Đồng hồ mặt trời là một thiết bị sử dụng vị trí của mặt trời để xác định thời gian. Cây đũa thẳng đứng, được gọi là gnomon, được định vị để phủ bóng lên mặt đồng hồ mặt trời được đánh dấu trước. Khi mặt trời di chuyển trên bầu trời, bóng của nó cũng sẽ di chuyển. Khái niệm này có thể dễ dàng được chứng minh trong sân sau của bạn với một chiếc đồng hồ mặt trời rất đơn giản được làm bằng một cây gậy và một ít đá cuội. Ngoài ra còn có nhiều dự án dễ dàng khác mà trẻ em có thể làm để học các khái niệm. Đối với những thứ cao cấp hơn một chút, bạn có thể làm một chiếc đồng hồ mặt trời vĩnh viễn trong vườn hoặc sân sau của mình. Với một chút đo lường và công việc mộc, chiếc đồng hồ này sẽ cho bạn biết thời gian với độ chính xác tuyệt vời.
Bươc chân
Phương pháp 1/3: Sử dụng gậy và đá
Bước 1. Tập hợp thiết bị
Đồng hồ mặt trời rất cơ bản này là một cách tuyệt vời để giải thích khái niệm này với một chút lập kế hoạch. Tất cả những gì bạn cần để làm chúng là một số vật dụng đơn giản được tìm thấy ở sân sau. Những công cụ này là một cây gậy thẳng (dài khoảng nửa mét), một vài hạt đá cuội và một chiếc đồng hồ hoặc điện thoại di động để báo giờ.
Bước 2. Tìm khu vực có nắng để gắn que vào
Tìm một nơi có ánh nắng mặt trời đầy đủ suốt cả ngày. Nhúng một đầu que vào cỏ hoặc đất. Nếu bạn sống ở Bắc bán cầu, hãy nghiêng thanh một chút về phía Bắc. Nếu bạn sống ở Nam bán cầu, hãy hơi nghiêng thanh về phía Nam.
- Nếu bạn không thể tìm thấy những khu vực cỏ mềm, hãy ứng biến.
- Đổ đầy cát hoặc sỏi vào một cái xô nhỏ và trồng một cây gậy ngay giữa.
Bước 3. Bắt đầu lúc 7:00 sáng
Nếu bạn muốn hoàn thành việc làm đồng hồ mặt trời trong một ngày, hãy bắt đầu vào buổi sáng sau khi mặt trời mọc hoàn toàn. Quan sát các que tính lúc 7 giờ sáng. Khi mặt trời chiếu vào nó, cây gậy đổ bóng. Sử dụng một trong những viên sỏi để đánh dấu nơi bóng đổ trên mặt đất.
Bước 4. Kiểm tra lại que sau mỗi giờ
Đặt báo thức hoặc theo dõi đồng hồ của bạn để bạn có thể cập nhật đồng hồ mặt trời của mình mỗi giờ. 8 giờ sáng quan sát lại và dùng một viên sỏi khác đánh dấu vị trí bóng của chiếc gậy rơi trên mặt đất. Làm điều tương tự vào lúc 9:00 sáng, 10:00 sáng, v.v.
- Nếu bạn muốn có độ chính xác cao, hãy dùng phấn để đánh dấu từng viên sỏi vào thời điểm chính xác mà bạn đặt nó trên mặt đất.
- Bóng sẽ di chuyển theo chiều kim đồng hồ.
Bước 5. Tiếp tục quá trình này cho đến tối
Hãy quay lại mỗi giờ và đánh dấu bằng sỏi trên mặt đất. Làm điều này cho đến khi không còn ánh sáng mặt trời trong ngày. Đồng hồ mặt trời của bạn sẽ kết thúc vào cuối ngày. Chỉ cần mặt trời chiếu sáng, bạn có thể sử dụng thiết bị đơn giản này để tìm ra mấy giờ.
Phương pháp 2/3: Sử dụng giấy và ống hút
Bước 1. Tập hợp thiết bị
Đồng hồ mặt trời dễ dàng này là một dự án tuyệt vời cho trẻ em trong một ngày hè nóng bức. Các công cụ cần thiết rất đơn giản - bạn có thể đã có tất cả chúng ở nhà. Những vật dụng này là bút màu / bút dạ, đĩa giấy, bút chì nhọn, đinh ghim, thước kẻ và ống hút thẳng bằng nhựa.
Bắt đầu chuẩn bị đĩa giấy vào khoảng 11:30 tối vào một ngày nắng đẹp, không có mây
Bước 2. Viết số 12 lên mép tấm
Sử dụng bút chì màu hoặc bút đánh dấu cho việc này. Lấy một cây bút chì nhọn và dán nó vào giữa tấm giấy. Lấy bút chì ra để bạn có một lỗ ở giữa.
Bước 3. Dùng thước kẻ để vẽ các đoạn thẳng
Vẽ từ số 12 đến lỗ bạn đã tạo ở giữa tấm. Con số này đại diện cho 12 giờ trưa.
Bước 4. Sử dụng la bàn để xác định cực thiên thể gần nhất
Ống hút, hoặc gnomon của bạn, phải hướng đến cực thiên thể gần nhất, song song với trục của trái đất. Đó là Bắc Cực đối với những người sống ở Bắc bán cầu. Nếu bạn sống ở Nam bán cầu, đó là Nam cực.
Bước 5. Lấy đĩa ra ngoài ngay trước buổi trưa
Đặt nó xuống đất ở khu vực có thể tiếp xúc với ánh nắng mặt trời đầy đủ suốt cả ngày. Dán ống hút vào lỗ ở giữa đĩa.
Bước 6. Ấn nhẹ ống hút
Làm như vậy để ống hút nghiêng về phía cực thiên thể gần nhất.
Bước 7. Quay đĩa chính xác trong ngày
Xoay nó để bóng của ống hút song song với đường bạn đã vẽ. Vì bạn chỉ đo giờ ban ngày nên tấm này sẽ giống như một chiếc đồng hồ chỉ hiển thị 12 giờ.
Bước 8. Đặt đĩa xuống đất
Dán một vài chốt đẩy qua tấm để giữ cho chúng không bị dịch chuyển.
Bước 9. Nhìn lại cái đĩa một giờ sau
Đến 1 giờ chiều, nhìn vào đĩa một lần nữa và kiểm tra vị trí bóng của ống hút. Viết số 1 trên mép đĩa nơi bóng đổ.
Bước 10. Đặt báo thức và quay lại mỗi giờ
Tiếp tục đánh dấu vị trí của bóng đổ trên mép tấm. Bạn sẽ quan sát thấy bóng chuyển động theo chiều kim đồng hồ.
Bước 11. Thảo luận với con bạn về cái bóng
Hỏi tại sao họ nghĩ rằng bóng đen đang di chuyển. Giải thích điều gì xảy ra khi bóng đen di chuyển xung quanh đồng hồ mặt trời.
Bước 12. Lặp lại quá trình này cho đến tối
Tiếp tục đánh dấu các tấm mỗi giờ cho đến khi ánh sáng ban ngày của bạn kết thúc. Lúc này, đồng hồ mặt trời sẽ hoàn tất.
Bước 13. Kiểm tra đĩa vào ngày hôm sau
Yêu cầu trẻ nhìn lại cái đĩa vào ngày nắng tiếp theo và cho bạn biết thời gian dựa trên vị trí của các bóng. Thiết bị đơn giản này có thể được sử dụng để xác định thời gian trong ngày vào một ngày nắng.
Phương pháp 3/3: Làm đồng hồ mặt trời nâng cao
Bước 1. Cắt một hình tròn đường kính 50 cm từ ván ép dày 2 cm
Vòng tròn này sẽ là mặt của đồng hồ mặt trời. Phủ sơn lót lên cả hai mặt của hình tròn bằng gỗ. Khi lớp sơn lót khô đi, hãy nghĩ xem bạn muốn đồng hồ mặt trời trông như thế nào. Bạn cần chọn kiểu số, chẳng hạn như chữ số La Mã, chữ số tiêu chuẩn, v.v.
- Chọn màu bạn muốn sử dụng và nếu bạn thích, một hình ảnh hoặc hình minh họa để gắn vào mặt đồng hồ.
- Phác thảo một số thiết kế khác nhau cho đến khi bạn chọn một thiết kế cuối cùng.
Bước 2. Vẽ thiết kế cuối cùng của bạn trên một mảnh giấy lớn hình tròn
Bạn sẽ sử dụng thiết kế này như một cây bút chì để chuyển thiết kế lên vòng tròn bằng gỗ. Vì vậy, hãy vẽ theo tỷ lệ. Bây giờ bạn cần nhập các con số vào thiết kế, đòi hỏi một chút đo lường chính xác. Sử dụng thước thẳng và thước đo góc để làm điều này.
- Bắt đầu với số 12 ở trên cùng, giống như mặt đồng hồ.
- Đo vị trí tâm hình tròn, sau đó dùng thước kẻ một đoạn thẳng từ số 12 đến tâm hình tròn.
Bước 3. Dùng thước đo góc để đo chính xác 15 độ sang phải
Đánh dấu số 1 ở đó. Dùng thước kẻ để vẽ một vạch đồng hồ khác. Tiếp tục đánh dấu các số cách nhau đúng 15 độ. Di chuyển theo chiều kim đồng hồ và sử dụng thước đo góc để tiếp tục đánh dấu các con số. Tiếp tục cho đến khi bạn đạt 12. Điều này sẽ đối lập trực tiếp với 12 đầu tiên. Hai con số này đại diện cho ngày và đêm.
- Sau đó, bắt đầu lại với 1 cho đến khi bạn quay lại 12 đầu tiên ở trên cùng. Những con số này hiện đã được đánh dấu chính xác trên giấy.
- 24 giờ đầy đủ được thể hiện ở mức độ chính xác cao nhất. Khi các mùa thay đổi, vị trí của Trái đất cũng vậy. Vào mùa hè, ngày dài hơn. Vào mùa đông, ngày ngắn hơn.
- Có những ngày vào mùa hè, ánh sáng ban ngày kéo dài hơn 12 giờ.
Bước 4. Sơn thiết kế của bạn trên vòng tròn gỗ
Sử dụng giấy của bạn làm giấy nến sao cho các con số và vạch giờ khớp với những gì bạn đã đo chính xác. Sử dụng bút đánh dấu sơn để đặt các con số trên gỗ vì điều này sẽ liên quan đến công việc chi tiết tốt. Đánh dấu sơn tốt hơn đánh dấu vĩnh viễn vì chúng có khả năng chống lại các yếu tố cao hơn.
Bước 5. Tạo một gnomon
Gnomon là một phần của đồng hồ mặt trời sẽ đổ bóng. Sử dụng một ống có ren, và bạn sẽ cần đo nó dài khoảng 5 hoặc 7,5 cm. Đường kính là 1,25 cm. Đảm bảo rằng đường kính của gnomon rộng hơn một chút so với đường kính của chính nó. Làm cho các đầu cuối hình nón.
- Chiều dài của ống và đầu của gnomon không được vượt quá 7,5 cm.
- Sơn gnomon bất kỳ màu nào bạn thích. Điều này sẽ giúp nó không bị gỉ.
Bước 6. Chuẩn bị các trụ gắn đồng hồ mặt trời
Mặt của đồng hồ mặt trời, cụ thể là vòng tròn bằng gỗ, sẽ được cài đặt trên bài đăng này. Bạn sẽ cần một tấm ván gỗ 4x4x8 đã được lắp đặt ngoài trời. Những quả bông này phải hoàn toàn thẳng và không có vết nứt lớn trên chúng. Để lắp đặt đúng cách, phần trên của quả bông phải được cắt ở một góc vuông.
- Để có được góc này, hãy trừ đi 90 độ từ vĩ độ hiện tại của bạn.
- Ví dụ, nếu bạn đang ở vĩ độ 40 N, hãy vẽ một góc 50 độ trên một tấm gỗ 4x4.
Bước 7. Cắt các góc trên các bài viết
Vẽ một đường ở góc bên phải bằng thước của thợ mộc. Vẽ đường thẳng này cách đầu bài viết 15 cm. Dòng này là phía dưới của góc. Dùng thước đo góc để đo, sau đó dùng cưa cắt góc.
- Sau đó đo tâm của mặt đồng hồ và khoan một lỗ ở đó.
- Kiểm tra việc gắn cột vào mặt đồng hồ bằng vít 2 mm, chỉ để đảm bảo mọi thứ được cố định đúng vị trí.
Bước 8. Đào lỗ cho các trụ
Tìm một chỗ có nắng cho đồng hồ mặt trời của bạn và đào một cái lỗ để lắp tấm đệm vào. Đảm bảo rằng bạn không can thiệp vào cáp hoặc đường dây ngầm. Nhét quả bông vào lỗ. Kiểm tra nó để đảm bảo nó cách mặt đất 1,5 mét khi đứng thẳng. Sử dụng la bàn để đảm bảo góc bạn cắt trên cột hướng về phía bắc. Sử dụng một mức độ để đảm bảo rằng nó ở vị trí thẳng đứng.
- Cố định quả bông bằng cách đổ xi măng xuống đáy.
- Để vài ngày trôi qua trước khi gắn mặt đồng hồ để xi măng khô hoàn toàn.
Bước 9. Gắn mặt đồng hồ lên bài
Dùng vít đường kính 2 mm dài 5 cm để gắn mặt. Vặn các vít vừa đủ để chúng giữ mặt cố định, nhưng bạn vẫn có thể dễ dàng lật mặt. Đặt mặt bích ngay trên mặt đồng hồ mặt trời.
- Bạn sẽ có thể nhìn thấy vít ở lỗ trung tâm của mặt bích.
- Dùng tay phải để gắn ống gnomon vào mặt bích mà bạn nên cầm bằng tay trái.
Bước 10. Xoay mặt đồng hồ mặt trời để các vạch 6 giờ sáng và 6 giờ chiều nằm ngang
Sau đó, điều chỉnh gnomon để cùng một đường giống như nó đi thẳng vào tâm. Hãy chắc chắn rằng đường dây lúc 12 giờ trưa cũng giống như nó đi qua gnomon.
Bước 11. Đặt thời gian và cài đặt gnomon
Bạn phải đặt thời gian trong Giờ tiết kiệm ánh sáng ban ngày để có kết quả chính xác. Giữ mặt bích bằng tay trái. Sử dụng tay phải của bạn để xoay mặt đồng hồ. Kiểm tra thời gian hiện tại. Tiếp tục quay mặt cho đến khi bóng của gnomon hiển thị cùng lúc với mặt đồng hồ. Dùng bút chì đánh dấu vị trí của bốn vít mặt bích và sau đó tháo mặt bích ra.
- Bây giờ hãy siết chặt các vít. Không di chuyển mặt đồng hồ mặt trời trong khi bạn làm điều này.
- Khoan lỗ cho bốn vít và sau đó vặn chặt mặt bích trên mặt đồng hồ.
- Cuối cùng, cài đặt gnomon vào vị trí của nó.
