Создайте правильные условия
Поставьте вертикальный гномон на ровной освещённой площадке. Чем прямее палка и ровнее поверхность, тем понятнее результат. Нужны мел, шнур или рулетка, несколько камешков и время на наблюдение с утра до второй половины дня. Не выполняйте опыт рядом с высокими строениями: они могут закрыть Солнце или исказить доступную часть площадки.
Этот способ определяет не каждую сторону по отдельности, а сначала линию восток—запад. Он не заменяет навигационный прибор там, где нужна безопасность: в походе, на воде, в незнакомой местности или при плохой видимости пользуйтесь надёжными средствами ориентирования и картой.
Сделайте две равные отметки
Утром измерьте длину тени от основания палки. Выберите удобную длину и проведите вокруг основания окружность такого радиуса: можно натянуть шнур нужной длины и обойти палку по кругу. Когда кончик утренней тени пересечёт окружность, поставьте первую метку.
Продолжайте наблюдать. После того как тень укоротится, а затем начнёт удлиняться, её конец снова пересечёт ту же окружность. Поставьте вторую метку. Обе точки соответствуют одинаковой длине тени, но разным положениям Солнца — до и после солнечного полудня.
Проведите линию и определите стороны
Соедините две отметки прямой линией. На практике она даёт приближённое направление восток—запад. Утренняя отметка находится со стороны запада, поскольку тень направлена примерно в сторону, противоположную Солнцу, которое утром расположено в восточной части неба. Вторая, дневная отметка находится со стороны востока.
Проведите через основание гномона линию под прямым углом к получившейся. Это линия север—юг. Чтобы не спутать её концы, используйте контекст: в Северном полушарии Полярная звезда ночью показывает направление на север. Но в дневном опыте разумнее подписать линии как приблизительные, а затем проверить вывод компасом или картой.
Откуда берётся погрешность
Погрешность дают наклон палки, неровность земли, широкий край тени, неточная окружность и короткий интервал наблюдения. На высоких широтах, в сезоны с низким Солнцем или на тесной площадке тени могут быть длинными, и места для разметки не хватит.
Пример проверки: проведите найденную линию восток—запад, затем сравните её с направлением на карте местности или с показанием компаса, удерживаемого вдали от металлических предметов и электроники. Небольшое расхождение для такого ручного опыта нормально; цель урока — увидеть геометрию солнечной тени, а не получить геодезическое измерение.
Короткая памятка
- Выбрать открытую ровную площадку
- Поставить палку вертикально
- Отметить два пересечения одной окружности
- Соединить отметки как линию восток—запад
- Проверить результат независимым способом
Источники и дальнейшее чтение
Справочные материалы, использованные при подготовке. Для действий с конкретным прибором сверяйтесь с его инструкцией.