Солнечные часы «Уайтхёрст и сын» ( Whitehurst & Son ) — солнечные часы, изготовленные в Дерби в 1812 году племянником Джона Уайтхёрста . В настоящее время находятся в музее и художественной галерее Дерби . Часы способны показывать время с точностью до минуты.

Производитель

Семья Уайтхёрстов была известна в Дерби в качестве механиков. Джон Уайтхёрст (1713—1788) был родом из Конглтона , но свой часовой бизнес начал в Дерби. После назначения на должность инспектора весов он переехал в Лондон, а его дело продолжил племянник под маркой «Уайтхёрст и сын». Предприятие было известно своими башенными часами .

Конструкция

Конструкция часов основана на понимании геометрии Солнечной системы , в частности того, как Солнце будет отбрасывать тень на плоскую горизонтальную поверхность. Каждый день в течение годового цикла тень будет отличаться от вчерашней; кроме того, тень отличается в зависимости от расположения часов, в частности их широты . В то же время долгота не имеет значения для отображения видимого солнечного времени . С другой стороны, учтено и то, что во время движения Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите продолжительность дня незначительно меняется, давая совокупное отклонение от среднего значения до 16 минут в ноябре и феврале . Это отклонение, известное как составная часть уравнения времени , не бралось во внимание до тех пор, пока не появились более точные, чем солнечные, механические часы, которые могли показывать среднее местное время. Расписание движения поездов требовало неизменного времени полудня и постоянной продолжительности дня, что привело к появлению среднего времени по Гринвичу .

Эти бронзовые часы подписаны «Уайтхёрст и сын/Дерби/1812» ( англ. «Whitehurst and Son/Derby/1812» ) и предположительно предназначались для Джорджа Бенсона Страта (младшего брата владельца хлопкопрядильной фабрики ), для установки в его доме в .

Гномон

Часы добротно сделаны, имеют толстый гномон , одна сторона которого отбрасывает тень до полудня, а шпиль с другой стороны отбрасывает тень после полудня . Циферблат состоит из двух полукружий, разделённых утолщением шпиля. В таком варианте часов угол между циферблатом и шпилем в точности равен широте 53°1’49, на которой располагался дом Дж. Б. Страта. Циферблат должен был находиться точно горизонтально, однако в случае недалёких перемещений показания часов можно было подкорректировать, слегка меняя положение циферблата на поверхности. Например, в настоящее время солнечные часы находится на широте, меньшей на 0°6’49, или около 1/10 градуса на юг . Соответственно и нос гномона должен быть поднят на такую величину.

Циферблат

В горизонтальных солнечных часах (или внешних ) циферблат, на который падает тень, находится в горизонтальном положении, и он не перпендикулярен шпилю, как в часах, которые находятся на экваторе . Поэтому тень неравномерно подает на них в разное время; при создании часов приходится учитывать длину часовых черт . На циферблате выгравирована точность, длина часовой черты рассчитывается по формуле:

${\displaystyle \tan \theta =\sin \lambda \tan(15^{\circ }\times t)}$

где λ — географическая широта солнечных часов (и угол между шпилем и горизонтом), θ — угол между принятой южной часовой чертами (которая всегда показывает ) на плоскости, а t - количество часов до или после полудня.

Расчёты

Для каждого часа от 1 до 6 рассчитывается формула. Например, в 3 часа пополудни, подставив в формулу значения 53,03 и 3, получим следующие расчеты:

Для часов до полудня получим такие же результаты, поскольку циферблат симметричный, остальные черты являются зеркальным отражением предыдущих. В такой же манере рассчитываются получасовые и минутные черты.

С помощью пары шкал на циферблате выполняется коррекция уравнения времени . Первая шкала предоставляет дату в месяцах и днях, а напротив этих значений на второй шкале обозначены минуты, в которые в этот день часы будет идти быстрее или медленнее. Выгравированы надписи «часы медленнее; часы быстрее; 15 апреля — первый день, когда не требуется пересчёт» ( Watch Slower, Watch Faster. The 15th April is one day when no conversion needs to be made ) . По часам Уайтхёрстов можно было даже сверять карманные часы , которые на то время (1812) не всегда ходили корректно. К 1820 часовое производство было усовершенствовано: стал повсеместно признан, и отпала необходимость в частой калибровке.

Другие часы

Ещё одни часы Уайтхёрстов, датируемые примерно 1800 годом, в 2005 были проданы в Дерби за 1850 фунтов стерлингов .

Примечания

Литература

• Mayall R. N., Mayall M. W. Sundials: Their Construction and Use (неопр.) . — 3. — Cambridge, MA: Sky Publishing, 1938. — ISBN 0-933346-71-9 .
• Rohr RRJ. (неопр.) . — в переводе G. Godin. — Нью-Йорк: Dover, 1996. — ISBN 0-486-29139-1 .
• Waugh A. E. (неопр.) . — Нью-Йорк: Dover Publications , 1973. — ISBN 0-486-22947-5 .