Hướng dẫn làm đồng hồ Mặt Trời (Đặng Vũ Tuấn Sơn) doc

Hướng dẫn làm đồng hồ Mặt Trời






Để tự tạo cho mình một sản phẩm thiên văn phục vụ mục đích thực
hành các quan sát hay kiểm chứng các nguyên lí, hiện tượng thiên văn thì
trước hết bạn cần xác định được kích thước và chất liệu cơ bản để bạn thực
hiện.
Bản thân tôi đã chọn kích thước cho chiếc đồng hồ của mình là một
hinh vuông mỗi chiều 60cm (tức là lớn hơn một mặt bàn như bạn thường
thấy ở các quán cafe). Tôi nghĩ như thế là khá ớn và thậm chí đôi khi gây bất
tiện nên bạn có thể làm với kích thước nhỏ hơn là mỗi chiểu 30 đến 40cm.
Hoặc để đẹp mắt hơn thì bạn hãy làm mặt đồng hộ dạng tròn hoặc bán
nguyệt thì sẽ đẹp hơn nhưng tất nhiên về mặt thao tác sẽ khó hơn một chút.
Đó là sơ lược về kích thước của đồng hồ. Về chất liệu, các đồng hồ
Mặt Trời lớn trên thế giới thường làm bằng gỗ, đá hay bằng đồng, kim loại.
Có thể nói làm một chiếc đồng hồ chỉ cần với kích thước 40x40 bằng kim
loại thì đã rất đát tiền đối với các nhà thiên văn trẻ nghiệp dư của chúng ta
Nếu bằng đá thì sẽ rất bất tiện khi mang đi vác lại. Do đó tôi chọn chất liệu
là gỗ.
Về phía bạn, nếu định làm thử 1 sản phẩm có tính thủ công đơn thuần,
bạn có thể làm một chiếc đồng hồ bằng những chất liệu đơn giản hơn nhiều,
như bìa các tông chẳng hạn.
Bước thứ 2, bạn cần tính đến kim của đồng hồ. Chiếc kim giờ của
đồng hồ cần tương đối mỏng, nhưng vẫn phải đủ chắc để bạn không làm gãy
nó khi di chuyển và không bị xê dịch hoặc dao động do gió hay các tác động
nhỏ. Bản thân tôi đã chọn chất liệu gỗ giống như mặt đồng hồ. Bạn cũng có
thể làm một chiếc kim là 1 thanh kim loại tuỳ theo sở thích cũng như sự tiện

lợi cho bạn.
Tiếp đó, để làm được kim đồng hồ, bạn cần xác định độ nghiêng của
kim.
Thực tế có 2 loại đồng hồ Mặt Trời. Một loại đặt mặt đồng hồ nằm
nghiêng còn kim vuông góc với mặt đồng hồ. Tuy nhiên loại này cần có giá
đỡ mặt nên sẽ phức tạp hơn. Do đó tôi chọn làm loại đơn giản là loại đặt mặt
đồng hồ song song với mặt đất và kim giờ thì nghiêng theo góc trùng với chỉ
số vĩ độ nơi ta đang đứng. Như vậy, khi làm kim đồng hồ thì trước hết bạn
cần xác định vật liệu và sau đó thì cần xác định góc nghiêng của kim tuỳ
theo vĩ độ của bạn.
Việc kiểm tra góc này không khó. Bạn có thể mở 1 bản đồ Việt Nam
bất kì để tra vĩ độ nơi bạn đang sống. Ví dụ như ở Hà Nội là 21 độ vĩ Bắc thì
kim sẽ nghiêng 21 độ so với mặt đồng hồ, còn ở TP.HCM thì độ nghiêng
của kim sẽ là 10 độ.
Ở đây tôi sẽ chỉ nói về việc làm một chiếc mặt đồng hồ đơn giản nhất.
Với chất liệu là gỗ và kích thước đã ước tính như trên, tôi đặt hàng một cửa
hàng đồ gỗ bất kì cắt cho tôi một mặt gỗ phẳng thật chính xác với kích thước
60x60cm với độ dày 1,7cm cùng với một chiếc kim có góc nghiêng 21 độ
(vì tôi đang sống ở Hà Nội) và dày tầm 1-1,5cm và chiều dài sao cho hình
chiếu vuông góc của kim lên mặt đồng hồ là đúng bằng chiều dài cạnh mặt
đồng hồ (60cm) có hình dạng như sau

Sau khi lấy 2 bộ phận gỗ này về, nhiệm vụ của bạn lúc này là phải
trang trí nó. Trước hết hãy làm sao để mặt và kim đồng hồ đẹp hơn. Bản
thân tôi sử dụng chất liệu gỗ nên cách hay nhất chính là phun sơn trực tiếp
lên đó hoặc đơn giản hơn là sử dụng đề can phủ vân gỗ giả lên mặt gỗ để tạo
cho mặt đồng hồ màu sắc và vân gỗ sống động. để tiết kiệm chi phí cũng
như đỡ mất thời gian, tôi mua ngay một vài mét đề can vân gỗ (chuyên dùng
để dán mặt bàn văn phòng mà bạn có thể mua ở bất cứ cửa hàng đồ gỗ nội
thất nào), sau đó tự cắt sao cho chính xác để dán lên mặt đồng hồ.

Sau khi dán hoặc sơn cho mặt đồng hồ xong, bạn sang bước tiếp theo
là vạch các mốc giờ cho đồng hồ sao cho chính xác. Với mặt đồng hồ nằm
song song với mặt đất, bạn cần tính các góc giờ vạch lên mặt đồng hồ bằng
công thức
tanB = tanA/tanC
Trong đó:
- B là góc giờ cần vạch lên mặt đồng hồ, gó này tạo bởi vạch 6h và
vạch giờ tiếp theo (7,8,9,10,11) (và tương ứng phía bên kia là 5,4,3,2,1 đối
với số 6 bên kia)
- C là độ vĩ nơi đặt đồng hồ, VD tại Hà Nội C=21, tại TP.HCM C=10
.v.v
- A là góc nắng, tương ứng với các mốc giờ 7,8,9,10,11 là
15,30,45,60,75 độ
Sau khi ra kết quả các góc, bạn hãy căn cứ vào đó để đưa lên mặt
đồng hồ. Bạn có thể dùng bút dạ hoặc dùng giấy đề can màu dán lên đều
được để được các vạch giờ tương ứng với mốc chuẩn là trung điểm của 1
trong 4 cạnh đồng hồ và đường vuông góc với cạnh đó kẻ từ trung điểm là
đường 12h, còn trung điểm đó chính là mốc bạn sẽ đặt kim giờ. Bạn hãy nhớ
để ra 1 khoảng nhỏ ở viền của 3 cạnh còn lại để vẽ các con số chỉ giờ tương
ứng nhé. Các con số tính theo cung từ trái sang phải khi đó sẽ là
6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6 với 2 số 6 chính là 2 đường vuông góc với kim.
Bạn có thể đặt số là số Latin hay La Mã đều được, bản thân tôi thì chọn hệ
số La Mã cho đẹp.
Cuối cùng, bạn hãy thật cẩn thận khi đặt kim giờ vào mặt đồng hồ,
làm sao cho nó thật chính xác để nó nằm đúng điểm mốc giờ khi nãy bạn đã
chọn để vẽ góc và hình chiếu vuông góc của nó sẽ trùng với mốc 12 giờ. Sau
khi lxác định, bạn có rất nhiều cách để gắn chặt kim vào mặt đồng hồ. Vì tôi
làm cả mặt và kim bằng gỗ nên giải pháp tôi đã chọn là keo 502 vì loại keo
này dán gỗ rất hiệu quả, thậm chí mặt gỗ nặng tới trên 4kg mà sau đó tôi vẫn
xách kim lên lắc khá mạnh cũng không hề dịch chuyển chút nào.

Như vậy là chiếc đồng hồ của bạn đã được hoàn thành.
Để sử dụng chính xác, bạn cần biết rằng đồng hồ Mặt Trời chỉ sử
dụng khi có ánh Mặt Trời, và bạn cần đặt sao cho kim giờ của nó hướng
đúng vào sao Bắc Cực Pollaris.
Để cho đơn giản, bạn nên trang bị cho mình 1 chiếc la bàn nhỏ để xác
định hướng Bắc và quay sao cho hướng của kim giờ trùng với hướng của
kim la bàn là được.
Nhớ đặt sao cho việc song song của mặt đồng với mặt đất càng chính
xác càng tốt vì bản thân các la bàn nhỏ sẽ có độ chính xác không hoàn hảo
nếu bạn đặt nó nghiêng nhiều so với mặt đất.
Dưới đây là vài hình ảnh chiếc đồng hồ Mặt Trời tôi đã thực hiện
thành công ngày 28/3/2008 vừa qua.
Chúc các bạn may mắn và thành công
Đặng Vũ Tuấn Sơn