Солнечные часы «Уайтхёрст и сын»

Часы добротно сделаны, имеют толстый гномон, одна сторона которого отбрасывает тень до полудня, а шпиль с другой стороны отбрасывает тень после полудня[5]. 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[6]. Соответственно и нос гномона должен быть поднят на такую величину.

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[7][8][9]. Поэтому тень неравномерно подает на них в разное время; при создании часов приходится учитывать длину часовых черт[10][11]. 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 настоящий север) на плоскости, а t - количество часов до или после полудня.

Шкалы конвертации уравнения времени

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.

Уравнение времени

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)[12]. По часам Уайтхёрстов можно было даже сверять карманные часы, которые на то время (1812) не всегда ходили корректно. К 1820 часовое производство было усовершенствовано: анкерный ход стал повсеместно признан, и отпала необходимость в частой калибровке.