Artikel van de Maand - juni 2010
Spiegelzonnewijzers (1)
De theorie
Wanneer een klein spiegeltje ergens bevestigd wordt, kan men naar het gespiegelde zonlicht kijken.
We noemen dit spiegeltje een "spiegelende nodus". De spiegelende nodus kan willekeurig gericht worden.
Hoe kan men nu eenvoudig de belijning van een zonnewijzer met een spiegelende nodus tekenen?
Een eenvoudige manier om in te zien hoe de belijning van een dergelijke zonnewijzer zal zijn is door te kijken naar de oriëntatie van de gespiegelde poolstijl.
Stel u voor dat een laserstraal parallel aan de aardas op de spiegelende nodus schijnt.
Nadat deze door de spiegelende nodus is weerkaatst geeft de laserstraal de gespiegelde poolstijl aan.
Enkele voorbeelden
In onderstaand figuur zien we links een equatoriale zonnewijzer. De nodus op de poolstijl geeft de bekende homogene belijning op het equatoriale vlak.
Plaatsen we nu een spiegelende nodus parallel aan het equatorvlak, dan blijft de gespiegelde poolstijl ook parallel aan de werkelijke poolstijl.
De homogene belijning verschijnt nu op het zonnewijzervlak dat parallel aan het equatoriale vlak is opgesteld.
In de volgende figuur wordt de gespiegelde poolstijl recht omhoog gericht.
De gespiegelde poolstijl blijft functioneren als poolstijl en de homogene belijning verschijnt op het horizontale zonnewijzervlak, haaks op de poolstijl.
Om de poolstijl naar het zenit te richten moet deze over 38º verdraaid worden.
Om dit te bereiken wordt de spiegelende nodus over de helft van deze hoek gekanteld, dus 19º.
De poolstijl kan bijvoorbeeld ook verticaal naar beneden gericht worden. Dit is in de laatste figuur te zien.
Ook in dit geval verschijnt de homogene belijning op het horizontale zonnewijzervlak.
Om dit te bereiken wordt de spiegelende nodus 90º extra gedraaid waardoor de poolstijl 180 º verdraait.
Algemeenheden
We kunnen nu enkele algemeenheden opschrijven over het bovenbeschreven principe.
- Met een juist opgestelde spiegelende nodus kan op elk willekeurig vlak elke willekeurige zonnewijzer geprojecteerd worden.
- De eigenschappen van de geprojecteerde zonnewijzer zijn in essentie gelijk aan de werkelijke zonnewijzer
- Elke zonnewijzer komt in een paar voor, waarbij de spiegelende nodus 90º gedraaid is en de gespiegelde poolstijl gelijke oriëntatie heeft maar tegengestelde draaizin.
- Het kan zijn dat de spiegelende nodus gedurende het jaar aan beide zijden beschenen wordt; in het algemeen geldt dus dat de nodus aan beide zijden spiegelend moet zijn.
- Het bovenbeschreven principe geldt voor één nodus; een complete stijl kan worden opgebouwd uit een aantal spiegelende nodussen.
Volgende maand volgen enkele praktijkvoorbeelden van zonnewijzers met een gespiegelde nodus.
Hendrik Hollander