Handbuch, Arbeitskreis Sonnenuhren in der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie, 2006, Seite 128
Weblinks
Bauanleitung für eine Zylindersonnenuhr
Artikel über Sonnenuhren (Hauptartikel: Sonnenuhr)Altägyptische Sonnenuhr | Analemmatische Sonnenuhr | Äquatorialsonnenuhr | Bernhardtsche Walze | Bifilar-Sonnenuhr | Helios Sonnenuhr | Höhensonnenuhr | Horizontalsonnenuhr | Kanoniale Sonnenuhren | Polare Sonnenuhr | Ringsonnenuhr | Vertikalsonnenuhr
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