นาฬิกาแดด

นาฬกิ าแดด การศึกษาเรื่องนาฬิกาแดด จะช่วยให้เรามีความรู้เรื่องทางเดินทางของ ดวงอาทิตย์ หรือ “สุริยวิถี” และเป็นพยานหลักฐานในเรื่องแกนโลกเอียง 23.5 องศา ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ นอกจากนั้นยังทำให้เราเข้าใจถึงเรื่อง ความสัมพันธ์ของธรรมชาติ ปริมาณพลังงานที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ และ เรื่องของฤดกู าล ภาพท่ี 1 เสน้ สุริยวิถเี อียงทำมมุ กบั เสน้ ศูนย์สตู รฟ้า ทำให้เรามองเหน็ ดวงอาทติ ยข์ น้ึ -ตก ค่อนไปทางเหนือหรือใต้ในรอบปี นาฬิกาแดด แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ นาฬกิ าแดดแบบศูนย์สูตร นาฬกิ าแดดแนวตงั้ และนาฬกิ าแดดแนวราบ นาฬิกาแดดทัง้ สามชนดิ มีสว่ นประกอบท่สี ำคญั 2 ช้ินส่วนคอื สันกำเนิดเงา (Gnomon) ตั้งชเ้ี ขา้ หาจดุ ขัว้ ฟา้ ในแนวทิศเหนอื -ใต้ มหี น้าท่กี ำเนดิ เงาแทน เขม็ นาฬิกา หน้าปดั (Dial) เป็นฉากรับเงาทเ่ี กดิ จากสนั กำเนดิ เงา โดยท่วั ไปจะมีสเกลแบง่ เวลาเป็น ชว่ั โมง เชน่ เดยี วกับนาฬิกาทั่วๆ ไป เส้นชั่วโมงของนาฬิกาแดดแบบศนู ย์สูตร และนาฬิกาแดด แนวตงั้ จะห่างกนั เส้นละ 15° เน่ืองเพราะในหน่งึ ชั่วโมง ทรงงกลมจะท้องฟ้าเคล่อื นที่ไปเท่ากบั

360°/ 24 ช่ัวโมง สว่ นเส้นชวั่ โมงของนาฬกิ าแดดแนวราบจะหา่ งไมเ่ ทา่ กัน เน่ืองจากเป็นการฉาย เงาจากแนวตัง้ ลงสแู่ นวราบอกี ทีหนึง่ นาฬิกาแดดแบบศนู ย์สตู ร (Equatorial Sundial) ภาพท่ี 2 นาฬิกาแดดแบบศนู ย์สูตร นาฬิกาแดดแบบศนู ย์สูตร มีสันกำเนิดเงาต้ังอยใู่ นแนวทศิ เหนือ-ใต้ ชี้ไปยงั ขั้วฟ้า หรือทำ มมุ เทา่ กับ ค่าละติจดู ของผสู้ ังเกตการณ์ โดยมีหน้าปัดรับเงาทัง้ สองดา้ น เนื่องจากในชว่ งวันที่ 21 ม.ี ค. ถงึ วันที่ 23 ก.ย. ดวงอาทิตยจ์ ะอย่ใู นซกี ฟ้าเหนือ ส่วนในชว่ งวันท่ี 23 ก.ย. ถงึ วนั ท่ี 21 ม.ี ค. ดวงอาทติ ยจ์ ะอย่ใู นซกี ฟ้าใต้ นาฬกิ าแดดประเภทนเี้ ป็นทีน่ ิยมใช้ในประเทศแถบศนู ย์สตู ร เช่น ประเทศไทย เนอื่ งจากสนั กำเนดิ เงาของนาฬกิ าแดดแนวตงั้ และนาฬกิ าแดดแนวนอน มีระดับตำ่ ทำมุมลาดมากและไมส่ วยงาม

ภาพท่ี 3 หน้าปดั ของนาฬิกาแดดแบบศูนย์สตู ร หนา้ ปดั ของนาฬกิ าแดดแบบศูนย์สูตรจะเอยี งทำมมุ ขนานกับระนาบของเส้นศนู ยส์ ตู รฟ้า โดยมีสเกลแบ่งเวลาเป็นช่ัวโมง เส้นช่วั โมงแต่ละเสน้ ทำมมุ กนั 15 องศา (360°/ 24 ชัว่ โมง) เนื่องจากทรงกลมทอ้ งฟา้ เคล่ือนท่ไี ป 15° ใน 1 ชวั่ โมง นาฬกิ าแดดแนวตัง้ (Vertical Sundial) ภาพที่ 4 นาฬิกาแดดแนวตั้ง นาฬิกาแดดแนวตั้ง มลี กั ษณะและหลักการคลา้ ยคลึงกบั นาฬกิ าแดดแบบศนู ยส์ ตู ร เพียงแต่หนา้ ปัดหรอื ฉากรับเงา จะตั้งข้ึนตั้งฉากกับพนื้ โลก นาฬิกแดดแนวตง้ั จะต้องมหี นา้ ปดั สอง ด้านเช่นเดียวกับนาฬิกาแดดแบบศนู ยส์ ูตร เนอื่ งจากดวงอาทติ ยซ์ งึ่ เป็นตน้ กำเนิดแสง จะมี ตำแหน่งค่อนไปทางเหนอื -ใต้ ตามแต่ฤดูกาล นาฬิกาแดดแนวตง้ั สว่ นมากมีขนาดเล็ก ชาวยโุ รป นิยมสรา้ งนาฬกิ าแดดประเภทนี้ ประดบั ผนงั ภายนอกอาคาร

ภาพท่ี 5 หน้าปัดของนาฬิกาแดดแนวต้งั หน้าปัดของนาฬิกาแดดแนวต้งั ทำมมุ ตง้ั ฉากกบั พื้น (ไมเ่ หมือนกับหน้าปดั ของนาฬิกาแดด แบบศูนย์สตู ร ซ่งึ เอียงขนานกบั ระนาบของเสน้ ศูนยส์ ูตรฟ้า) โดยมีสเกลแบง่ เวลาเป็นชัว่ โมง เสน้ ช่วั โมงแตล่ ะเส้นทำมมุ กนั 15 องศา (360°/ 24 ช่วั โมง) เชน่ กนั นาฬกิ าแดดแนวราบ (Horizontal Sundial) ภาพท่ี 6 นาฬิกาแดดแนวราบ นาฬกิ าแดดแนวราบ มสี ันกำเนดิ เงาขนานกบั แกนหมุนของโลก และช้ไี ปทางข้ัวฟา้ เมอื่ แสงอาทิตยส์ ่องมา จะปรากฏเงาบนพื้นราบ ในลกั ษณะเดียวกบั เงาของอาคาร หรือตน้ ไม้ ดวง อาทติ ย์อย่สู งู เงาก็ย่ิงสัน้ ลง นาฬกิ าแดดประเภทน้ีเปน็ ที่นยิ มใชก้ ันมากในประเทศที่มลี ะติจดู สงู แต่ไมเ่ หมาะสำหรับประเทศที่อยใู่ กล้กับเสน้ ศนู ย์สูตร เช่น ประเทศไทย เน่ืองจากมุมละตจิ ูด (มมุ A ในภาพท่ี 5) เล็กมาก ทำให้สนั กำเนดิ เงาตำ่ มาก

ภาพที่ 7 หน้าปดั ของนาฬิกาแดดแนวราบ ส่วนเสน้ ช่ัวโมงของนาฬกิ าแดดแนวราบแตล่ ะเส้นจะห่างไมเ่ ท่ากัน (ไมเ่ หมอื นกบั นาฬกิ า แดดแบบศนู ยส์ ูตร และนาฬกิ าแดด แนวต้งั ซง่ึ มีเส้นช่ัวโมงหางกนั เสน้ ละ 15°) ทง้ั นเ้ี ปน็ เพราะ การฉายเงาจากสันกำเนดิ เงาแนวตั้ง ลงสูพ่ ื้นหนา้ ปดั แนวราบอกี ทีหนึ่ง ทา่ นสามารถทำความเขา้ ใจ ได้จากการใชน้ าฬกิ าแดดเกิดแกว้ หมายเหตุ: นาฬิกาแดดทุกชนดิ สามารถคลาดเคลื่อนจากเวลาจริง ประมาณ ±15 นาที แลว้ แต่ ฤดกู าล เน่อื งจาก แกนของโลกเอยี ง 23.5° และวงโคจรของโลกเป็นรูปวงรี ทำใหร้ ะยะทางระหวา่ ง โลกกบั ดวงอาทติ ย์ ไม่ใชร่ ะยะตายตวั นาฬกิ าแดดเกดิ แก้ว ผลติ เพื่อใช้ในบริเวณหอดูดาวเกิดแกว้ ซงึ่ มี ละตจิ ูด 14° และลองติจดู 100°หากนำไปใชท้ ่ีอน่ื อาจทำใหเ้ กิดการคลาดเคลอื่ นได้ ทมี่ า : http://www.pw.ac.th/