Что такое гномон в географии 5 класс как сделать

Изготовление солнечных часов своими руками

Последнее время солнечные часы набирают всё большую популярность, так как владельцы загородных домов хотят украсить свои территории. Такой элемент на участке будет выглядеть необычно и оригинально, а также добавит саду неповторимость и индивидуальность. Изготовление этой конструкции станет очень увлекательным и интересным занятием для детей.

Исторический экскурс

Принцип действия солнечных часов основан на перемещении небесного светила, из-за чего изменяется расположение тени на конструкции. Таким образом определяется время. Огромной популярностью эти изделия пользовались с XVII по XVIII век. Зачастую их применяли в садах, сделанных в классическом стиле. Впервые эту конструкцию начали использовать в качестве элемента ландшафта в составе дворцовых ансамблей. Большое распространение часы получили, когда они стали самостоятельным элементом, который размещали в основном на участках с декоративными садами.

Часто говорят, что средние и северной широты не подходят для того, чтобы сделать солнечные часы. Многие считают это обычной попыткой выделиться среди своих соседей-дачников. И они отчасти правы, так как климат для такого изделия не совсем подходит. Это связано с большим количеством облачных дней.

Роль элемента в ландшафте

Зачастую солнечные часы размещают посередине цветочной клумбы. В таком случае они являются главным элементом, так как расположены на какой-нибудь возвышенности или пьедестале. Также следует заметить, что пьедестал — очень важная часть такой конструкции, особенно когда вся композиция делается в виде колонны.

Если говорить про солнечные часы как про элемент декора, то их основная задача заключается в привлечении внимания. Из-за этого величина конструкции должна быть напрямую связана с размерами каждого конкретного участка. Если площадь маленькая, а декорация выполняется своими руками, солнечные часы лучше размещать вблизи тропинки или непосредственно на ней. Они отлично будут смотреться рядом с газоном или каким-нибудь ярким цветником.

Для пейзажного сада лучшим решением будет окружить такой элемент цветами, чтобы часы были незаметны издалека, но вблизи резко появлялись в поле зрения. Также на маленьких участках конструкция выполняется в виде статуэток.

Большое разнообразие материалов позволяет создать часы, внешний вид которых будет максимально подходить под особенности конкретного сада. Например, если участок оформлен в авангардном стиле, то следует при выполнении декорации учитывать даже мельчайшие детали. Часы могут стать элементом, дополняющим зону отдыха. Также они прекрасно сочетаются с небольшим искусственным водоёмом или фонтаном.

В ландшафтном дизайне есть понятие «живые часы». В этом случае роль стрелки и циферблата выполняют цветы.

Конструкция устройства

Солнечные часы имеют довольно примитивную конструкцию. Это, возможно, самое простое изделие для определения времени. В основе всегда лежат такие элементы:

Гномон своими руками можно сделать абсолютно из любого материала, который хорошо противостоит различным атмосферным факторам. Это касается и временной разметки. Применяется дикий камень, металл, цемент, дерево, пластмасса и даже обычный гравий. Обычно циферблат делают в белых тонах, потому что тень будет лучше контрастировать на такой поверхности. Для этой цели отлично подходит мрамор или известняк.

Такой тип часов легко может добавить индивидуальности любому ландшафту. Особенно когда в качестве строительного материала применяют живые растения. Желательно, чтобы их высота не превышала 50 см.

Основные виды

Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант для садового участка, следует ознакомиться с каждым видом часов. Это позволит максимально естественно вписать конструкцию в ландшафт. Так сложилось, что они бывают трёх типов:

Если сделать всё правильно, то такие садовые часы станут не только отличным украшением ландшафта, но и практичным устройством. Особенно удобно их использовать, когда человек работает на участке.

Выбор места

В разных регионах полдень наступает совершенно в разное время, то есть совсем не в 12 часов дня. Поэтому если необходимо следить за местным временем, то циферблат нужно будет немного усовершенствовать. Для этого придётся цифры сместить вокруг оси таким образом, чтобы самая короткая тень находилась именно на полуденной линии. Эта линия совпадает с направлением север-юг.

О том, как найти эту ось, необходимо знать до начала создания солнечного хронометра. Компас в этом случае не сможет ничем помочь, потому что географический полюс отличается от магнитного. Например, в Санкт-Петербурге значение отклонения составляет около 8 градусов.

Существует довольно примитивный, но действенный способ определения этой линии:

Перед тем как начинать изготовление из камня или какого-либо металла, лучше всего набить руку на фанерных листах. Такой материал не жалко испортить.

Есть ещё один довольно важный момент. Если говорить о хороших и качественных экваториальных изделиях с плоским циферблатом, то на них нужно наносить сразу две шкалы. Первая необходима для отслеживания времени в холодный период года, а вторая — для тёплого.

Важные рекомендации

Перед началом создания конструкции желательно выбрать будущее место её расположения. Следует установить изделие на каком-нибудь цветнике с невысокими растениями или на газоне. Именно эти участки постоянно доступны для солнечного света в течение всего дня.

Часы можно разместить на любую поверхность с любым углом. Если она будет наклонная, то нужно помнить, что для получения одинаковой длины теневой полосы необходимо правильно вычислить угол. Для расчёта существует простая формула:

Если использовать плоскую поверхность, то на протяжении дня длина тени всё время будет изменяться. Конечно, одинаковая полоса смотрится гораздо лучше, хотя это и не очень принципиально.

После подбора места можно приступать к созданию циферблата. Форма может быть абсолютно разной, но чаще всего используют квадрат или круг. Это связано с тем, что именно такие фигуры проще всего сделать. Материалы тоже можно использовать любые:

Всё это применяется для создания делений под временные промежутки. Чтобы воссоздать площадь, занимаемую шестьюдесятью минутами, следует взять обычные часы. На основании их показаний отмечается положение тени, которая отбрасывается на протяжении всего дня.

Инструкция по изготовлению

Наиболее простая конструкция — горизонтальная. Её легко сделать вместе с ребёнком за один день.

В принципе, часы можно выполнить даже на земле. Необходимо будет нарисовать ровный квадрат или круг, а в центр воткнуть палку, которая послужит гномоном. От центра круга, к северу, проводится ровная линия. Она будет соответствовать астрономическому полудню. Затем круг или квадрат делится на 24 одинаковых части. Необходимо сделать так, чтобы каждый сектор равнялся 15 градусам.

Следует понимать, что это устройство не сможет показывать то же самое время, что и обычные часы. Это обусловлено расхождением между солнечным временем и земными часовыми поясами.

На более сложную конструкцию понадобится больше сил. Чтобы сделать переносные часы, нужно взять картонную коробку средних размеров. Для придания лучшего вида можно обклеить её бумагой, имитирующей древесину.

Если изделие выполняется для садового участка, то следует использовать срез дерева или какой-нибудь плоский камень. На поверхности рисуется циферблат необходимой формы. По центральной линии выполняется прорезь для фиксации гномона. На этом основная часть приспособления сделана.

Теперь нужно изготовить непосредственно гномон. Придётся выяснить широту той местности, где будут располагаться часы. В качестве материала можно применять пластик, так как с ним легко работать, и он не поддаётся атмосферным воздействиям. Острую часть гномона нужно направить на юг.

Источник

Что такое гномон? Гномон в географии

Описание презентации по отдельным слайдам:

Описание слайда:

Что такое гномон?
Гномон в географии
Учитель географии:
Давыдова Д. Р.

Описание слайда:

Понятие «гномон»
ГНО́МОН, гномона, ·муж. (·греч. gnomon, ·букв. указатель) (научн.). Стержень, укрепленный на горизонтальной поверхности, служивший в древности для определения высоты солнца над горизонтом по отбрасываемой тени; солнечные часы. [1]

Описание слайда:

Гномическое расширение в природе
Гномическое расширение — это один из самых распространенных типов роста в природе, когда старая форма оказывается заключена в новую. Это расширение можно увидеть в спиральной раковине моллюска Наутилус или в чашечке подсолнуха. Это основа всех постоянных природных структур у животных — например, кости, зубы, рога и раковины. При гномическом расширении каждый последующий цикл роста спирально разворачивается во внешний мир, заключая в себе старый виток, примерно как древесные кольца. Гномическое расширение в природе обычно довольно легко заметить; оно оставляет видимые следы и показывает кристаллизацию лежащих в основе сил. [2]

Описание слайда:

Гномонические рисунки в природе.
Наутилус

Описание слайда:

Гномонические «рисунки» в природе

Описание слайда:

Геохронологическая шкала, изображённая в виде спирали.

Описание слайда:

Гномическое расширение очерчивает сонический процесс, который лежит в основе роста. С перспективы вибрации каждая замкнутая система в природе определяется резонансной частотой стоячих волн её модели. Этот сонический уровень лежит в основе явления. Как уже было сказано выше, явления начинают существовать тогда, когда стоячие волны настраиваются на основные ноты природы. Это позволяет им при помощи симпатических вибраций получать энергию от постоянно движущихся по спирали космических сил. [2]
Гномическое расширение в природе

Описание слайда:

Описание слайда:

Гномон – что это?
Как отмечал в 1790 году сам великий Гёте: «Теперь мы можем в точности определить всю последовательность формирования листьев, ведь все действия Природы проходят шаг за шагом перед нашими глазами.»

Такое изобилие спиралей и самоподобных фигур в природе не осталось незамеченным — с древнейших времен человек использует спиральные мотивы в архитектуре и декоративных искусствах.

Открытые не так давно швейцарским математиком Бенуа Мандельбротом фракталы великолепно иллюстрируют концепцию самоподобия. Олицетворением же самоподобия является логарифмическая спираль: если начертить такую спираль и затем фотографически увеличить ее, то полученная фигура окажется абсолютно идентична исходной с точностью до поворота на угол, величина которого зависит от степени увеличения.
Мидхат Газале описывает и объясняет свойства гномонов (самоповторяющихся форм), повествует об их долгой и живописной истории, исследует математические и геометрические чудеса, возможные с их помощью. [3]

Описание слайда:

Описание слайда:

Что такое гномон?
Древнейшими солнечными часами был гномон – вертикальный стержень на ровной площадке, служивший циферблатом. На циферблате имелось только одна отметка – прямая линия к северу от столба, куда тень падает в полдень. Экран гномона можно разбить на часы, но все часы дня будут иметь разную продолжительность, и, кроме того, день ото дня длительность такого «часа» тоже будет меняться.
Чтобы гномон показывал всегда время правильно, его надо наклонить в направлении земной оси, т. е. на Полярную звезду. Такое усовершенствование гномона предпринял грек Анаксимен Милетский, около 530 г. до н. э. построивший в спартанской столицы Лакедемоне солнечные часы.
С той поры более 2 тысячелетий этот прибор оставался главным измерителям времен.
Солнечные часы, сооруженные на площадях древних и средневековых городов, размеряли жизнь горожан, а в парках и садах служили забавным и поучительным украшением.
Чаще всего их устанавливали либо на тумбе с горизонтальным циферблатом, либо на стене здания – это были вертикальные солнечные часы.
Обычно на циферблате отмечали только часы. В средние века лишь астрономы для своих нужд делили часы на минуты. В повседневной жизни минуты значения не имели.

Описание слайда:

Что им можно определить?
Полуденную линию и стороны света; Высоту Солнца над горизонтом и широту места, момент наступления истинного полдня, а по нему и долготу места.
В полдень тень от всех предметов направлены вдоль линии, точно указывающей с юга на север. Она называется полуденной.
Зная ее направление можно установить солнечные часы.
Определить направление полуденной линии в любой точке Земли поможет древнейший астрономический прибор – гномон. Для того чтобы его изготовить, понадобиться прямой шест, который необходимо вертикально вбить в землю, пользуясь отвесом. За 1-2 часа до полудня отметим конец тени от шеста колышком.
Возьмем шнур. Один конец его привяжем к основанию гномона. Используя свободную часть шнура как циркуль начертим на земле окружность, проходящую через вбитый колышек.
Тень от шеста будет сначала сокращаться, а потом расти и при этом медленно поворачиваться. Когда она вновь коснется начерченной нами окружности, отметим конец тени другим колышком. Прямая, проходящая через середину линии, соединяющий первый и второй колышки, и основание гномона – полуденная линия. Теперь мы в любой точке сможем определить момент истинного полдня.

Описание слайда:

Описание слайда:

Описание слайда:

Первое упоминание гномона в географии
Метод, примененный Эратосфеном для определения окружности Земли, был подробно описан им в специальном сочинении; метод состоял в измерении длины тени, отбрасываемой гномоном в Александрии в тот самый момент, когда в Сиеие (Ассуане), находившейся приблизительно на том же меридиане, Солнце стоит прямо над головой. Угол между вертикалью и направлением на Солнце оказался (в Александрии) равным 1/50 полного круга. [4]

Описание слайда:

Считая расстояние между Александрией и Сиеной равным 5000 стадиев (немного менее 800 км), Эратосфен получил для окружности земного шара приближенное значение 250 000 стадиев. Более точные вычисления дали значение 252 000 стадиев, или 39 690 км, что всего лишь на 310 км отличается от истинной величины. Этот результат Эрастофена оставался непревзойденным вплоть до XVII в. [4]

Первое упоминание гномона в географии

Описание слайда:

Описание слайда:

Практическое использование гномона в географии

Описание слайда:

Практическое использование гномона в географии

Описание слайда:

Описание слайда:

Описание слайда:

Гномоническая или гномическая проекция в картографии
В этой азимутальной проекции центр Земли используется как точка перспективы. Все большие окружности
представляют собой прямые линии, независимо от ориентировки проекции. Эту проекцию полезно использовать при разработке маршрутов навигации, поскольку большие окружности представляют маршруты с кратчайшим расстоянием.
Искажение возрастает по мере удаления от центра;
умеренное искажение наблюдается в пределах 30° от
центральной точки.[7]

Описание слайда:

Использованная литература
Д.Н. Ушаков Большой толковый словарь [1]
http://www.classes.ru/all-russian/russian-dictionary-Ushakov-term-10511.htm
Рост посредством гномического расширения [2]
http://www.bb-celitel.ru/iscelit/69.html
Cайт профессиональных трейдеров [3]
http://www.virtuosclub.ru/main/library/f06/skachat-knigu-m-gazale-gnomon-ot-faraonov-do-fraktalov
Газале Гномон От фракталов до фараонов
Античная наука [4]
http://antic.portal-1.ru/geog.html
Профессия физической географии [5]
http://globscience.ru/node/40
Географическая площадка и занятия на ней[6] http://antonioracter.narod.ru/nayka/geograf/metodika/geogrPlojadka.htm
Картографические проекции[7] http://grinikkos.com/Donlowd/61/ArcGIS%209.1/ArcGIS%209%20%ca%e0%f0%f2%ee%e3%f0%e0%f4%e8%f7%e5%f1%ea%e8%e5%20%ef%f0%ee%e5%ea%f6%e8%e8.pdf
http://ru.wikipedia.org/wiki/w/index.php?title=%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:Cite&page=Chimaira&id=6888247

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник

Практическая работа по географии «Модель Гномона»

Практическая работа «Наблюдение за тенью гномона»

Оборудование: лист картона размером 40х40, гномон – деревянная палочка длиной примерно 20 см., пластилин, карандаш, линейка, отвес (веревочка с грузом)

1) Установите гномон вертикально в центре картонного листа. (Как определить центр посмотрите на рис.2. Отвес должен плотно прилегать к гномону)

2) Установите модель гномона на горизонтальной поверхности, так чтобы на неё попадал солнечный свет, и гномон отбрасывал тень.

3) Карандашом отметьте конец тени и линейкой измерьте её длину. Сделайте запись о времени наблюдения и длине тени.

4) Повторите действия п.3 через 15-20 минут, через 1, 2 и 3 часа. Во время наблюдений обращайте внимание на изменение положения Солнца (поднимается над горизонтом, опускается к горизонту). Каждый раз записывайте время наблюдения, длину тени и положение Солнца.

5) В результате наблюдений сделайте вывод о том, как изменялась длина тени гномона в зависимости от положения Солнца над горизонтом: «Когда Солнце поднималось над горизонтом, тень гномона ____________; когда Солнце опускалось над горизонтом, тень гномона ___________________.»

Дополнительная практическая работа «Определение высоты солнца» (для самых любопытных, ее возможно выполнить только на выходных)

Оборудование: модель гномона из предыдущей практической работы.

1) Используя данные сайта http://dateandtime.info/ru/citysunrisesunset.php?id=1496747 определите время истинного полдня в Новосибирске. Запишите.

2) Измерьте длину тени гномона именно во время истинного полдня. Уточните высоту гномона. Запишите результаты измерений.

(презентация Гномон, в нижнем правом углу кнопка «Рассчитать угловую высоту Солнца над горизонтом»)

Оформите работу в тетради. Удачи в поимке солнечных лучей в нужное время!

Источник

Солнечные часы своими руками. Мастер-класс

Здравствуйте, дорогие читатели КАРТОНКИНО.ru! Весна. Где-то она уже в самом разгаре, где-то её прихода пока только ждут, через месяцок-другой, но солнце везде светит ярче и дольше. И у нас есть прекрасная возможность пустить солнечный свет в дело, смастерив солнечные часы своими руками. Разумеется, они не заменят традиционные — механические и электронные — часы, но самоделка эта — очень занимательная, а для представителей подрастающего поколения — ещё и познавательная, ведь модель солнечных часов, которую мы будем делать, — самая что ни на есть действующая, а её изготовление потребует определённых знаний в области астрономии и тригонометрии.

Существует немало разновидностей этого древнейшего прибора для измерения времени. Но среди всего многообразия солнечных часов, когда-либо использовавшихся, в качестве основных или классических выделяют следующие типы:

— экваториальные (у таких солнечных часов плоскость кадрана (циферблата) параллельна экватору, а гномон (та часть, которая отбрасывает тень), обычно представляющий собой металлический стержень, параллелен земной оси);

Экваториальные солнечные часы на берегу Темзы (Лондон, Англия)

— горизонтальные (плоскость кадрана параллельна плоскости горизонта, а гномон имеет форму треугольника, одна из сторон которого наклонена к плоскости кадрана на угол, равный географической широте места установки часов);

Горизонтальные солнечные часы (Лимассол, Кипр)

— вертикальные (как следует из названия, циферблат таких часов размещается в вертикальной плоскости, обычно на стенах зданий).

Настенные солнечные часы (Собор Или, Англия)

Мы с вами будем делать солнечные часы экваториального типа, как самые простые в изготовлении. Благодаря тому, что циферблат устанавливается параллельно экватору, а солнце движется по небесной сфере практически равномерно, тень от гномона за каждый час будет смещаться на угол, равный 15°. Поэтому часовые деления на циферблат наносятся также, как и в обычных часах, только отметок нужно не 12, а 24. Понятно, что верхняя часть циферблата вряд ли пригодится, разве только жителям заполярья, когда наступит полярный день, и солнце будет светить круглосуточно.

Чертить циферблат самостоятельно необходимости нет, можете воспользоваться готовыми шаблонами — круглым или квадратным (какой больше по душе):

Наша задача сводится к тому, чтобы правильно сориентировать в пространстве солнечные часы. Угол наклона циферблата относительно горизонтальной плоскости определяется так:

где φ — географическая широта. Узнать широту своего места жительства можно по карте или в Википедии.

А зная необходимые углы, очень просто сделать для наших солнечных часов наклонную подставку из картона или бумаги и потом наклеить на неё распечатанный на принтере циферблат либо подготовить в графическом редакторе развертку корпуса часов с нанесённым изображением циферблата.

Давайте посмотрим, как рассчитать размеры корпуса солнечных часов.

Размеры шаблона циферблата нам известны. Боковая сторона корпуса представляет собой прямоугольный треугольник. Таким образом, нам известны длина гипотенузы С и углы треугольника, а длины катетов A и B рассчитываются по тригонометрическим формулам:

Остаётся только начертить развёртку по полученным размерам, можно даже без боковых стенок.

Я сделала корпус с открывающейся задней крышкой (ниже объясню, для чего):

Что ни делай, всё равно коробочка получается

Ну вот, теперь в центре циферблата нужно установить гномон. Для этого можно использовать любой подходящий по размеру стержень (например, пластиковую трубочку от пакетика с соком). А можно также сделать его из картона или бумаги:

— вырезаем прямоугольную полоску шириной 60 мм (длину определяем эмпирически, на глаз, так, чтобы при сворачивании получилась плотная трубочка диаметром около 5-6 мм с небольшим отверстием);

— наклеиваем на 1 край двусторонний скотч и сворачиваем трубочку;

— вырезаем ещё одну прямоугольную полоску шириной 15-20 мм и также сворачиваем ее в трубочку диаметром, совпадающим с диаметром отверстия первой трубочки;

— отрезаем часть первой трубочки на расстоянии 10 мм от края (это будет что-то вроде гайки)

и соединяем детали;

— закрепляем гномон на циферблате, фиксируя его с обратной стороны «гайкой» (тут-то и пригодилась открывающаяся крышка).

Солнечные часы готовы. Теперь, чтобы они работали правильно, нужно поставить их на освещённом солнцем месте (на подоконнике, на балконе и т.д.) так, чтобы гномон «смотрел» на север (направление определяем по компасу).

Конечно, ждать точного совпадения показаний таких солнечных часов с показаниями обычных часов не стоит. Во-первых, солнечные часы, показывающие истинное солнечное время, не учитывают поясное время в конкретной местности. Во вторых, не стоит забывать, что магнитный и географический полюса Земли имеют расхождение, и то, что часы мы ориентировали по магнитному полюсу, также внесёт некоторую погрешность.

И наконец, главный момент, с которым также придётся считаться, — экваториальные часы работают только в период между днями весеннего и осеннего равноденствия. Всё остальное время время верхняя поверхность кадрана будет находиться в тени. Но день весеннего равноденствия в северном полушарии уже скоро, так что ждать остаётся недолго. Времени как раз хватит, чтобы сделать солнечные часы своими руками и настроить их на работу.

Успешных вам экспериментов!

Понравилась статья? Впереди ещё много интересного — подписывайтесь на обновления и получайте анонсы прямо себе на почту!

Кстати, уже готов новый мастер-класс по изготовлению солнечных часов. На этот раз речь идёт о модели карманных часов горизонтального типа.

Источник