Orologio Armillare

L’orologio armillare consiste in uno sviluppo dell’orologio equinoziale derivante dal praticare un foro rotondo nel piano del quadrante equinoziale. Lo spessore del quadrante costituisce il bordo sulla superficie del quale viene proiettata, oltre che sulla superficie del quadrante, l’ombra dello gnomone. L’ombra risulta presente nel foro sia quando, in primavera ed estate , il quadrante lavora nella parte superiore che, in autunno ed inverno, il quadrante lavora nella parte inferiore. Da qui l’intuizione di realizzare un orologio equinoziale nel quale si utilizzi, anziché la superficie del piano del quadrante, solamente il foro trasformandolo in un anello che viene chiamato armilla. L’armilla (dal latino bracciale) a sua volta viene ridotta a semianello per evitare che nel periodo degli equinozi una parte risulti di ostacolo alla proiezione del Sole. Sulla superficie interna dell’armilla si tracciano delle linee orarie verticali dalle ore 6.00 alle ore 18.00 corrispondenti alle ore vere locali. Queste linee orarie verticali coincidono sui bordi armillari, dove raggiungono la superficie del quadrante, con i punti delle linee orarie equinoziali ossia dei raggi d’ampiezza di 15° Questi orologi solari sono, a tutti gli effetti, considerati degli orologi equinoziali purché orientati con il proprio asse come l’asse terrestre ossia in modo da formare con l’orizzonte un angolo corrispondente alla latitudine del luogo nella direzione Nord. Se lo gnomone viene dotato di un appropriato nodo sull’anello armillare, se di opportuna altezza, saranno tracciabili le curve diurne che appariranno come delle circonferenze che l’ombra del nodo percorre a seconda della declinazione del Sole. Le circonferenze delle curve diurne distano della misura h dalle circonferenze equinoziali calcolabile con una formula dipendente dal raggio dell’anello R che è uguale in tutti i punti dello gnomone. L’altezza anulare minima H, per la tracciatura delle curve diurne, corrisponde al doppio della misura h per la declinazione del Sole di 23°,5.

Altezza curve diurne

h = R tg d

Altezza anello armillare

H = 2R tg 23°,5 = 0,87 R
 

In talune situazioni le curve diurne sono disponibili solamente sul mezzogiorno vero locale tramite l’aggiunta di un secondo semianello posto perpendicolarmente a quello del quadrante in modo da cogliere l’ombra del nodo gnomonico. Il quadrante esprime l’ora vera locale ma, ruotandolo opportunamente su differenti longitudini, esprime l’ora di luoghi diversi. Differentemente dall’equinoziale piana, sull’equinoziale armillare le curve diurne possono essere tracciate così come le lemniscate. La peculiarità dell’equinoziale armillare e quella di poter essere dotata di uno gnomone costituito da solido di rotazione il cui profilo può corrispondere alla lemniscata cosi ché l’ombra proiettata contenga l’informazione corrispondente al tempo medio. Questo è reso possibile poiché la proiezione dell’ombra su di una armillare rimane invariata a prescindere dall’angolo orario. La costruzione dello gnomone dovrà considerare uno dei due rami della lemniscata che di fatto costituisce la genitrice del solido di rotazione. Per queste ragioni gli gnomoni saranno due per essere intercambiabili e utilizzati alternativamente nei due periodi di 6 mesi dei rami della lemniscata.

vedi anche: costruiamo un orologio di tipo Equinoziale Armillare

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