นาฬิกาแดดเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์เพื่อกำหนดเวลา ไม้กายสิทธิ์ตั้งตรงที่เรียกว่า gnomon วางเงาบนนาฬิกาแดดที่ทำเครื่องหมายไว้ล่วงหน้า เมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านท้องฟ้า เงาของมันก็จะเคลื่อนไปด้วย แนวคิดนี้สามารถแสดงให้เห็นได้อย่างง่ายดายในสนามหลังบ้านของคุณด้วยนาฬิกาแดดแบบเรียบง่ายที่ทำจากไม้และก้อนกรวดจำนวนหนึ่ง นอกจากนี้ยังมีโปรเจ็กต์ง่ายๆ อื่นๆ อีกมากมายที่เด็กๆ สามารถทำได้เพื่อเรียนรู้แนวคิด สำหรับบางอย่างที่ล้ำหน้ากว่านั้น คุณสามารถทำนาฬิกาแดดแบบถาวรในสวนหรือสวนหลังบ้านได้ ด้วยการวัดและงานช่างไม้เพียงเล็กน้อย นาฬิกาเรือนนี้จะบอกคุณเวลาได้อย่างแม่นยำ
ขั้นตอน
วิธีที่ 1 จาก 3: การใช้ไม้และหิน
ขั้นตอนที่ 1. รวบรวมอุปกรณ์
นาฬิกาแดดขั้นพื้นฐานนี้เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการอธิบายแนวคิดนี้ด้วยการวางแผนเพียงเล็กน้อย สิ่งที่คุณต้องทำคือของง่ายๆ ที่พบในสวนหลังบ้าน เครื่องมือเหล่านี้เป็นแท่งตรง (ยาวประมาณครึ่งเมตร) เม็ดกรวดสองสามเม็ด และนาฬิกาหรือโทรศัพท์มือถือเพื่อบอกเวลา
ขั้นตอนที่ 2. หาพื้นที่ที่มีแดดเพื่อติดไม้
มองหาจุดที่แสงแดดส่องถึงตลอดทั้งวัน จุ่มปลายไม้ด้านหนึ่งลงในหญ้าหรือดิน หากคุณอาศัยอยู่ในซีกโลกเหนือ ให้เอียงไม้ไปทางทิศเหนือเล็กน้อย หากคุณอาศัยอยู่ในซีกโลกใต้ ให้เอียงไม้ไปทางทิศใต้เล็กน้อย
- หากคุณไม่สามารถหาพื้นที่หญ้าอ่อนได้ ให้ด้นสด
- เติมทรายหรือกรวดในถังขนาดเล็กแล้วปลูกไม้ตรงกลาง
ขั้นตอนที่ 3 เริ่มเวลา 07:00 น
หากคุณต้องการทำนาฬิกาแดดให้เสร็จภายในวันเดียว ให้เริ่มต้นเช้าวันใหม่หลังจากที่พระอาทิตย์ขึ้นเต็มที่ สังเกตไม้เวลา 07:00 น. เมื่อแสงแดดส่องลงมา ไม้ก็ทำให้เกิดเงา ใช้ก้อนกรวดก้อนใดก้อนหนึ่งเพื่อทำเครื่องหมายที่เงาตกลงบนพื้น
ขั้นตอนที่ 4 ตรวจสอบไม้อีกครั้งทุก ๆ ชั่วโมง
ตั้งนาฬิกาปลุกหรือจับตาดูนาฬิกาของคุณเพื่ออัปเดตนาฬิกาแดดทุกชั่วโมง สังเกตอีกครั้งเวลา 8.00 น. และใช้ก้อนกรวดอีกก้อนทำเครื่องหมายว่าเงาของไม้นั้นตกลงบนพื้น ทำสิ่งเดียวกันเวลา 9.00 น. 10.00 น. เป็นต้น
- หากคุณต้องการความแม่นยำระดับสูง ให้ใช้ชอล์คเพื่อทำเครื่องหมายกรวดแต่ละก้อนในเวลาที่แน่นอนที่คุณวางลงบนพื้น
- เงาจะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกา
ขั้นตอนที่ 5. ทำขั้นตอนนี้ต่อไปจนถึงเย็น
กลับมาทุกชั่วโมงและทำเครื่องหมายด้วยกรวดบนพื้น ทำเช่นนี้จนไม่มีแสงแดดในระหว่างวัน นาฬิกาแดดของคุณจะสิ้นสุดเมื่อสิ้นสุดวัน ตราบใดที่ดวงอาทิตย์ยังส่องแสงอยู่ คุณสามารถใช้อุปกรณ์ง่ายๆ นี้เพื่อค้นหาว่าตอนนี้เป็นเวลาเท่าไร
วิธีที่ 2 จาก 3: การใช้แผ่นกระดาษและหลอด
ขั้นตอนที่ 1. รวบรวมอุปกรณ์
นาฬิกาแดดแบบง่ายนี้เป็นโครงการที่ยอดเยี่ยมสำหรับเด็ก ๆ ในวันฤดูร้อน เครื่องมือที่จำเป็นนั้นง่ายมาก - คุณอาจมีทั้งหมดอยู่แล้วที่บ้าน รายการเหล่านี้ได้แก่ ดินสอสี/ปากกามาร์คเกอร์ แผ่นกระดาษ ดินสอแหลม หมุดดัน ไม้บรรทัด และหลอดพลาสติกแบบตรง
เริ่มเตรียมจานกระดาษประมาณ 23.30 น. ในวันที่อากาศแจ่มใสและไม่มีเมฆ
ขั้นตอนที่ 2. เขียนเลข 12 ที่ขอบจาน
ใช้ดินสอสีหรือเครื่องหมายสำหรับสิ่งนี้ หยิบดินสอคมๆ มาแปะไว้ตรงกลางแผ่นกระดาษ แกะดินสอออกเพื่อให้มีรูตรงกลาง
ขั้นตอนที่ 3 ใช้ไม้บรรทัดวาดเส้นตรง
วาดจากหมายเลข 12 ไปที่รูที่คุณทำไว้ตรงกลางจาน ตัวเลขนี้หมายถึงเวลา 12.00 น.
ขั้นตอนที่ 4 ใช้เข็มทิศกำหนดเสาท้องฟ้าที่ใกล้ที่สุด
ฟางหรือนกโนมอนของคุณควรชี้ไปที่เสาท้องฟ้าที่ใกล้ที่สุด ซึ่งขนานกับแกนโลก เป็นขั้วโลกเหนือสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในซีกโลกเหนือ ถ้าคุณอาศัยอยู่ในซีกโลกใต้ มันคือขั้วโลกใต้
ขั้นตอนที่ 5. นำจานไปข้างนอกก่อนเที่ยง
วางไว้บนพื้นในบริเวณที่แสงแดดส่องถึงตลอดทั้งวัน ติดฟางลงในรูตรงกลางจาน
ขั้นตอนที่ 6. กดหลอดเบา ๆ
ทำเช่นนี้โดยให้ฟางทำมุมกับเสาท้องฟ้าที่ใกล้ที่สุด
ขั้นตอนที่ 7 พลิกจานระหว่างวัน
หมุนให้เงาของฟางขนานกับเส้นที่คุณวาด เนื่องจากคุณวัดเวลากลางวันเท่านั้น จานจะดูเหมือนนาฬิกาที่แสดงเวลาเพียง 12 ชั่วโมง
ขั้นตอนที่ 8. วางจานลงบนพื้น
ติดหมุดดันสองสามอันผ่านจานเพื่อป้องกันไม่ให้ขยับ
ขั้นตอนที่ 9 ดูจานอีกครั้งในหนึ่งชั่วโมงต่อมา
เวลา 13.00 น. ให้ดูจานอีกครั้งและตรวจดูตำแหน่งเงาของฟาง เขียนเลข 1 บนขอบจานที่เงาตกลงมา
ขั้นตอนที่ 10. ตั้งนาฬิกาปลุกและกลับออกมาทุก ๆ ชั่วโมง
ทำเครื่องหมายตำแหน่งของเงาที่ตกลงบนขอบจานต่อไป คุณจะสังเกตเห็นว่าเงาเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกา
ขั้นตอนที่ 11 พูดคุยกับลูกของคุณเกี่ยวกับเงา
ถามว่าทำไมพวกเขาถึงคิดว่าเงากำลังเคลื่อนไหว อธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อเงาเคลื่อนไปรอบๆ นาฬิกาแดด
ขั้นตอนที่ 12 ทำซ้ำขั้นตอนนี้จนถึงเย็น
ทำเครื่องหมายบนจานทุก ๆ ชั่วโมงจนกว่าแสงตะวันของคุณจะหมดลง เมื่อถึงจุดนี้ นาฬิกาแดดจะสมบูรณ์
ขั้นตอนที่ 13 ตรวจสอบจานในวันถัดไป
ขอให้ลูกของคุณมองย้อนกลับไปที่จานในวันแดดถัดไปและบอกเวลาตามตำแหน่งของเงา อุปกรณ์ง่ายๆ นี้สามารถใช้เพื่อกำหนดเวลาของวันในวันที่มีแดดจัด
วิธีที่ 3 จาก 3: การสร้างนาฬิกาแดดขั้นสูง
ขั้นตอนที่ 1 ตัดวงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 ซม. จากไม้อัดหนา 2 ซม
วงกลมนี้จะเป็นหน้าปัดของนาฬิกาแดด เคลือบวงกลมไม้ทั้งสองด้านด้วยสีรองพื้น ขณะที่ไพรเมอร์แห้ง ให้นึกถึงสิ่งที่คุณต้องการให้นาฬิกาแดดมีหน้าตาเป็นอย่างไร คุณต้องเลือกรูปแบบตัวเลข เช่น เลขโรมัน เลขมาตรฐาน และอื่นๆ
- เลือกสีที่คุณต้องการใช้ และรูปภาพหรือภาพประกอบเพื่อแนบไปกับหน้าปัดนาฬิกาหากต้องการ
- ร่างการออกแบบที่แตกต่างกันหลายแบบจนกว่าคุณจะเลือกการออกแบบขั้นสุดท้าย
ขั้นตอนที่ 2 วาดการออกแบบขั้นสุดท้ายของคุณบนวงกลมกระดาษชิ้นใหญ่
คุณจะใช้การออกแบบนี้เป็นลายฉลุเพื่อถ่ายโอนการออกแบบไปยังวงกลมไม้ ดังนั้นวาดเพื่อปรับขนาด ตอนนี้ คุณต้องป้อนตัวเลขลงในการออกแบบ ซึ่งต้องใช้การวัดที่แม่นยำเล็กน้อย ใช้เส้นตรงและไม้โปรแทรกเตอร์เพื่อทำสิ่งนี้
- เริ่มต้นด้วยเลข 12 ที่ด้านบนสุด เช่น หน้าปัดนาฬิกา
- วัดตำแหน่งศูนย์กลางของวงกลม จากนั้นใช้ไม้บรรทัดวาดเส้นตรงจากเลข 12 ถึงจุดศูนย์กลางของวงกลม
ขั้นตอนที่ 3 ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์วัดทางขวา 15 องศาพอดี
ทำเครื่องหมายหมายเลข 1 ที่นั่น ใช้ไม้บรรทัดวาดเส้นนาฬิกาอีกเส้น ทำเครื่องหมายตัวเลขให้ห่างกัน 15 องศาต่อไป เลื่อนตามเข็มนาฬิกาและใช้ไม้โปรแทรกเตอร์เพื่อทำเครื่องหมายตัวเลขต่อไป ทำต่อไปจนกว่าจะถึง 12 ซึ่งจะอยู่ตรงข้ามกับ 12 ตัวแรก ตัวเลขสองตัวนี้แสดงถึงกลางวันและกลางคืน
- จากนั้นเริ่มด้วย 1 อีกครั้งจนกว่าคุณจะกลับไปที่ 12 ตัวแรกที่ด้านบนสุด ตัวเลขเหล่านี้ถูกทำเครื่องหมายบนกระดาษอย่างถูกต้องแล้ว
- เวลาเต็ม 24 ชั่วโมงจะแสดงถึงระดับความแม่นยำสูงสุด เมื่อฤดูกาลเปลี่ยน ตำแหน่งของโลกก็เช่นกัน ในฤดูร้อนวันจะยาวนานขึ้น ในฤดูหนาววันจะสั้นลง
- มีบางวันในฤดูร้อนที่มีแสงแดดส่องถึงนานกว่า 12 ชั่วโมง
ขั้นตอนที่ 4 ทาสีการออกแบบของคุณบนวงกลมไม้
ใช้กระดาษของคุณเป็นลายฉลุเพื่อให้ตัวเลขและเส้นชั่วโมงตรงกับสิ่งที่คุณวัดได้อย่างแม่นยำ ใช้ปากกามาร์คเกอร์สีเพื่อวางตัวเลขบนไม้ เนื่องจากจะเป็นงานที่มีรายละเอียดที่ดี มาร์กเกอร์สีดีกว่ามาร์กเกอร์แบบถาวรเพราะทนทานต่อองค์ประกอบต่างๆ
ขั้นตอนที่ 5. สร้างโนมอน
โนมอนเป็นส่วนหนึ่งของนาฬิกาแดดที่จะทำให้เกิดเงา ใช้ท่อเกลียวและคุณจะต้องวัดความยาวประมาณ 5 หรือ 7.5 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.25 ซม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของ gnomon นั้นกว้างกว่าตัวท่อเล็กน้อย ทำให้ปลายเป็นรูปกรวย
- ความยาวของท่อและส่วนปลายของโนมอนไม่ควรเกิน 7.5 ซม.
- ทาสี gnomon ด้วยสีใดก็ได้ที่คุณชอบ วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้เกิดสนิม
ขั้นตอนที่ 6. เตรียมเสายึดนาฬิกาแดด
ใบหน้าของนาฬิกาแดดคือวงกลมไม้จะถูกติดตั้งในโพสต์นี้ คุณจะต้องใช้เสาไม้กระดานขนาด 4x4x8 ที่ติดตั้งภายนอกอาคาร เสาเหล่านี้ควรตั้งตรงและไม่มีรอยแตกขนาดใหญ่ ในการติดตั้งอย่างถูกต้อง ต้องตัดส่วนบนของโคมเป็นมุมฉาก
- เพื่อให้ได้มุมนี้ ให้ลบ 90 องศาจากละติจูดปัจจุบันของคุณ
- ตัวอย่างเช่น หากคุณอยู่ที่ละติจูด 40 นิวตัน ให้วาดมุม 50 องศาบนแผ่นไม้ขนาด 4x4
ขั้นตอนที่ 7 ตัดมุมบนเสา
ลากเส้นที่มุมขวาโดยใช้ไม้บรรทัดของช่างไม้ ลากเส้นนี้จากด้านบนของเสา 15 ซม. บรรทัดนี้คือด้านล่างของมุม ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์วัด แล้วตัดมุมด้วยเลื่อย
- จากนั้นวัดศูนย์กลางของหน้าปัดนาฬิกาแดดแล้วเจาะรูตรงนั้น
- ทดสอบการยึดเสากับหน้าปัดนาฬิกาแดดด้วยสกรู 2 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างเข้าที่อย่างแน่นหนา
ขั้นตอนที่ 8 ขุดหลุมสำหรับโพสต์
หาจุดที่มีแดดสำหรับนาฬิกาแดดและขุดหลุมเพื่อติดตั้งโคมไฟสนาม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้รบกวนสายเคเบิลหรือสายใต้ดิน ใส่โคมลงในรู ทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ห่างจากพื้น 1.5 เมตรเมื่อยืนตัวตรง ใช้เข็มทิศเพื่อให้แน่ใจว่ามุมที่คุณตัดบนเสาหันไปทางทิศเหนือ ใช้ระดับระดับเพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ในตำแหน่งตั้งตรง
- ยึดเสาโคมอย่างถาวรโดยเทปูนที่ด้านล่าง
- ปล่อยให้เวลาผ่านไปสองสามวันก่อนที่จะติดหน้าปัดนาฬิกาแดดเพื่อให้ซีเมนต์แห้งสนิท
ขั้นตอนที่ 9 แนบหน้าปัดนาฬิกาแดดเข้ากับเสา
ใช้สกรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ยาว 5 ซม. เพื่อยึดใบหน้า ขันสกรูให้แน่นพอที่จะยึดใบหน้าให้เข้าที่ แต่คุณยังสามารถพลิกหน้าได้อย่างง่ายดาย วางหน้าแปลนไว้เหนือหน้าปัดนาฬิกาแดด
- คุณควรจะเห็นสกรูที่รูตรงกลางของหน้าแปลน
- ใช้มือขวาติดท่อ gnomon เข้ากับหน้าแปลน ซึ่งคุณควรถือด้วยมือซ้าย
ขั้นตอนที่ 10. หมุนหน้าปัดนาฬิกาแดดให้เส้นเวลา 6 โมงเช้าและ 6 โมงเย็นเป็นแนวนอน
จากนั้นปรับ gnomon เพื่อให้เส้นเดียวกันดูเหมือนตรงไปที่กึ่งกลาง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นเวลา 12.00 น. ดูเหมือนว่าจะผ่าน gnomon ด้วย
ขั้นตอนที่ 11 ตั้งเวลาและติดตั้ง gnomon
คุณต้องตั้งเวลาในช่วงเวลาออมแสงเพื่อให้อ่านค่าได้อย่างแม่นยำ จับหน้าแปลนด้วยมือซ้าย ใช้มือขวาหมุนหน้าปัดนาฬิกาแดด ตรวจสอบเวลาปัจจุบัน หันหน้าไปเรื่อยๆ จนกว่าเงาของโนมอนจะโผล่ออกมาพร้อมๆ กับนาฬิกาแดด ใช้ดินสอทำเครื่องหมายตำแหน่งที่สกรูหน้าแปลนทั้งสี่ตัวอยู่ จากนั้นถอดหน้าแปลนออก
- ตอนนี้ขันสกรูให้แน่น อย่าขยับหน้าปัดนาฬิกาแดดในขณะที่คุณทำเช่นนี้
- เจาะรูสำหรับสกรูทั้งสี่ตัว จากนั้นขันหน้าแปลนบนนาฬิกาแดดให้แน่น
- สุดท้าย ติดตั้ง gnomon แทน