Hướng dẫn làm đồng hồ Mặt Trời

Nội dung text: Hướng dẫn làm đồng hồ Mặt Trời

1. Hướng dẫn làm đồng hồ Mặt Trời
2. Để tự tạo cho mình một sản phẩm thiên văn phục vụ mục đích thực hành các quan sát hay kiểm chứng các nguyên lí, hiện tượng thiên văn thì trước hết bạn cần xác định được kích thước và chất liệu cơ bản để bạn thực hiện. Bản thân tôi đã chọn kích thước cho chiếc đồng hồ của mình là một hinh vuông mỗi chiều 60cm (tức là lớn hơn một mặt bàn như bạn thường thấy ở các quán cafe). Tôi nghĩ như thế là khá ớn và thậm chí đôi khi gây bất tiện nên bạn có thể làm với kích thước nhỏ hơn là mỗi chiểu 30 đến 40cm. Hoặc để đẹp mắt hơn thì bạn hãy làm mặt đồng hộ dạng tròn hoặc bán nguyệt thì sẽ đẹp hơn nhưng tất nhiên về mặt thao tác sẽ khó hơn một chút. Đó là sơ lược về kích thước của đồng hồ. Về chất liệu, các đồng hồ Mặt Trời lớn trên thế giới thường làm bằng gỗ, đá hay bằng đồng, kim loại. Có thể nói làm một chiếc đồng hồ chỉ cần với kích thước 40x40 bằng kim loại thì đã rất đát tiền đối với các nhà thiên văn trẻ nghiệp dư của chúng ta Nếu bằng đá thì sẽ rất bất tiện khi mang đi vác lại. Do đó tôi chọn chất liệu là gỗ. Về phía bạn, nếu định làm thử 1 sản phẩm có tính thủ công đơn thuần, bạn có thể làm một chiếc đồng hồ bằng những chất liệu đơn giản hơn nhiều, như bìa các tông chẳng hạn.
3. Bước thứ 2, bạn cần tính đến kim của đồng hồ. Chiếc kim giờ của đồng hồ cần tương đối mỏng, nhưng vẫn phải đủ chắc để bạn không làm gãy nó khi di chuyển và không bị xê dịch hoặc dao động do gió hay các tác động nhỏ. Bản thân tôi đã chọn chất liệu gỗ giống như mặt đồng hồ. Bạn cũng có thể làm một chiếc kim là 1 thanh kim loại tuỳ theo sở thích cũng như sự tiện lợi cho bạn. Tiếp đó, để làm được kim đồng hồ, bạn cần xác định độ nghiêng của kim. Thực tế có 2 loại đồng hồ Mặt Trời. Một loại đặt mặt đồng hồ nằm nghiêng còn kim vuông góc với mặt đồng hồ. Tuy nhiên loại này cần có giá đỡ mặt nên sẽ phức tạp hơn. Do đó tôi chọn làm loại đơn giản là loại đặt mặt đồng hồ song song với mặt đất và kim giờ thì nghiêng theo góc trùng với chỉ số vĩ độ nơi ta đang đứng. Như vậy, khi làm kim đồng hồ thì trước hết bạn cần xác định vật liệu và sau đó thì cần xác định góc nghiêng của kim tuỳ theo vĩ độ của bạn. Việc kiểm tra góc này không khó. Bạn có thể mở 1 bản đồ Việt Nam bất kì để tra vĩ độ nơi bạn đang sống. Ví dụ như ở Hà Nội là 21 độ vĩ Bắc thì kim sẽ nghiêng 21 độ so với mặt đồng hồ, còn ở TP.HCM thì độ nghiêng của kim sẽ là 10 độ.
4. Ở đây tôi sẽ chỉ nói về việc làm một chiếc mặt đồng hồ đơn giản nhất. Với chất liệu là gỗ và kích thước đã ước tính như trên, tôi đặt hàng một cửa hàng đồ gỗ bất kì cắt cho tôi một mặt gỗ phẳng thật chính xác với kích thước 60x60cm với độ dày 1,7cm cùng với một chiếc kim có góc nghiêng 21 độ (vì tôi đang sống ở Hà Nội) và dày tầm 1-1,5cm và chiều dài sao cho hình chiếu vuông góc của kim lên mặt đồng hồ là đúng bằng chiều dài cạnh mặt đồng hồ (60cm) có hình dạng như sau Sau khi lấy 2 bộ phận gỗ này về, nhiệm vụ của bạn lúc này là phải trang trí nó. Trước hết hãy làm sao để mặt và kim đồng hồ đẹp hơn. Bản thân tôi sử dụng chất liệu gỗ nên cách hay nhất chính là phun sơn trực tiếp lên đó hoặc đơn giản hơn là sử dụng đề can phủ vân gỗ giả lên mặt gỗ để tạo cho mặt đồng hồ màu sắc và vân gỗ sống động. để tiết kiệm chi phí cũng như đỡ mất thời gian, tôi mua ngay một vài mét đề can vân gỗ (chuyên dùng
5. để dán mặt bàn văn phòng mà bạn có thể mua ở bất cứ cửa hàng đồ gỗ nội thất nào), sau đó tự cắt sao cho chính xác để dán lên mặt đồng hồ. Sau khi dán hoặc sơn cho mặt đồng hồ xong, bạn sang bước tiếp theo là vạch các mốc giờ cho đồng hồ sao cho chính xác. Với mặt đồng hồ nằm song song với mặt đất, bạn cần tính các góc giờ vạch lên mặt đồng hồ bằng công thức tanB = tanA/tanC Trong đó: - B là góc giờ cần vạch lên mặt đồng hồ, gó này tạo bởi vạch 6h và vạch giờ tiếp theo (7,8,9,10,11) (và tương ứng phía bên kia là 5,4,3,2,1 đối với số 6 bên kia) - C là độ vĩ nơi đặt đồng hồ, VD tại Hà Nội C=21, tại TP.HCM C=10 .v.v - A là góc nắng, tương ứng với các mốc giờ 7,8,9,10,11 là 15,30,45,60,75 độ Sau khi ra kết quả các góc, bạn hãy căn cứ vào đó để đưa lên mặt đồng hồ. Bạn có thể dùng bút dạ hoặc dùng giấy đề can màu dán lên đều
6. được để được các vạch giờ tương ứng với mốc chuẩn là trung điểm của 1 trong 4 cạnh đồng hồ và đường vuông góc với cạnh đó kẻ từ trung điểm là đường 12h, còn trung điểm đó chính là mốc bạn sẽ đặt kim giờ. Bạn hãy nhớ để ra 1 khoảng nhỏ ở viền của 3 cạnh còn lại để vẽ các con số chỉ giờ tương ứng nhé. Các con số tính theo cung từ trái sang phải khi đó sẽ là 6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6 với 2 số 6 chính là 2 đường vuông góc với kim. Bạn có thể đặt số là số Latin hay La Mã đều được, bản thân tôi thì chọn hệ số La Mã cho đẹp. Cuối cùng, bạn hãy thật cẩn thận khi đặt kim giờ vào mặt đồng hồ, làm sao cho nó thật chính xác để nó nằm đúng điểm mốc giờ khi nãy bạn đã chọn để vẽ góc và hình chiếu vuông góc của nó sẽ trùng với mốc 12 giờ. Sau khi lxác định, bạn có rất nhiều cách để gắn chặt kim vào mặt đồng hồ. Vì tôi làm cả mặt và kim bằng gỗ nên giải pháp tôi đã chọn là keo 502 vì loại keo này dán gỗ rất hiệu quả, thậm chí mặt gỗ nặng tới trên 4kg mà sau đó tôi vẫn xách kim lên lắc khá mạnh cũng không hề dịch chuyển chút nào. Như vậy là chiếc đồng hồ của bạn đã được hoàn thành. Để sử dụng chính xác, bạn cần biết rằng đồng hồ Mặt Trời chỉ sử dụng khi có ánh Mặt Trời, và bạn cần đặt sao cho kim giờ của nó hướng đúng vào sao Bắc Cực Pollaris.
7. Để cho đơn giản, bạn nên trang bị cho mình 1 chiếc la bàn nhỏ để xác định hướng Bắc và quay sao cho hướng của kim giờ trùng với hướng của kim la bàn là được. Nhớ đặt sao cho việc song song của mặt đồng với mặt đất càng chính xác càng tốt vì bản thân các la bàn nhỏ sẽ có độ chính xác không hoàn hảo nếu bạn đặt nó nghiêng nhiều so với mặt đất. Dưới đây là vài hình ảnh chiếc đồng hồ Mặt Trời tôi đã thực hiện thành công ngày 28/3/2008 vừa qua. Chúc các bạn may mắn và thành công Đặng Vũ Tuấn Sơn