How to Make a Simple Heilodon/Wie man ein einfaches Heilodon herstellt

Ein Heliodon veranschaulicht den Lauf der Sonne über die Erde für einen bestimmten Längen- und Breitengrad und einen festgelegten Tag über zwölf Monate. Folgen Sie den Anweisungen auf dieser Website, um ein solches Heliodon zu bauen.

Ein Heilodon ist ein Modell der Sonnenbewegung über die Erde und ein hervorragendes Lehrmittel zur Veranschaulichung von Schatteneffekten. Es gibt viele verschiedene Arten von Heilodonen, die man bauen kann. Manche Modelle zeigen die Sonnenbewegung für alle Breiten- und Längengrade und zu jedem Zeitpunkt des Jahres. Diese Seite beschreibt, wie man ein einfaches Heilodon für einen bestimmten Längen- und Breitengrad sowie einen bestimmten Tag in zwölf Monaten baut.

Sie benötigen einen Winkelmesser, ein dickes Poster oder Pappe, Draht, eine Drahtzange, einen Bleistift, den Radius Ihres Kreises, kleine Figuren zur Darstellung eines Hauses/von Bäumen, einen Taschenrechner mit invSIN- und invCOS-Funktionen, eine Lampe und Internetzugang.

Zunächst müssen Sie einen Ort auswählen und die Breiten- und Längengrade dieses Ortes ermitteln.

Zeichne auf Pappe oder ein Poster einen perfekten Kreis und markiere Norden, Süden, Osten und Westen. Markiere außerdem die Winkel für Norden und Süden, die du später benötigst. Direkt Norden entspricht einem Winkel von 0 Grad, direkt Süden einem Winkel von 180 Grad. Der Sonnenhöchststand liegt genau auf der Linie zwischen Norden und Süden.

Sie müssen den Höhenwinkel für den Sonnenhöchststand an Ihrem Standort anhand Ihres Breitengrades berechnen. Für den 21. jedes Monats können Sie die bereitgestellte Tabelle verwenden. Falls Sie einen anderen Tag jedes Monats verwenden möchten, finden Sie hier eine vollständige Deklinationstabelle: http://www.wsanford.com/~wsanford/exo/sundials/DEC_Sun.html

Liegt Ihr Breitengrad nördlich des Äquators, subtrahieren Sie den Deklinationswinkel von Ihrem Breitengrad. Ein negativer Wert gibt an, wie viele Grad nördlich der markierten Nordlinie Ihre Höhe liegt. Ein positiver Wert gibt an, wie viele Grad nördlich der markierten Südlinie Ihre Höhe liegt.

Gleichung für 18 Grad Nord

15. Juni

18° - (+23°26') = -5°26' Der Sonnenhöchststand liegt 5°26' nördlich der Senkrechten vom Mittelpunkt Ihres Kreises.

15. Dezember

18° - (-23°26') = 41°26' Der Sonnenhöchststand liegt 41°26' südlich der Senkrechten vom Mittelpunkt Ihres Kreises.

Liegt Ihre geografische Breite südlich des Äquators, addieren Sie den Deklinationswinkel zu Ihrem Breitengrad. Ist der Wert negativ, gibt er an, wie viele Grad nördlich der markierten Südlinie Ihre Höhe liegt. Ist der Wert positiv, gibt er an, wie viele Grad nördlich der markierten Nordlinie Ihre Höhe liegt.

Gleichung für 18 Grad Süd

15. Juni

18° + (+23°26') = 41°26' Der Sonnenhöchststand liegt 41°26' nördlich der Senkrechten vom Mittelpunkt des Kreises.

15. Dezember

18° + (-23°26') = -5°26' Der Sonnenhöchststand liegt 5°26' südlich der Senkrechten vom Mittelpunkt Ihres Kreises.

Verwenden Sie die Arkussinus- und Arkuskosinusfunktionen Ihres Taschenrechners und berechnen Sie für jeden Monat den Höhenwinkel. Multiplizieren Sie diese neuen Werte mit dem Radius Ihres Kreises. Die Arkussinusfunktion liefert Ihnen die Y-Werte für den Sonnenhöchststand, die Arkuskosinusfunktion die X-Werte.

Für die Berechnung des Azimutwinkels bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang können Sie diese Website verwenden: http://www.sunearthtools.com/dp/tools/pos_sun.php. Dort können Sie Ort und Datum eingeben, und die Website liefert Ihnen die Azimutwinkel für Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Diese Werte liegen in derselben Ebene wie Ihr Kreis, sodass Sie keine Sinus- und Kosinuswerte berechnen müssen.

Sobald alle Werte ermittelt sind, können Sie sie auf Ihrem Kreis markieren und mit Draht Höhe und Winkel für die Höhenangabe darstellen. Nachdem Sie alle Sonnenaufgangs-, Sonnenuntergangs- und Höhenwinkel markiert haben, verwenden Sie kleine Figuren. Bewegen Sie eine kleine Lampe über jeden Tag, um zu sehen, wie sich die Schatten bilden. Denken Sie daran, dass die Sonne im Osten aufgeht und im Westen untergeht.