Рис.54

Движение солнечного "зайчика" на поверхности стены было использовано Н. Ф. Платоновым для устройства весьма поучительного прибора, позволяющего проверять часы. В том месте стены, где около полудня передвигался "зайчик", был установлен огромных размеров картон. Картон был прикреплен к деревянной раме, которая в свою очередь скреплялась с железной рамой. О величине этого сооружения можно судить по следующим размерам.

Рама весила почти 50 кг и ее площадь была около 0,7 м х 10 м.

Солнечные лучи, пройдя через круглое отверстие цинковой пластинки, помещенной у окна, падали на картон рамы в виде светлого пятна - "зайчика". Рама была повешена на стене каменной входной лестницы, соединяющей этажи учебного заведения. Вертикальная линия, проведенная на раме и отверстие н экране находились в плоскости меридиана, светлое пятнышко быстро двигалось по картону,проходя около 1 мм и секунду. При этих условиях момент полудня можно было определять с хорошей точностью до 10-15 сек.

Сделанная на поверхности рамы разметка и ряд поставленных цифр давали возможность знать, где будет солнечное пятно в полдень в тот или иной день какого-нибудь месяца. Уже тогда выяснились большие методические достоинства этого прибора: наблюдения можно было проводить одновременно всем учащимся класса. Солнечный луч своим движением по раме наглядно подтверждал не только суточное движение, но и изменение склонения Солнца. Расхождение истинного и среднего полдня при этом хорошо запечатлевалось в сознании учащихся.

Ряд интересных практических и теоретических задач возник в связи с устройством и использованием этой рамы.

Интересующиеся могут найти подробности по этому вопросу в переменной части Русского астрономического календаря на 1913 год.

В таком же календаре за 1916 год Л. Кандауров дал описание малой солнечной рамы, подвешиваемой около окна, выходящего на юг. Эта рама позволяла определять время более грубо, так как ошибка достигала 1-2 мин.

Необходимость искать иные формы осуществления солнечной рамы вызывалась тем, что в своем первоначальном виде рама Платонова имела ряд недостатков. Летом лучи Солнца не достигали рамы, она была громоздкой, не всякая школа могла бы соорудить такую раму по целому ряду причин. Кроме того, шкала рамы соответствовала тангенсам градусов, а не градусным отсчетам. По этой причине шкале были присущи некоторые искажения.

Еще в 1912 г. Н. Ф. Платонов наметил черты нового прибора, названного им впоследствии солнечным квадрантом. Солнечный квадрант Платонова и экваториальная солнечная рама Кандаурова имеют некоторые общие черты устройства.

Рис.55

Прибор Кандаурова, изображенный на рис. 54, представляет собой раму длиною приблизительно в 1 м, в которую вставлено стекло. На стекло накладывается и закрепляется полотняная калька с чертежом. Две прямые линии, проведенные перпендикулярно друг к другу посредине чертежа, соответствуют экватору и меридиану. Последний отмечается более длинной чертой. Кроме того, на этом же чертеже имеется кривая в форме восьмерки с неравными петлями, которую меридиан делит вдоль немного несимметрично (рис. 55). Эта, так называемая "восьмерка времени", позволяет узнавать средний полдень. Этот полдень бывает тогда, когда светлый кружок от солнечных лучей, пропущенных через круглое отверстие в экране, достигнет своим центром линии, образующей "восьмерку". Квадратный экран с отверстием около 7 мм диаметра находится от рамы на расстоянии, равном 1 м, если мерить от отверстия до середины чертежа на раме.

Рама и экран параллельны друг другу и связаны вместе планками. Форма боковых соединений трапецевидная; на сторонах, обращенных к потолку и книзу, прямоугольная. Ширина рамы около 22,5 см;такая же ширина экрана. Экран для удобства регулировки делается подвижным и закрепляется по окончании регулировки.

Прибор висит на трех цепочках, прикрепленных к потолку, против южного окна. Цепочки оканчиваются болтами, которые проходят через планки внутрь прибора. Подвинчивая на этих болтах гайки, можно поднимать ту или иную часть прибора.

Регулировка заключается в том, чтобы добиться правильного расположения в плоскости меридиана продольной прямой на чертеже рамы и отверстия в экране. Для этого один конец прибора делают скользящим в горизонтальном направлении по планке, на которой он висит. После установки прибор закрепляется двумя боковыми винтами.

Наклон раме дается при помощи подвинчивания гаек на болтах и при помощи отвеса. Наклон должен соответствовать широте места наблюдения: плоскость чертежа должна быть перпендикулярна плоскости небесного экватора и, следовательно, сотвесной линией должна образовывать угол равный . Плоскость меридиана и плоскость чертежа также должны быть перепендикулярны друг другу.

Рис.56

Чертеж подготовляется сначала на миллиметровой бумаге. Пользуясь данными астрономического календаря и имея таблицу тангенсов, переводят уравнение времени(с точностью до 15 сек. времени) в угловую меру и затем находят величину линии тангенса в мм. Зная склонение Солнца (округленное до целых минут) для данного дня года, также находят для него величину линии тангенса в мм. Склонение можно взять из календаря на год, промежуточный между високосными годами, или взять среднюю величину склонения за 4 года.

По этим данным на чертеже от линии меридиана и линии экватора откладываются соответствующие расстояния и ставятся точки. Понятно, что отрицательные величины откладывают в другую сторону от этих прямых.

Для всех дней года такую работу делать нет надобности. Можно делать пропуски данных, соответствующих двум соседним суткам. Полученные точки соединяются плавной кривой с помощью лекала.

Всякая грубая ошибка сейчас же выявит себя, так как ошибочно поставленная точка окажется в стороне от кривой, образующей восьмерку.

Чертеж переводится на полотняную кальку. Кривую линию восьмерки вычерчивают тушью. Через найденные точки этой кривой проводятся короткие черные линии, чтобы лучше отметить положение светлого кружка в тот или иной день. Дать; дней можно поставить с пропуском одной черты. Названия месяцев пишутся вдоль кривой.

Видимость светлого кружка значительно улучшается, если боковой свет не будет проникать внутрь прибора. Для этого целесообразно прикрепить винтами по бокам прибора щитки из тонкой фанеры. Прибор заслуживает того, чтобы сделать его чисто и красиво.

Солнечный квадрант Платонова отличается от только-что описанного, главным образом, тем, что чертеж располагается не в плоскости, как у Кандаурова, а изогнут в форме цилиндрической поверхности (рис. 56). Это устройство позволяет отсчитывать склонения Солнца в градусах. В соответствии с этой установкой боковые рамки прибора имеют форму прямоугольных секторов; рамки же верхняя и обращенная к окну имеют форму прямоугольников. Отверстие в металлическом экране помещалось в центре дуги квадранта. Преподаватели астрономии, желающие построить такой квадрант, найдут все подробности устройства и способы расчета в книге Н. Ф. Платонова "Практические занятия по начальной астрономии". Изд. 2-е. Госиздат, 1924.