Астронет> Годинник. Від гномона до атомного годинника

Найдавніші способи вимірювання часу були відомі за 2000 років до нашої ери, і їх розвиток тривав до перших століть нової доби. Хронометричні прилади того періоду іноді називають найпростішими, ДПЗКУ першими важливими вдосконаленнями механічних годинників з колісною передачею. Сюди відносяться багато типів сонячних, водяних, вогневих, піскових та інших годинників, які як важливі елементи розвитку зіграли чималу роль і в історії хронометрії.

Безсумнівно найважливішим і найпоширенішим найпростішим хронометричним приладом були сонячні годинники - єдині з перерахованих видів годин, засновані на уявній добовому, а іноді і річному русі Сонця. Поява цього годинника пов'язано з моментом, коли людина усвідомила взаємозв'язок між довжиною і положенням сонячної тіні від тих чи інших предметів і положенням Сонця на небі. Точна дата виникнення сонячного годинника, які в своєму первісному вигляді мали форму обеліска, невідома. Деякі історичні джерела вважають найпершим згадуванням про сонячний годинник повідомлення про них в рукописи китайця Чиу-пі періоду близько 1100 р до н.е., в якій вказується, що за допомогою сонячного годинника китайці легко встановили річну висоту Сонця в 79o06'20 " , а зимову - в 30o22'20 ", а звідси вони визначили нахил екліптики у 23o52 '. Найстарішим зі збережених письмових документів про сонячний годинник, що датуються 732 р до н.е., ми знаходимо в Біблії, в двадцятому розділі Книги Царств. Під сонячним годинником Ахаза тут розуміються обелісковие сонячний годинник царя Ахаза, що жив близько 732 р до н.е. Виявлення давньоєгипетських сонячних годин XIII і XV ст. до н.е. свідчить про те, що дійсний період виникнення сонячного годинника був значно раніше, ніж це випливає з відомих досі писемних пам'яток.

Гномон, вертикальний обеліск зі шкалою, нанесеною на землі, був першими сонячним годинником, вимірюється час по довжині відкидаємо тіні. Про те, що єгиптянам ці обеліски служили одночасно для шанування культу бога Сонця, говорять записи древніх письменників Аристофана, Атенея, Евбола та інших. Ці священні обеліски стояли, як правило, перед входами в храми. Роль гномоном виконували і прямі пілони на громадських площах, на ринках. Перші обеліски і пілони, що призначалися в Єгипті для вимірювання часу, були побудовані, ймовірно, вже в XIV ст. до н.е. До сих пір зберігся такий обеліск заввишки в 35,5 м на площі св. Петра в Римі, який був доставлений туди в 38 р Калігулою з Гелиополиса.

По змін довжини і напряму тіні можна було не тільки вимірювати час, але також спостерігати взаємні переміщення Сонця і Землі. Немає сумніву в тому, що математики й астрономи допіфагорейской епохи, до яких належали також Анаксимандр і Фалес, використовували результати вимірів для вивчення руху космічних тіл. Крім вавилонян, єгиптян і греків, вивченням руху Сонця займалися і інші народи, наприклад індуси і перуанські інки. Астрономічні сонячний годинник інків мали різні форми. Деякі з них були схожі на похило встановлені кам'яні диски, а інші - на низьку багатогранну кам'яну колону. Подібні споруди, мета яких не у всіх випадках повністю з'ясована, були виявлені і в Європі. Поблизу Уатмура в Емсланд знайдена група каменів, розташованих квадратом, найбільший з яких знаходився в середині. Їх розташування в плані свідчить про те, що вже в доісторичну епоху вони служили для отримання даних про час, з яким були пов'язані культові обряди. На території Великобританії до цих пір збереглося більше 200 подібних об'єктів. Як правило, це кругове скупчення каменів з розташованим посередині вівтарем. Наприклад, при археологічному дослідженні в Стаф-фордшайре виявлені чотири великих каменю, розташовані в напрямку головних країн світу. Простір, обмежений цими каменями, перехрещується похилим каменем, мабуть, який був головною частиною великих сонячних годин. Положення цих сонячних годин дозволяє, крім визначення часу доби, дізнатися і час літнього та зимового сонцестояння. Проте найцікавішим об'єктом цього роду є Стоунхендж, розташований на Салісбургской рівнині в центральній частині Великобританії в 132 км на захід від Лондона. Є припущення, що концентрично розташована група каменів і колон, оточена двома круглими рядами каменів, була не тільки місцем культових обрядів у галлів, бриттів і ірландців, але і астрономічним пристроєм, що визначає час сонцестояння. Виникнення цієї споруди з віссю симетрії, утвореною широкою доріжкою і кам'яним блоком - гномоном, званого Friars Heels, над яким завжди точно в день літнього сонцестояння сходить Сонце, відносять до періоду 1840 - 1680 рр. до н.е. 1 Про первісному вигляді всього об'єкта в Стоунхенджі існує багато думок.

Особливо сприятливі кліматичні умови для вимірювання часу за допомогою сонячного годинника мав Єгипет. Известия про найдавніших з давньоєгипетських сонячних годин відносяться до епохи правління Тутмоса III - першій половині XV ст. до н.е. 2 Це порівняно невеликий прилад, горизонтальна частина якого - лінійка з хронометричні шкалою довжиною близько 30 см - має інше, перпендикулярний плече, що відкидає тінь на шкалу.

При вимірі часу лінійка зі шкалою встановлювалася так, щоб тінь вертикального плеча під лінійкою падала саме на лінійку зі шкалою. Відстань кінцевої точки тіні від нульової прямої біля основи покажчика вказувало час доби.

Іншим видом єгипетських сонячних годин були ступінчасті годинник у вигляді обеліска з двома похилими поверхнями, орієнтованими по осі схід - захід і розділеними на щаблі. При сході Сонця тінь падала на край верхньої сходинки однієї з цих поверхонь - східної, потім поступово опускалася, поки до полудня повністю не зникала. Потім, після полудня, тінь знову з'являлася в нижній частині західної поверхні, звідки вона все піднімалася до тих пір, поки при заході Сонця не торкалася грані верхньої сходинки.

На описаних вище сонячний годинник час вимірювався завдовжки, а не напрямком відкидаємо тіні. Однак єгиптяни мали сонячний годинник і зі шкалою для визначення напрямку відкидаємо тіні. Найстарішим доказом цього є, звичайно, вертикальні сонячний годинник зі слонової кістки, прикрашені міфологічними рельєфами, знайдені при розкопках в місці Гезер в Палестині. Вони сходять до епохи правління фараона Мернефта на початку XIII в. до н.е. Інші настінні вертикальні сонячний годинник були виявлені теж при розкопках в Луксорі. Хронометричні шкали цього годинника були різними. Портативні годинник з перпендикулярної площиною тіні мали ділення через 13o, а стаціонарні годинник - через 15o. Для отримання правильного свідчення часу було необхідно, щоб верхня лінія шкали була горизонтальної і щоб шкала становила прямий кут з площиною місцевого меридіана. Оскільки єгиптянам того часу компас ще не був відомий, вони з цією метою змушені були вести спостереження за моментами сонцестояння або рівноденнями.

Єгипетські гномони були вельми неточними хронометричними приладами. Вони показували час правильно лише двічі на рік - в дні весняного і осіннього рівнодення. Пізніше під впливом греків єгиптяни стали будувати сонячні годинники з особливими шкалами для різних місяців.

Перша зустріч греків з сонячним годинником сталася, мабуть, на острові Додеканес, куди їх занесли халдеї. Завоювання Вавилона Олександром Великим сприяло злиттю халдейської і еллінської культур. І Анаксимандр Мілетський, який нібито встановив у Греції перший гномон наприкінці V ст. до н.е., черпав свої знання, по-видимому, в Єгипті, де він вивчав астрономію. Вказують, що саме Анаксимандр побудував в Спарті в 547 р до н.е. перші сонячний годинник. Однак спочатку цей годинник був призначені не для виміру часу доби, а для контролю і коригування календарних даних.

Серед простого народу поширився звичай вимірювати час довжиною тіні від власного тіла. Знання часу мало для грека дуже важливе значення, так як, крім терміну його трудових обов'язків, час вказувало на наближення бажаного моменту для підкріплення їжею і для відпочинку. У книзі "Де ре рустика", написаній приблизно близько 400 р, Паладій вказує, що довжина тіні вимірювалася також довжиною людської стопи. Правильність цього твердження Палладія підтверджують і таблички, витесані на античному храмі V - VI ст. в Техсіл в Нубії. Відомий римський архітектор і зодчий Маркус Вітрувій, що працював за часів правлінь Цезаря й Августа, описує у своєму творі "Архітектура" не менше 13 видів сонячних годин. До них відносяться і не зовсім звичайні для північних областей Європи горизонтальні порожні напівсферичні годинник - так звані гемісфери. Внутрішня поверхня півкулі представляла небесну півсферу з лінією екватора, двома лініями сонцестояння і з дванадцятигодинним шкалою часу. Винахід таких годин приписують відомому античному астроному Аристарх з Самеса, що жив в 320 - 250 рр. до н.е., який виготовив також сонячний годинник з напівкруглими шкалами, розділеними на п'ять частин (годин) неоднакової довжини. У вдосконаленні грецьких сонячних годин велику участь приймав і відомий математик, лікар, засновник грецької астрономії Евдокс з Кнідоса, що жив в 408 - 356 рр. до н.е. Колишній раніше учнем Платона, він написав свій знаменитий твір про небесні явища, рухах зірок і атмосферні явища, схиляючись в цій роботі до геоцентричної теорії.

Гострий кінець гномона, що служив спочатку єгиптянам для чіткого обмеження тіні на шкалі, греки пізніше замінили невеликим круглим отвором, так званим сонячним оком, кидав на шкалу невелику світлову крапку. Крім зазначених вище горизонтальних годин, греки мали ще й досконаліші вертикальні сонячний годинник, так звані гемоцікли, які вони мали в своєму розпорядженні на громадських будівлях.

У Рим сонячний годинник потрапили з Греції. Римський воєначальник Папіріус Курсор наказав в 93 м до н.е. побудувати сонячний годинник у храмі Квіринал, а через 30 років після цього консул Манліус Валеріус Мессала привіз із Сицилії інші сонячний годинник, які потім встановили на Римському форумі поруч з ораторської трибуною. Хоча ці години були сконструйовані для паралелі, яка перебувала на 4o південніше, вони все ж служили в Римі майже 100 років - до 164 м до н.е., поки Квінт Марцин Філіппус він не закінчив будувати поруч з ними інші сонячні годинники, які вже були пристосовані до географічного положення Риму. Близько 250 р до н.е., і пізніше в Римі з'явилися портативні сонячний годинник у вигляді пластинок з бронзи або слонової кістки. При розкопках в 1755 р там знайшли портативні бронзові сонячні годинники римського походження, засипані в Портіце при виверженні Везувію в 79 р На поверхні годин було сім горизонтальних і вертикальних кіл, а під ними - назви 12 місяців. На правій стороні був стрижень, що виконував роль гномона.

Близько 24 р до н.е. Вітрувій згадав про дорожніх сонячний годинник. Правдивість його повідомлення підтвердили розкопки, вироблені в 1894 р у Форбахе, при яких були виявлені такі годинник у вигляді бронзової пластинки діаметром 47 мм з п'ятиміліметровий ободом і двома отворами: одним - для підвіски, а другим - для проходження сонячного променя.

Всі стародавні сонячні годинники були засновані на простому принципі гномона, у якого довжина і напрям відкидаємо тіні залежали не тільки від положення Сонця в даний момент на небосхилі, але і від пори року. При римському способі поділу дня і ночі на 12 годин навесні і влітку подовжували денні години, а восени і взимку їх укорочували. Античні сонячний годинник внаслідок своєї недосконалості вказували такий час, головною рисою якого було те, що під впливом мінливого нахилу Сонця змінювалася протягом року довжина денних і нічних годин.

Пізніші античні і багато середньовічні сонячний годинник мали криволінійні шкали, що усувають цей недолік. Такими годинами з більш складними і більш точними шкалами часу, обчисленими для квартальних або місячних інтервалів, користувалися приблизно до XV в. Ще в кінці XIV ст. в Центральній Європі були дуже поширені настінні вертикальні сонячний годинник з горизонтальною тіньової штангою, перейнятою спочатку з Єгипту, де завдяки порівняно малої віддаленості від екватора час вказувалося з прийнятною ступенем точності, тоді як в Греції або Італії ця точність була значно гірше.

Вимірювання часу довжиною тіні подекуди збереглося до пізнього середньовіччя. Відомий мандрівник Марко Поло згадує в одному місці опису своєї подорожі на Схід в 1298 р що: "... визначали години дня по довжині тіні, що відкидається стоїть чоловічий фігурою". В ту пору були окремі спроби побудови гігантських сонячних годин. Лікар і географ Паоло Тосканеллі побудував в 1468 - 1482 рр. на костелі св. Марії де Фіоре у Флоренції гномон висотою 84,5 м, за допомогою якого вдавалося вимірювати з напівсекундного точністю місцевий полудень. За допомогою цього гномона Тосканеллі вдалося уточнити дані астрономічних таблиць.

Нову епоху в розвитку сонячних годин відкрило важливий винахід, датирующееся 1431 г. Принцип його полягав в установці тіньової стрілки в напрямку земної осі. Цим простим нововведенням, якому передували тривалі обговорення, було досягнуто те, що тінь стрілки, званої "полуосью", після цього нововведення рівномірно оберталася навколо "піввісь", повертаючись кожну годину на 15o. Це дало можливість ввести рівномірне час, яким можна було користуватися протягом всього року, причому відрізки, відповідні годинах, були однакової довжини незалежно від мінливих висоти Сонця. Одним з перших згадок про годинник з "полуосью" є рукопис Теодоріка Руффі від 1447 г. Деякі сонячний годинник того часу мали одночасно гномон і "піввісь". Такі годинники описані в рукописі арабського астронома XV в. Сібт-аль-Марідіні. Аналогічні годинник побудував приблизно в той же час єгипетський астроном Ібн-аль-Магді.

Прогрес, яким ознаменувалася наука в епоху Відродження, позначилося і на конструкціях сонячних годин. Порівняно швидко, приблизно за 130 років, колишні недосконалі хронометричні прилади перетворилися в досить точні для свого часу прилади, якими можна було вимірювати час в будь-якому місці земної кулі. Це досягнення пов'язане з іменами відомих європейських астрономів і математиків, йому сприяли подальші вдосконалення і інших приладів, що дозволило, наприклад, поєднувати сонячний годинник з компасом, використовуваним для їх правильної установки.

Самі по собі сонячний годинник без компаса вказували правильний час лише тоді, коли вони були побудовані з урахуванням географічної широти місця виміру, календарної дати і кута нахилу Сонця під час вимірювання часу. Все це відійшло з введенням екваторіальних годин з компасом. Для правильного нахилу "піввісь" відносно горизонтальної площини досить було знати географічну широту місця вимірювання. Наприклад, для Праги, що лежить на географічній широті φ = 50o05'19 "(дані, що відносяться до колишньої обсерваторії в Клементині)," піввісь "становить з горизонтальною площиною саме такий кут. Для вертикальних годин, до складу яких входить більшість настінних сонячних годин, необхідно відхилити "піввісь" від стіни на додатковий кут φ = 90o - 50o05'19 "= 39o54'41".

Наступним обов'язковою умовою для правильного відліку часу в екваторіальних годиннику була точна установка сонячних годин відносно площини місцевого меридіана: "піввісь", нахилена в напрямку земної осі, повинна була лежати в площині меридіана. Однак визначити напрямок північ - південь без відповідного посібника було досить важко, а тому до введення компаса вимір часу сонячним годинником було пов'язано з рядом складнощів.

Винахід компаса до початку нашого літочислення приписується китайцям. Перші повідомлення про появу в Європі цього вельми важливого приладу з'явилися лише в 1195 року і відносяться до морського компасу. Поєднання компаса з сонячним годинником є, по всій ймовірності, справою рук німецьких астрономів середини XV в.

Досить Швидко з'ясувалося, что Стрілка компаса вказує не так на Північ, а відхіляється від него під Певна кутом на Захід. Про це магнітному відхіленні знали Вже до 1490 р і відомо, что Колумб в одному зі своих плавання в 1498 р корігував компаса. Однак малоймовірно, щоб про магнітне відхилення знав французький вчений П'єр де Маріку, який одним з перших почав вивчати магнетизму і його впливів вже на початку другої половини XIII в.

До перших творцям сонячного годинника з коригувальним компасом відноситься астроном і математик Региомонтан, справжнє ім'я якого Йоганнес Мюллер (1436 - 1476), відомий також під ім'ям Жоан де Монте Регіо (де Регіомонт), який працював в середині XV ст. в Нюрнберзі. Він був автором першого спеціального праці про сонячний годинник 3 .

У його час виникли також перші підручники з сонячним годинником. З початку XVI ст. теорію сонячних годин стали викладати в університетах Віттенберга, Тюбінгена, Інгольд-Штадт, в Празі і в Штірскем Градце як складову частину математики. Так виникли праці "Gnomonices libri octo", видані в 1581 в Римі, і інші, авторами яких в XVII в. були Християн Клавіус, Атанасіус Кірхер, Каспар Шотт, Еберхард Вельцер, Й.П. Штенгель, а в XVIII в. - Дж.У. Мюллер, І.Ф. Пентер і ін.

Екваторіальні сонячний годинник з циферблатом, паралельним площині земного екватора, і гномоном, перпендикулярним їй, були, по суті, найпростішими годинами з рівномірною шкалою часу. Творці таких годин зазвичай виходили з того, що ними будуть користуватися в різних географічних широтах. Іноді такий годинник мали стрілку з зубчастої передачею і малий циферблат зі стрілкою для відліку хвилинних інтервалів з точністю від 1 до 3 хв. Такі годинники називалися геліохронометрамі. Були й екваторіальні годинник, влаштовані так, що їх циферблат вказував безпосередньо середній сонячний час, а не саме місцевий сонячний час, як у звичайних екваторіальних годин.

З великої кількості різних сонячних годин, які зазнали протягом досить тривалого періоду розвитку різних змін, обумовленим часом, а також смаком і здібностями їх творців, з якими довелося довго змагатися більш сучасним і більш всебічним механічному годиннику, ми коротко охарактеризуємо лише ті з них, з якими читач може найчастіше зустрітися музейних і палацових колекціях.

На корпусах сонячних годин зазвичай вказувалася траєкторія Сонця (екліптика), екліптікальние точки, календарні дні і відповідні висоти Сонця в кожну годину дня. Як правило, горизонтальну стрілку можна було подати всередину або ж пересунути в положення для відповідної денний кривої.

Відомі й інші варіанти сонячного годинника: з закругленими поверхнями циферблатів, конічними, Колончатий, у формі кубка і ін. У розвитку сонячних годин великі заслуги належать відомому чеському математику і астроному Яну шіндель, який написав працю про празьких курантах перед своїм переїздом в Нюрнберг в 1423 м сонячний годинник у вигляді порожнього півкулі зі стрілкою, що відкидає тінь на внутрішню порожнину, почали будувати з 1445 р на основі цього годинника через деякий час стали виготовляти кубкові сонячний годинник, в чому особливо тлічілся в період близько 1530 М. Г. Гартманн з Нюрнберга.

Сонячний годинник зустрічалися не тільки у вигляді годинника, розташованих на відкритому повітрі - на землі, колонах і т.п., але і у вигляді невеликих настільних годин. Їх виготовляли з деревини, скла, а починаючи з XVI ст. і з вапняку, мармуру, сланців, або ж їх циферблати гравірували на бронзі, міді, сріблі, залозі, цинку та інших металах. У Чехії такий годинник виготовляв близько 1600 р один з перших світових майстрів з будівництва сонячних годин Еразм Габермель, а пізніше, в 1787 - 1803 рр., - майстер Йоганн Енгельбрахт. Цей годинник зазвичай мали розподіл шкал на чверті годин, криві висот Сонця і т.п. У XVIII ст. деякі сонячний годинник мали і шкали для відліку хвилин.

Різновиди сонячного годинника були дуже різноманітні.

Поєднання сонячного годинника з компасом призвело до того, що сонячний годинник стало можливим використовувати повсюдно і з'явилися їхні портативні, кишенькові або дорожні моделі.

Цікаві кільцеві сонячний годинник - один з варіантів дорожніх сонячних годин, - які дуже часто одночасно служили і в якості декоративної підвіски. Головною частиною такого годинника було латунне кільце діаметром в декілька сантиметрів (рис. 1а) з іншим пересувним кільцем, забезпеченим отвором для сонячного променя. На зовнішній поверхні головного кільця зазвичай гравірували початкові літери найменувань місяців, а проти них, на внутрішній поверхні, перебувала годинна шкала. Перед вимірюванням треба було повернути менше, зазвичай залізне, колечко так, щоб отвір для променя лежало у найменування відповідного місяця. При вимірі часу тримали годинник в положенні, що дозволяє сонячному променю проходити через отвір в шкалі. Перший опис годин подібного роду у вигляді персня з печаткою міститься в книзі "De compositione annuli astronomici", написаної лікарем Боні і виданої в Парижі в 1500 р

Мал. 1. Кільцеві сонячний годинник: висотні (зліва); екваторіальні (праворуч)

На подібному принципі будувалися і так звані "екваторіальні кільця" - аналогічні годинники, на головному кільці яких були ще два перетинаються один з одним кола. Пізніше виник новий варіант (рис. 1б) з поперечиною замість третього кільця. На одній стороні цієї поперечки були вказані місяці, а на іншій - знаки зодіаку. Посередині була перемичка з малим отвором для проходження сонячного променя. Правильне положення цього годинника при вимірюванні часу було таким, коли сонячний промінь, що проходить через отвір, потрапляв на центральну лінію екваторіального кола.

Існували також прості кільцеві годинник зі шкалами, що відносяться лише до певної географічній широті, але для різних місяців. Деякі кільцеві сонячний годинник англійського походження (XVIII ст.) Мали по два сонячних отвори з окремими шкалами для зимового і літнього періодів.

Однією з найбільш популярних різновидів дорожніх сонячних годин були так звані пластинчасті сонячний годинник. Перші екземпляри такого годинника з'явилися в Європі в 1451 - 1463 рр. Зазвичай вони складалися з двох, а у виняткових випадках - з трьох однакових за величиною чотиригранних прямокутних пластинок, з'єднаних підвісками, причому в нижній пластинці обов'язково повинен був знаходитися компас. Цей годинник виготовлялися з найрізноманітніших матеріалів: міді, бронзи, досить часто - з деревини, а пізніше - і зі слонової кістки. До найстаріших виробникам пластинчастих сонячного годинника ставився відомий віденський годинникар Георг Пейербах. У XVIII ст. виготовили багато таких дерев'яних годин з паперовими шкалами, наклеєними на вертикальні і горизонтальні поверхні. Крім правильної чотиригранної форми або овалу, такий годинник іноді мали форму щита або будь-якого музичного інструменту.

Індійські мандрівники, які, відправлялися в Бенарес, зазвичай носили з собою дерев'яні восьмигранні палиці з металевим вістрям довжиною 160 см з вирізаними вартовими шкалами, що представляють собою також дорожні сонячний годинник (Ашадом). Ручка такої палиці просвердлюють зазвичай чотирма наскрізними отворами. В отвір над шкалою для відповідного місяця вдвигался стрижень довжиною близько 15 см так, щоб його вістря при вертикальному положенні палиці відкидало тінь на шкалу.

На палиці повинно було бути 12 шкал. Оскільки для днів, віддалених від сонцестояння на однаковий час, діяли однакові умови, то досить було мати 8 шкал. Найменування "Ашадом" цей годинник отримали по тому сезону (червень - липень), в якому відбувалися подорожі.

До дорожнім годинах ставилися і футлярні сонячний годинник найрізноманітніших форм. Дуже часто вони складалися з декількох пластинок, з'єднаних підвісками, і розташовувалися в загальному футлярі з позолоченою або посрібленою латуні або міді. Іноді до них додавали місячні годинник, які вказували зміни положення Місяця. Головною частиною місячних годин була поворотна перерахункових шкала, що називалася вольвелой, яка служила в якості перекладної таблиці для визначення середнього сонячного часу.

Для дорожніх потреб футлярні годинник забезпечувалися таблицями або шкалами для різних географічних широт. Такі годинники мали чотиригранну, шестигранну, восьмигранну, круглу або ж іншу форму. Еразм Габермель, який працював в кінці XVI і початку XVII ст. при празькому дворі імператора Рудольфа II, був одним з небагатьох, хто виготовляв такий годинник у вигляді книги (рис. 2). Сонячний годинник у вигляді книги робили також У. Шніп і Х. Кенінг, обидва - майстри XVI в. На деяких годиннику цього роду шкали були досить складними. Крім вічного григоріанського або юліанського календаря, продолжительностей дня і ночі, часу сходу і заходу Сонця, деякі з годинника цього роду вказували і місячні або зоряні годинник.

У музейних чи приватних колекціях ми часто зустрічаємося з поліедріческіх сонячним годинником, основою яких було Багатоплощинний тіло, зазвичай у вигляді куба або квадрата. Більшість поверхонь таких годин бувають функціональними, і кожна з них являє собою певний тип годинника. Тут можна знайти, наприклад, поряд з горизонтальними годинами полярні, північні, годинник рівнодіюча і т.д. Конструкція поліедріческіх годин дозволяла їх творцям фантазувати. Вони мали різноманітні форми у вигляді хрестів, щитів, кубків і т.д.

З поліедріческіх годин були створені після 1500 р призматичні сонячний годинник восьмигранної форми.

До многоповерхностним годинах відносяться і пірамідальні сонячний годинник з горизонтальними сонячним годинником, розташованими на скошеної поверхні усіченої піраміди, або чотиригранні годинник у вигляді подвійної піраміди. Цей годинник виготовляли з різних металів, деревини, паперу, а для великих годин застосовували і камінь.

Мал. 3. Аналемматіческіе сонячний годинник

Іншими цікавими екваторіальними годинниками є аналемматіческіе сонячний годинник (рис. 3), стрілка яких також спрямована перпендикулярно площині годинної шкали, але ця шкала лежить не в площині, паралельній екватора, а в горизонтальній площині, наприклад безпосередньо на землі. Якби нам знадобилося вимірювати цим годинником час, то треба було б винести годинну шкалу на еліптичну криву і при цьому одночасно змінювати положення стрілки в меридіональної площині стосовно сезону року. Опис цього годинника з'явилося в астрономічних працях XVI ст., Але детальними вимірами за допомогою цього годинника став займатися лише в середині XVIII ст. астроном і директор Паризької обсерваторії Джозеф джара Лаланд.

Відомі й оригінальні так звані рефракційні сонячний годинник, які мають чашу з годинною шкалою і тіньову стрілку. Їх робота заснована на тому відомому явищі, що світловий промінь, що падає похило на площину розділу двох різних середовищ, заломлюється. Перед вимірюванням треба чашу наповнити до певної висоти водою. Тіньовий промінь стрілки заломлюється на лінії розмежування повітря і води, і лише цей переломлений промінь вказує на зануреної в воду часовій шкалі даний час. Рефракційні годинник мали форми кубків і різних судин.

Приблизно на початку XVI ст. з'явилися віконні сонячний годинник. Вони були вертикальними, і їх циферблатом була поверхню вікна храму або ратуші. Циферблат цього годинника, що зустрічаються досить часто в Німеччині і в Англії, зазвичай складається з мозаїчною фільонки, залитої свинцем. Прозора шкала дозволяла спостерігати час, не виходячи з будинку, і полегшувала контроль інших хронометричних приладів, наприклад водяних або кільцевих годин, що знаходяться всередині будівлі. Техніка виготовлення прозорого циферблата була різною. Поряд з мозаїкою застосовувався безпосередній малюнок на склі, а пізніше стали гравірувати шкали на склі або ж наклеювати на нього паперові циферблати. Зовнішня стрілка відкидала тінь на циферблат, влаштований так, щоб кінець тіні вказував не тільки годинник, але і положення Сонця в зодіаку.

Були і дзеркальні сонячний годинник, які відображали сонячне проміння дзеркалом на циферблат, розташований на стіні будинку. Першим такий годинник описав Й.Б. Бенедиктус в своїй книзі "De gnomonum umbrarumque solarium usus liber", виданої в Турині 1574 р За непідтвердженими відомостями, конструюванням дзеркальних годин займався нібито і Микола Коперник, про що свідчить і циферблат дзеркальних годин, що зберігся на замку в Ольштині. Про практику будівництва такого годинника говорять відомості про те, що в 20-х і 30-х роках XVII ст. цим займалися Шенбергер, Г. Тагліані і Атанасіус Кірхер, який опублікував свої дані про ці годинах в книзі "Primitiae gnomonicae catoptricae hoc est Horologiographiae novae specularis", виданої у 1635 р в Авіньйоні.

Крім годинників з дорогоцінних і звичайних металів, каменю, дерева і паперу, люди вишукували і примітивні способи вимірювання часу по тіні, коли єдиним посібником для цього була людська рука з п'ятьма пальцями. Перші повідомлення про такі сонячний годинник відносяться до початку XVI ст. Тіньовим покажчиком були палець, палиця, стебло або стовбур квітки. У літературі опис цього примітивного способу вимірювання часу зустрічається під назвою manuale horoloqium. Найпростішим способом виміру часу за допомогою так званих сільських годин було те, що ліву руку повертали долонею вгору і її спрямований вгору великий палець виконував роль тіньової стрілки. Залежно від довжини цієї тіні в порівнянні з іншими пальцями руки можна було приблизно визначити час. Цей простий спосіб вимірювання часу зберігався серед сільського населення досить довгий час. У Франції, в Південній Німеччині і деяких інших місцях цей спосіб добре був відомий навіть в минулому столітті. Як тіньового покажчика досить було короткою гілочки довжиною з мізинець, яку тримали перпендикулярно між мізинцем і безіменним пальцем.