Гномон
Гно́мон (др.-греч. γνώμων — указатель) — древнейший астрономический инструмент, вертикальный предмет (обелиск, колонна, шест), позволяющий по наименьшей длине его тени (в полдень) определить угловую высоту Солнца[1][2]. Кратчайшая тень указывает и направление истинного меридиана. Гномоном также называют часть солнечных часов, по тени от которой определяется время в солнечных часах.
Искусство конструирования и изготовления гномонов и солнечных часов называется гномоникой.
Гномон позволяет определить:
- Астрономический полдень — момент, когда длина его тени наименьшая[3].
- Направление на географический полюс (ближайший, если наблюдатель находится вне тропического пояса) — по направлению тени в астрономический полдень.
- Широту места — по длине тени гномона и величине солнечного склонения в астрономический полдень данной даты.
Для точности измерения важное значение имеет высота гномона — чем он выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, что повышает точность измерения. Для удобства отсчёта на конце гномона было отверстие, которое было ярко видно в тени. Другой способ увеличения точности — находить биссектрису утренней и вечерней тени одинаковой длины[4]: на рассвете и закате скорость изменения длины тени выше и её направление (для заданной длины) устанавливается точнее.
Тем не менее точность гномона в принципе невелика, так как угловой диаметр Солнца приблизительно равен половине градуса, использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно. Для повышения точности определения длины и направления тени гномона применялись различные «обострители тени» — диафрагмы с отверстием или шары небольшого диаметра, в этом случае единственным нескомпенсированным источником ошибки окажется явление атмосферной рефракции.
Принято считать, что гномон изобрёл древнегреческий философ и астроном Анаксимандр Милетский.
Примечания
- Витковский В. В. Гномон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Юсупов Э. С. Гномон // Словарь терминов архитектуры. — Санкт-Петербург: Фонд «Ленинградская галерея», 1994. — С. 41. — 432 с. — ISBN 5-85825-004-1.
- Строго говоря, утверждение, что в астрономический полдень длина тени наименьшая, — неточное. В даты, близкие к равноденствиям, склонение Солнца меняется так быстро (примерно на 24 угловые минуты в сутки), что весной минимум длины тени наблюдается позже прохождения Солнцем небесного меридиана, а осенью — раньше. Более отчётливо это проявляется в высоких широтах. Так, на широте 45° разница достигает 15 секунд, на 60° — 26 секунд. Лишь вблизи дат солнцестояний разница становится пренебрежимо малой.
- данное условие - равенство длин утренней и вечерней тени на равных отрезках времени до и после полудня, - соблюдается только вблизи дат солнцестояний, когда его склонение практически постоянно. Если пренебречь изменением величины солнечного склонения, накопившимся с утреннего наблюдения до вечернего, то биссектриса получит существенное отклонение от линии меридиана.