Készítsünk napórát!

A napórákról általában

Napórák a különböző történelmi kultúrákban

A legrégibb időmérő a napóra, ez a minden történelmi kultúrában megtalálható lenyűgözően egyszerű eszköz. Az egyiptomi obeliszkek a szakrális szerepük mellett, mint napórák gnomonja működhettek, de találtak az ie. XV. századból származó “L” alakú napórát. A babilóniaiak is a Napot használták az idő múlásának jelzésére. Az ő örökségük, a hatvanas számrendszerükből eredő perc és másodperc is. A görögök fejlett matematikájuk révén különféle megoldásokat alkalmaztak. Az egyik leggyakoribb napóra típus volt abban az időben és később a rómaiaknál is a szkafosz – a homorú napóra. A keleti kultúrák mint kínai és az indiai, majd később az iszlám tudósok is magas szinten művelték a gnomonika tudományát. A napórák fontossága a XVIII. századig megmaradt, sőt a mechanikus órák megjelenése után sokáig még ezeket az eszközöket használták az óraszerkezetek pontos beállításához. Napjainkban mint múltat idéző relikviák vannak jelen a napórák.

A napóra működésének alap elve

A napóra, mint a neve is mutatja, úgy méri az időt, hogy a Nap által vetett árnyék hosszát és irányát arányítjuk egy skálához. Ahhoz, hogy a napóránk jól működjön több összetevőt is figyelembe kell venni. Ezek közvetlenül összefüggnek azzal a ténnyel, hogy a napóra olyan árnyékváltozásokat mutat, amit a Föld dőlt tengelyű forgása vált ki, miközben kering a Nap körül. A három fő elem amit a szerkesztéskor szem előtt tartunk: a Föld forgástengelyének a síkja, amit a napóránk esetében a gnomon, mint ezzel párhuzamos jelenít meg; másrészt az egyenlítői sík, ez maga a számlap, ekvatoriális napóránál vagy ennek valamilyen formájú vetülete; és harmadszor a napóra helyének földrajzi szélessége, ami a vízszintes sík és a gnomon által bezárt szöget határozza meg.

A kiválasztás szempontjai

Eddigi munkáim során – és itt nem csak a napórákra gondolok – mindig a megrendelő vagy a vevő igényeit vettük figyelembe elsődlegesen. A napórák esetében sincs ez másként. Én szeretem az első megbeszélést a helyszínen megtenni, hogy miközben arról beszélgetünk, milyen elképzelése, ötlete van a megrendelőnek a napórával kapcsolatban, hasson rám a hely “szelleme”. Nagyon fontosnak tartom a napóra helyének jó kiválasztását.

1. A Nap a lehető leghosszabb ideig süssön arra a helyre ahova a napóra telepítve lesz.
   
2. A ház vagy a kert stílusához illő napóra kerüljön oda. Egy jellegében alpesi jelleget mutató ház homlokzatára például festett napórát, míg egy rendezett kertbe, ahol nincs kitéve vandalizmusnak, egy finoman kidolgozott kovácsoltvas napórát ajánlok.
   
3. A hely tehát a napóra típusán kívül, az anyagát is meghatározza, hogy miből készüljön el.
   
4. Lényeges szempont a méret is. Ez elsődlegesen attól függ, hogy milyen rálátásunk lesz a napórára, milyen messziről lehet megfigyelni az árnyék vonulását.
   
5. És nem elhanyagolható összetevő, hogy mekkora költségvetésből tudunk dolgozni.

Ezek után két-három vázlat tervből kiválasztja a megrendelő a neki megfelelőt. Ha vertikális napóráról van szó, akkor a következő lépés a fal tájolásának pontos meghatározása. Én ezt egy teodolit segítségével szoktam elvégezni. A pontos tervek és a szerkesztések elkészítésével a munka nehezén már túl vagyunk, most már csak java van hátra, a kivitelezés. A tervek alapján a különböző mesteremberek elkészítik a napóra megfelelő részeit. Végezetül a felszerelés vagy a felállítás mard csak hátra. Egy kertben elhelyezett napóránál, ekkor van szükség az észak-déli irány pontos meghatározására.

Milyen napórát készítsünk?

Most beszélnék három napóra típus viszonylag egyszerűbb kivitelezéséről, amit akár Önök is elkészíthetnek otthon.

Ekvatoriális napóra

Ez a legegyszerűbben szerkeszthető számlapú napóra fajta. Itt tulajdonképpen egy kör kerületének 24 részre osztásával, már ki is jelöltük az óravonalakat. Két fő formáról beszélhetünk az egyenlítői napóráknál. Az egyik esetben egy korongra szerkesztjük fel az óra osztásokat. Ez a korong lesz párhuzamosan elhelyezve a Föld egyenlítőjével. A másik változatnál egy félkörívben meghajlított lemez belső oldalára jelöljük be az órákat.

Ha valaki teheti és be tud szerezni egy régi kocsikereket – vagy ha az nincs, akkor egy gondosan kivágott fém vagy fa korongból – szép napórát készíthet magának belőle a kertjébe. Miután a kerék szélét beosztottuk 24 részre, 15°-ként felhelyezhetjük a számokat. Két fontos dologra ügyeljünk. Az első: a kerék mind a két oldalán fel kell tüntetni az órákat, mert a nap-éj egyenlőségek közötti időben hol az egyik, hol a másik oldalon vonul végig az árnyék, az évszaknak megfelelően. A másik, hogy az északi oldalra, amin március 21-től szeptember 23-ig lehet leolvasni az időt, az óra járásával egyezően helyezzük fel a számokat, mert az árnyék az nyugatról keletre halad a nap folyamán. A másik oldalon természetesen ennek megfelelően a másik irányban, az óra járásával ellenkező irányba növekednek a számok.

A számok lehetnek festettek vagy ha igényesebbek vagyunk, sírköveseknél beszerezhető, kész bronz számokat is alkalmazhatunk.

A kerék vagy a korong közepén, ennek síkjára merőlegesen halad keresztül az árnyékvető rúd. Itt kell pontosan tisztába lenni azzal, hogy melyik földrajzi szélességen van a napóra. Legegyszerűbben egy térkép segítségével meghatározhatjuk ezt. Magyarországon három szélességi fok halad keresztül. Ezekhez közelítőleg a következő nagyvárosaink helyezkednek el:

46° Pécs, Szeged, Mohács
46,5° Nagykanizsa, Békéscsaba
47° Veszprém, Kecskemét
47,5° Budapest, Debrecen
48° Miskolc, Nyíregyháza

A kerekünk, illetve a korongunk sugarát figyelembe véve, szögfüggvény segítségével meghatározzuk azt a távolságot, amit az alap vízszintes síktól a kerék síkjának metszéspontjáig fel kell mérni. Ha a sugár méretét 10 egységnek vesszük, akkor ez a távolság: (r x tg ?)

46° r x 1,036 = 10,36
46,5° r x 1,054 = 10,54
47° r x 1,072 = 10,72
47,5° r x 1,091 = 10,91
48° r x 1,111 = 11,11

Tehát egy 40 cm sugarú kerék esetében ez a távolság, Budapesten 40 x 1,091 = 43,64 cm lesz.

Amikor ezzel megvagyunk a napóra tájolása a következő feladat. Stílusosan egy függőlegesen a földbe leszúrt pálcával, egy gnomonnal tudjuk elvégezni. A pálca magassága ne legyen túl nagy, hogy az árnyékának a vége viszonylag közel essen a pálcánkhoz. E köré a pálca köré egy spárga segítségével húzzunk koncentrikus köröket, úgy 5-6 darabot és jelöljük ki azokat a pontokat, ahol az pálca árnyékának a vége metszi a köröket. Minden körön két-két jelölés lesz, egyiket a délelőtt áthaladó árnyék, míg a másikat a délutáni határozza meg. A nap végén az azonos körön elhelyezkedő metszéspontokat egy egyenessel összekötve és ennek az egyenesnek a felező pontján és a pálca talppontján átmenő egyenes, meghatározza az adott helyen az észak-déli meridián vonalat. Ez az eljárás az úgynevezett indiai kör. Erre a délvonalra kell a napóránkat oly módon elhelyezni, hogy a kerék tengelyén átfutó árnyékvetőnk alsó vége a vonalon dél felé nézzen, míg a kerék talajjal érintkező pontja a meridián vonalon észak felé helyezkedjen el.

Horizontális napóra

Alapjában véve a többi napóra típus számlapját is a 24 részre osztott kör megfelelő síkra való vetítésével is megkaphatjuk. Egy kis találékonyságot és nem sok anyagot igénylő horizontális napóra az “humán napóra“. Röviden bemutatom, hogyan tudjuk családi összefogással a kertben vagy egy iskola udvaron a gyerekek segítségével megszerkeszteni.

1. Ehhez a napórához egy 5×4 méternyi vízszintes területre van szükség, ahová a Nap minél hosszabb ideig odasüt.
   
2. Kijelöljük az észak-déli irányt, a meridián vonalat, egy kb. 2,5 méteres egyenessel. Majd erre az egyenesre merőlegesen, a déli végétől 50 cm-re meghúzzuk a kelet-nyugati irányt félegyeneseket, ami az ellipszis alakú számlapunk hossztengelye lesz.
   
3. A középpontból, A-ból kiindulva bejelöljük a meridián vonalon északi irányba az A-B távolságot, és a két fókusz pontot “F”, a nagy tengelyen. Ebbe a két pontba leszúrunk két cölöpöt, amihez hozzákötjük a zsineget, úgy hogy az a “B” pontot érintve minél feszesebb legyen.
   
4. Megrajzoljuk az ellipszist ügyelve a zsineg folyamatos feszességére.
   
5. A továbbiakban “A” és “C” pontokból felmérjük az ellipszisre az órajelek pontos helyét.
   
6. A meridián vonal két oldalán bejelöljük a dátum vonalakat. Ezek a vonalak határozzák meg az év melyik szakaszában hová álljunk, hogy az árnyékunkkal megmutathassuk a helyi időt.
   
7. A jelöléseink rögzítése az utolsó lépés ennek a napórának az elkészítésénél.

Akit a későbbiekben konkrétan érdekel ez a típus a mellékelt táblázatban megtalálja a hazai koordinátákra vonatkozó adatokat.

Vertikális napóra

A vertikális napóra elkészítése igényli a legtöbb előkészületet. Mivel a házfalak tájolásának pontos ismerete nagyon fontos, és szerkesztéses elkészítése is egy összetett folyamat. Itt most egy egyszerűbb trükk segítségét igénybe véve mutatok példát a vertikális napórák elkészítésére.

1. Javaslom ezt a típust egy kellően előkészített, lealapozott és több rétegben lefestett rétegelt lemezre készíteni. Szükségünk van még egy diavetítőre is.
   
2. A táblázat alapján, egy szögmérő és egy fekete alkoholos tűfilccel szerkesszük meg az óravonalakat egy átlátszó fóliára, egy vastagabb irattartóra, genotermre. A szerkesztést a dia keret méretéhez igazítva, méretre vágjuk és befoglaljuk.
   
3. Indiai kör segítségével meghatározzuk a falra állítható merőleges és a délvonal közötti eltérés szögét.
   
4. A fallal párhuzamosan, függőleges helyzetben rögzítjük a táblát.
   
5. A délvonalra elhelyezett diavetítő, a megfelelő távolságból, rávetíti az óravonalakat a számlapunkra. A vonalak átjelölése után már kényelmesen megfesthetjük a számlapot, tehetségünk és fantáziánknak megfelelően.
   
6. Az árnyékvetőt célszerű kb. 2 mm-es alumínium lemezből készítenünk a tartósság miatt.

Ezzel az eljárással egyenetlen felületeken is készíthetünk napóra számlapot.