Sonnenuhr : Wann zeigt eine vertikale Sonnenuhr die Zeit an?

Allgemain

Eine vertikale Sonnenuhr zeigt die Zeit an, wenn der Sonnenzeitwinkel (der Winkel zwischen dem Zenit, dem Punkt am Himmelspol und der Sonne) innerhalb bestimmter Grenzen liegt. Der maximale Zeitintervall, in dem die Sonnenuhr anzeigen kann, hängt von der Ausrichtung (Azimut) der Wand, der geografischen Breite, an der die Sonnenuhr aufgestellt ist, und von der Deklination der Sonne ab. Aufgrund letzterer ändern sich diese Grenzen auch im Laufe des Jahres.

Das folgende Bild zeigt die Sonne und die horizontale Ebene an einem beliebigen geografischen Breitengrad (Φ). Je größer der solare Azimutwinkel (A) ist, desto länger kann die vertikale Wand beleuchtet sein. Die ideale Ausrichtung der Sonnenuhr ist daher in Richtung Ost-West. Ein weiterer wichtiger Winkel, auf den wir jedoch bei der Installation einer vertikalen Sonnenuhr keinen Einfluss haben, ist der Höhenwinkel der Sonne (B). Dieser Winkel ist die senkrechte Projektion der Sonne auf die horizontale Ebene. Der Sonnenstand an einem bestimmten geografischen Breitengrad hängt also vom Durchgang der Sonne über die Horizontebene ab. Der Winkel (B) variiert tatsächlich vom Höhenwinkel (B2) am Äquinoktium um +-23.45°. In der nördlichen Hemisphäre führt die scheinbare Bewegung der Sonne nach Norden (zum Zeitpunkt der Sommersonnenwende) tatsächlich dazu, dass die früheste und späteste Stunde, die wir auf der Sonnenuhr ablesen können, verkürzt wird, obwohl der Tag tatsächlich der längste des Jahres ist. Warum das so ist, sehen wir uns auf dem nächsten Bild im nächsten Abschnitt an.

Erzählintervall

Das folgende Bild zeigt die einfallenden Sonnenstrahlen auf unsere vertikale Sonnenuhr. Es ist sofort ersichtlich, dass die Strahlen zur Zeit der Sommersonnenwende am steilsten auf die vertikale Sonnenuhr treffen. Die gesamte Bahn der scheinbaren Sonnenbewegung ist zu dieser Zeit am höchsten am Himmel. Die Sonne geht zu dieser Zeit also auch scheinbar höher auf und unter als zur Zeit der Äquinoktien. In Bezug auf die Brechung der Strahlen stellt dies ein physikalisches Problem dar, insbesondere für die frühesten und spätesten Stunden auf der Skala, die am weitesten links und rechts vom Zentrum der Uhr definiert sind. Dennoch steht die Sonne zur Sommersonnenwende beim Durchgang durch die Wand schneller über dem Horizont als zu Zeiten negativer Deklinationen (von September bis März).

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