Sonnenuhr
Die Lehre von der Sonnenuhr heißt auch Gnomonik (Gnomon = Schattenzeiger).
Geschichte
Sonnenuhren gehen wahrscheinlich auf die Babylonier zurück. Erste gut belegte archäologische Funde stammen aus dem Alten Ägypten des 13. Jahrhunderts v.Chr.
Den Höhepunkt erreichte ihre Verwendung in der griechischen und römischen Antike. In Griechenland gab es Tafeln, auf denen die Tageszeit in Abhängigkeit von der eigenen (Körper-)Schattenlänge angegeben war. Solche Tabellen (Schattentafeln) wurden später auch im Römischen Reich, und noch im Mittelalter benutzt.
Pionier der Hellenistischen Zeit war Aristarchos von Samos.[1] Er schuf Sonnenuhren in Hohlkugelform und in flacher Bauweise.
Am Ende des Römischen Reiches gingen Gebrauch und Anfertigung von Sonnenuhren zurück. Das Wissen über sie verschwand nahezu. Seit dem achten Jahrhundert n.Chr. wurden dann wieder einfache Sonnenuhren ähnlich denen im Alten Ägypten angefertigt.
Nach den Kreuzzügen tauchte in Europa die Variante mit Polstab auf, womit die Sonnenuhr ihre prinzipielle Vollkommenheit erlangte, wenn man davon absieht, dass die von ihr angezeigte Wahre Ortszeit noch mit dem „Fehler der Zeitgleichung" (s. LMT) behaftet ist. Der Polstab wird erstmalig im 12. Jahrhundert von Abul Hassan al Marrakushi beschrieben, was darauf deutet, dass er eine arabische Erfindung ist.
Im späten Mittelalter wurden die mechanischen Uhren erfunden, wodurch sich im öffentlichen Gebrauch die von der Jahreszeit unabhängigen "äquinoktialen" Stunden (mit konstanter Länge) durchzusetzen begannen.
In der Renaissance wurde die Sonnenuhr Objekt der Kunst und der Mathematik. Für herrschaftliche Terrassen und Parks entstanden üppige Vielflächensonnenuhren. Auch tragbare Sonnenuhren erschienen in unterschiedlichen Formen. Am verbreitetsten waren die Klappsonnenuhren, bei denen beim Aufklappen eines Deckels zwischen der Bodenplatte mit Skala (Horizontalsonnenuhr) und dem Deckel ein Faden als Polstab gespannt war. Sie waren für Reisende ab dem späten 15. Jahrhundert gedacht. Ihre Erfindung wird dem österreichischen Astronomen Georg von Peuerbach zugeschrieben. Klappsonnenuhren trugen außerdem meist noch einen Magnetkompass, mit dessen Hilfe sich die lokalen Himmelsrichtungen bestimmen ließen.
Bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts waren mit "Uhren" üblicherweise Sonnenuhren gemeint.
Sonnenuhren in moderner Bauweise[2] sind in der Lage, die Zonenzeit (zum Beispiel MEZ) bis auf die Minute genau anzuzeigen.
Aufbau/ Funktionsweise
Eine Sonnenuhr gibt grundsätzlich den veränderlichen Stand der Sonne am Himmel als Tageszeit an. Als "Uhrzeiger" dient meistens der linienförmige Schatten eines Stabes, welcher sich auf einem mit den Tagesstunden skalierten Zifferblatt bewegt.
Vergleich zwischen Nodus- und Polstab-Prinzip
In der Antike war noch die zweidimensionale Abbildung mittels Nodus (ein von der Sonne verursachter Punkt/ Fleck) üblich und nötig, was die jeweilige Jahreszeit mit berücksichtigte. Dafür waren mehrere Orientierungslinien aufgezeichnet, da die Sonne im Sommer eine längere Bahn beschreibt und außerdem am Mittag höher über dem Südpunkt des Horizonts (nördliche Erdhälfte) steht als im Winter. Die eindimensionale Richtung des Polstabschattens ist jedoch von der Deklination (Höhe) der Sonne unabhängig. Der Schattenstab ist parallel zur Erdachse ausgerichtet und heißt deshalb auch "Polstab", da seine Enden zu den Himmelspolen weisen. Seit sich die Unterteilung des Sonnen- oder Volltages (die Nacht einbezogen) in 24 gleich lange Stunden durchgesetzt hat, entspricht einer vergehenden Stunde die Bewegung der Sonne über einen Bogen von 15 Grad (360°/ 24 = 15°). Eine vergehende Stunde lässt sich also durch Messung des 15°-Bogens der Sonne bestimmen. Der Schatten des Polstabes ist quasi der von der Sonne „angetriebene“ Zeiger, der sich über das Sonnenuhrenzifferblatt bewegt und dort die Tageszeit anzeigt.
Weblinks
- Wikipedia zur Sonnenuhr (Artikel von dort auszugsweise übernommen)
- Wikipedia: Temporale Stunden
- Wikipedia zum Gnomon
- Wikipedia zu Sonnenuhren im Alten Ägypten
- Wikipedia zur Klappsonnenuhr
- Deutsches Museum: Sonnenuhren und Astronomische Uhr
- Sundials (Starry Messenger, 1999; englisch)