ساعة المعادلة

ساعة المعادلة هي ساعة ميكانيكية تتضمن آلية تحاكي معادلة الزمن ، بحيث يمكن للمستخدم قراءة أو حساب التوقيت الشمسي ، كما هو الحال في الساعة الشمسية . حصل كريستيان هيغنز على براءة اختراع أولى الساعات الدقيقة، التي تعمل بالبندول ، عام 1657. على مدى العقود التالية، ظل الناس معتادين على استخدام الساعات الشمسية، ورغبوا في استخدام الساعات لمعرفة التوقيت الشمسي. تم اختراع ساعات المعادلة لتلبية هذه الحاجة.

كانت ساعات المعادلة القديمة مزودة بمؤشر يتحرك لعرض معادلة الوقت على قرص أو مقياس. وكانت الساعة نفسها تعمل بسرعة ثابتة. ويقوم المستخدم بحساب التوقيت الشمسي بإضافة معادلة الوقت إلى قراءة الساعة. أما ساعات المعادلة اللاحقة، التي صُنعت في القرن الثامن عشر، فكانت تُجري عملية التعويض تلقائيًا، بحيث تُظهر الساعة التوقيت الشمسي مباشرةً. كما تُظهر بعضها التوقيت المتوسط ، والذي يُطلق عليه غالبًا "توقيت الساعة".

تتضمن جميع ساعات المعادلات آلية تحاكي معادلة الزمن، حيث يتحرك ذراع أو يدور عمود بطريقة تمثل تغيرات معادلة الزمن مع مرور العام. وهناك نوعان شائعان من هذه الآلية:

خلال الفترة التي صُنعت فيها ساعات المعادلات واستُخدمت، كانت جميع الساعات تُصنع يدويًا، ولا يوجد ساعتان متطابقتان تمامًا. تتميز العديد من ساعات المعادلات بميزات أخرى، مثل عرض أطوار القمر أو أوقات شروق الشمس وغروبها. وبغض النظر عن هذه الإضافات، تعمل هذه الساعات بأربع طرق مختلفة. لا تهدف الفقرات التالية إلى تقديم وصف تفصيلي لكل ساعة على حدة، بل إلى توضيح المبادئ العامة لهذه الأنواع الأربعة المختلفة من ساعات المعادلات. تتشابه آلية عمل بعض الساعات مع هذه المبادئ، لكن التفاصيل تختلف. يمكن الوصول إلى صور وأوصاف ساعات المعادلات المختلفة، الموجودة حاليًا في المتاحف، عبر الروابط الخارجية المدرجة أدناه.

تُسبب التغيرات البطيئة في حركة الأرض تغيرات تدريجية في التغير السنوي لمعادلة الزمن. ^{[ 3 ]} يُظهر الرسم البياني في أعلى هذه المقالة التغير السنوي كما هو عليه الآن، حوالي عام 2000. بعد قرون عديدة في الماضي أو المستقبل، سيكون شكل الرسم البياني مختلفًا تمامًا. صُنعت معظم ساعات معادلة الزمن قبل حوالي ثلاثة قرون، ومنذ ذلك الحين كان التغير في التغير السنوي لمعادلة الزمن ضئيلاً، ولكنه ملحوظ. تُجسد هذه الساعات التغير السنوي كما كان عند صنعها. وهي لا تُعوض عن التغيرات البطيئة، التي كانت مجهولة آنذاك، لذا فهي أقل دقة الآن مما كانت عليه عند صنعها. يبلغ أكبر خطأ ناتج عن هذا السبب حاليًا حوالي دقيقة واحدة. بعد قرون في المستقبل، إذا نجت هذه الساعات، ستكون الأخطاء أكبر.

لم تعد ساعات المعادلات، بمعناها الحرفي، شائعة الاستخدام. مع ذلك، لا تزال مكوناتٌ تُؤدي وظائف مماثلة لتلك الموجودة في ساعات المعادلات تُستخدم في أجهزة تتبع الشمس ، على سبيل المثال، والتي تتحرك لتتبع حركة الشمس في السماء. لا يستشعر العديد منها موقع الشمس، بل يحتوي على آلية تدور حول محور قطبي بسرعة ثابتة تبلغ 15  درجة في الساعة، مواكبةً متوسط ​​سرعة دوران الأرض بالنسبة للشمس. أحيانًا، يتم توليد تمثيل رقمي لهذا الدوران، بدلًا من الدوران الفعلي للمكون. ثم تُضاف معادلة الزمن إلى هذا الدوران الثابت، مما يُنتج دورانًا لجهاز التتبع يواكب الحركة الظاهرية للشمس. عمومًا، تستخدم هذه الأجهزة تقنيات حديثة، تشمل الإلكترونيات والحواسيب، بدلًا من الأجهزة الميكانيكية التي كانت تُستخدم في ساعات المعادلات التاريخية، لكن الوظيفة تبقى نفسها.

• معادلة الزمن
• مزولة
• ساعة
• التفاضلي (جهاز ميكانيكي)

ملاحظة: في بعض هذه المواد التاريخية، يُطلق على وقت الساعة اسم "الوقت المتساوي"، ويُطلق على وقت الساعة الشمسية اسم "الوقت الظاهري" أو "الوقت الشمسي الحقيقي".

• ساعة بندول متغيرة في المتحف البريطاني .
• ساعات المعادلات في المتحف البريطاني، مع وصف لها.
• ساعة جيب تعمل كساعة معادلات. يشير الوصف إلى أنها تقوم بعملية جمع ميكانيكية.
• ساعة ذات علامات دقائق متحركة على حلقة.
• رسالة من جوزيف ويليامسون كُتبت حوالي عام 1715، يدعي فيها اختراع الساعات التي تُظهر التوقيت الشمسي، والتي تعمل بواسطة علامات الدقائق المتحركة أو البندولات المتغيرة.
• يقدم كتاب "معادلة الزمن" أمثلة توضيحية لتطور ساعات المعادلة.