Ηλιακό ρολόι

Το Ηλιακό ρολόι είναι συσκευή που μετρά το χρόνο με βάση τη θέση της σκιάς που ρίχνει ο ήλιος πάνω σε ένα αντικείμενο. Τα ηλιακά ρολόγια είναι ο αρχαιότερος τύπος ρολογιών. Επινοήθηκαν από τους Χαλδαίους περί το 2000 π.Χ. και από αυτούς διαδόθηκαν σε όλους τους λαούς του αρχαίου στρατοπέδου. Υπάρχουν πολλά είδη ηλιακών ρολογιών, όπως τα οριζόντια, τα κατακόρυφα, τα ισημερινά, τα αναλημματικά, τα πολικά, κοίλες σφαίρες κ.α. Στους πιο συνηθισμένους τύπους ηλιακών ρολογιών, όπως το οριζόντιο και το κατακόρυφο, ο ήλιος ρίχνει τη σκιά ενός στύλου, ο οποίος ονομάζεται γνώμονας σε ένα επίπεδο όπου είναι χαραγμένο το διάγραμμα των ωρών.

Το Ισημερινό ηλιακό ρολόι

Στο ισημερινό ηλιακό ρολόι ο γνώμονας είναι σταθερός, παράλληλος με τον άξονα περιστροφής της γης. Είναι δηλαδή προσανατολισμένος προς τον Πολικό Αστέρα και σχηματίζει γωνία με το οριζόντιο επίπεδο ίση με το [γεωγραφικό πλάτος] του τόπου. Η επιφάνεια του ρολογιού, όπου είναι χαραγμένες οι γραμμές των ωρών, είναι παράλληλη με το ισημερινό επίπεδο της γης. Δηλαδή η ωρολογόπλακα είναι κάθετη στον γνώμονα και σχηματίζει γωνία με τον ορίζοντα του τόπου ίση με τη συμπληρωματική του γεωγραφικού πλάτους. Σε 24 ώρες η σκιά του ήλιου διαγράφει ένα κύκλο, 360ο, οπότε σε μια ώρα η σκιά του ήλιου θα διαγράφει γωνία 360ο:24=15ο. Πραγματικά οι γραμμές που ορίζουν τις ώρες στο ισημερινό ηλιακό ρολόι σχηματίζουν γωνία με την επόμενη ή προηγούμενη ώρα 15ο.

Το Οριζόντιο ηλιακό ρολόι

Στο οριζόντιο ηλιακό ρολόι η επιφάνεια όπου χαράσσεται το διάγραμμα των ωρών είναι οριζόντια. Η γραμμή που αντιστοιχεί στην ώρα 12:00 είναι προσανατολισμένη στη διεύθυνση βορρά - νότου με κατεύθυνση προς το βορρά. Η γραμμή που αντιστοιχεί στην ώρα 6:00 κατευθύνεται προς τη δύση και η γραμμή που αντιστοιχεί στην ώρα 18:00 κατευθύνεται προς την ανατολή. Ο γνώμονας του οριζόντιου ηλιακού ρολογιού είναι σταθερός, είναι παράλληλος προς τον άξονα της γης και κατευθύνεται προς τον Πολικό Αστέρα. Σχηματίζει δε με το οριζόντιο επίπεδο γωνία ίση με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου.

Το Κατακόρυφο ηλιακό ρολόι

Το κατακόρυφο ηλιακό ρολόι έχει, συνήθως, νότιο προσανατολισμό. Η επιφάνεια όπου χαράσσεται το διάγραμμα των ωρών είναι κατακόρυφη. Ο γνώμονας είναι σταθερός, παράλληλος με τον άξονα της γης, δηλαδή σχηματίζει γωνία με το κατακόρυφο επίπεδο ίση με τη συμπληρωματική γωνία του γεωγραφικού πλάτους (90-φ) του τόπου. Το "Ωρολόγιον του Ανδρόνικου του Κυρρήστου" ή "Πύργος των Ανέμων" ή και "Αέρηδες", που βρίσκεται στην Αθήνα, έχει οκτώ κατακόρυφα ηλιακά ρολόγια ένα σε κάθε πλευρά του οκταγωνικού κτίσματος.

Το Πολικό ηλιακό ρολόι

Στα πολικά ηλιακά ρολόγια ο γνώμονας είναι σταθερός, παράλληλος με τον άξονα της γης. Η επιφάνεια πάνω στην οποία χαράσσεται το διάγραμμα των ωρών είναι κάθετη στο μεσημβρινό επίπεδο του τόπου και παράλληλη με τον γνώμονα.

Το Αναλημματικό ηλιακό ρολόι

Το αναλημματικό ηλιακό ρολόι είναι τύπος ηλιακού ρολογιού όπου ο γνώμονας είναι κατακόρυφος, μετακινούμενος και το επίπεδο όπου χαράσσονται οι ώρες του ρολογιού είναι οριζόντιο. Οι ώρες τοποθετούνται στην περιφέρεια μια έλλειψης. Ο μεγάλος άξονας της έλλειψης προσανατολίζεται στη διεύθυνση Ανατολής- Δύσης, ενώ ο μικρός άξονας στη διεύθυνση Βορρά - Νότου. Στην κατεύθυνση του βορρά αντιστοιχεί η ώρα 12:00, στην κατεύθυνση της δύσης αντιστοιχεί η ώρα 6:00 και στην κατεύθυνση της ανατολής η ώρα 18:00. Ο τύπος αυτός του ηλιακού ρολογιού είναι ο κατάλληλος για την υλοποίηση στην αυλή ενός σχολείου μιας και το ρόλο του γνώμονα μπορεί να πάρει ένας μαθητής και οι γραμμές των ωρών μπορούν να σχεδιαστούν στο δάπεδο της αυλής.