Artikel van de Maand - november 2010

Klok voor tijdvereffening

De tijdvereffening is een factor die nodig is om zonnetijd om te zetten naar klokkentijd.

De oorzaken van de tijdvereffening zijn:
- de baan van de aarde om de zon is niet cirkelvormig maar ellipsvormig. (Excentricity)
- de aardas staat scheef ten opzichte van haar baanvlak. (Obliquity)

Door het jaar heen geven de twee componenten elk een (bijna) sinusvormige grafiek, zij het dat:
- de component voor de ellipsvormige baan één periode omvat.
- de component voor de scheve stand van de aardas twee perioden omvat.
Beide componenten opgeteld geven de uiteindelijke tijdvereffening door het jaar heen.
In figuur 1 zijn de twee componenten en de som daarvan als tijdvereffening weergegeven.

Figuur 1

In de figuren 2 tot en met 4 wordt een mechanische methode voorgesteld om deze optelling van de twee componenten te realiseren.

Links zijn twee kammen weergegeven voor de twee componenten.
De bovenste maakt twee omwentelingen per jaar, de onderste één omwenteling.
Twee voelers tasten de kammen af en de uiteinden van die voelers volgen in het midden van de figuren de waarden van de twee componenten.
Op twee van boven naar beneden bewegende jaarschalen in het midden worden de twee componenten grafisch weergegeven.

De uiteinden van de twee voelers zijn met een staaf aan elkaar verbonden en het punt in het midden van die staaf zal dan de waarde van de tijdvereffening volgen.
Die waarde wordt rechts in de figuren op dezelfde bewegende jaarschaal weergegeven.

In de figuren 2 tot en met 4 zijn drie stappen weergegeven, voor respectievelijk 1 januari, 15 april en 31 december.

Figuur 2

Figuur 3

Figuur 4

Een klokkenmaker moet met dit principe in staat zijn een uurwerk te maken waarop de waarden van de componenten en de tijdvereffening zichtbaar gemaakt kunnen worden.
Er is nog alle vrijheid om de vorm van de gewenste schalen te kiezen.

In figuur 5 wordt een dergelijk uurwerk voorgesteld in een zonnewijzer.
De klok ligt in het equatoriale vlak en de zonnewijzer heeft derhalve een lineaire schaalverdeling voor de uren.
Deze urenschaal kan derhalve door de klok telkens met de waarde van de geldende tijdvereffening worden verdraaid.

Figuur 5

Een filmpje met een animatie van dit principe is te zien op de website van Kevin Karney die gewijd is aan de tijdvereffening.

Fer de Vries
Met dank aan Kevin Karney, die dit idee vrij ter beschikking stelt.