La Whitehurst & Son Cadran è una meridiana solare orizzontale di precisione realizzata a Derby , in Inghilterra nel 1812 dal nipote di John Whitehurst , oggi fa parte della collezione del Derby Museum and Art Gallery . Questo è un bell'esempio di una meridiana di precisione che segna l'ora solare reale o apparente (locale) con una scala di correzione per convertire l'ora solare media (locale) . È preciso fino al minuto.
I membri della famiglia Whitehurst erano conosciuti come importanti orologiai a Derby. John Whitehurst (1713-1788) nacque a Congleton , ma si trasferì a Derby, dove iniziò la sua attività come produttore di orologi. Si è trasferito a Londra quando è stato nominato Controller di pesi e misure per il governo. Suo nipote ha continuato l'attività sotto il nome di Whitehurst & Son (Whitehurst & Son).
L'azienda di famiglia era nota per gli orologi e gli orologi da torretta .
La costruzione dei quadranti si basa sulla comprensione di come il sole proietta un'ombra su una superficie piana. Ecco una superficie orizzontale. Ogni giorno, in un ciclo annuale, l'ombra cadrà sul quadrante in un punto diverso dal giorno prima. Shadow walking è specifico per la latitudine . Il quadrante è progettato per fornire l'ora locale apparente , ciò significa che mezzogiorno corrisponderà all'ora in cui il sole è previsto verso sud nel punto più alto del cielo.
La Terra ruota attorno al Sole seguendo una leggera ellisse; questo fatto, unito all'influenza dell'inclinazione dell'asse di rotazione terrestre, fa variare leggermente la durata della giornata durante l'anno. L'accumulo di queste variazioni giornaliere dà una variazione annuale fino a 16 minuti in novembre e febbraio. Questa deviazione è l' equazione del tempo . Non importava molto finché le persone non iniziarono a confrontare le meridiane con gli orologi meccanici. Orologi e orologi indicano il tempo medio locale .
Ma nel XIX ° secolo, il tempo di ferrovie ha chiesto allo stesso tempo in tutte le linee. Ciò ha portato all'adozione di Greenwich per il tempo legale . La compagnia locale Midland Railway aveva adottato l'ora di Greenwich nelGennaio 1848. L'ora legale sarà quando il sole è previsto verso sud presso il Royal Observatory, Greenwich . Ad esempio Derby è 1 ° 28 '46 "a ovest di Greenwich , ed è mezzogiorno al sole circa 5 minuti e 55 secondi dopo.
Questo quadrante in bronzo è marchiato "Whitehurst and Son / Derby / 1812" e si crede che sia stato realizzato per George Benson Strutt (il fratello minore del filatore di cotone William Strutt ), per la sua casa a Bridge Hill House, Belper . La latitudine precisa della posizione è 53 ° 1 '49 .08 "a nord e 1 ° 29 '26,88" a ovest di Greenwich, che è leggermente diversa da quella di Derby, a 52 ° 55 '00 "a nord, una differenza di 6' 49 ". La longitudine è quasi identica e fornisce solo una differenza di tempo di 2 secondi.
Questo quadrante è solidamente realizzato, con uno stile spesso. Il bordo proietta l'ombra prima di mezzogiorno e l'altro lato proietta l'ombra del pomeriggio. Il quadrante non è quindi composto da un cerchio completo, ma da due semicerchi separati dallo spessore dello stile. In questo tipo di meridiana, l'angolo dello stile con il quadrante è esattamente lo stesso della latitudine di Bridge Hill House, Belper è 53 ° 1 '49 ". Il quadrante dovrebbe essere perfettamente orizzontale, ma lievi regolazioni per la latitudine effettiva Poiché il quadrante è ora a 0 ° 6'49 ", ovvero circa 1/10 di grado a sud, il quadrante con lo stile dovrebbe essere sollevato di tanto.
Nella meridiana orizzontale (a volte indicata come meridiana da giardino), la piastra che riceve l'ombra è allineata orizzontalmente, anziché essere perpendicolare allo stile come nell'orologio solare equatoriale . Pertanto, la linea d'ombra non ruota in modo uniforme sul quadrante; le linee orarie sono spaziate ad angoli che possono essere calcolati. Questo quadrante di Whitehurst & Son è inciso con precisione con le linee delle ore calcolate secondo la formula:
dove è la latitudine geografica della meridiana e l'angolo che lo stile fa con l'orizzontale, è l'angolo tra la linea di una data ora e la linea del mezzogiorno (che punta sempre al nord vero) sul piatto, et è il numero di ore prima o dopo mezzogiorno.
MatematicaPer ogni ora compresa tra 1 e 6, viene applicata la formula. Ad esempio, alle 3 del pomeriggio, se sostituiamo le cifre 53.03 e 3. E abbiamo questi risultati.
Un'ora | 11.79 |
Le due | 24.22 |
Tre ore | 37.92 |
Quattro ore | 53.46 |
Cinque ore | 71.02 |
Sei in punto | 90.00 |
Ovviamente sulla lastra possiamo vedere due scale graduate che aiutano l'osservatore ad ottenere l' equazione del tempo . Una scala riporta la data in mesi e giorni e accanto ad essa un'altra incisa con la correzione richiesta. È scritto Watch più veloce, ( Advance Watch ) / Watch Slower ( Watch delay ) . Il15 aprileè un giorno in cui l'orologio e il quadrante vanno di pari passo. Questo quadrante può essere utilizzato sia per leggere l'ora solare indicata dalle meridiane, sia per quella media indicata dagli orologi, con lo scopo pratico di puntare gli orologi da tasca, che nel 1812 non erano sempre giusti. Nel 1820 l'orologeria migliorò: lo scappamento ad ancora era diventato universalmente adottato e non erano più necessarie frequenti calibrazioni.
Una meridiana 1800 Whitehurst è stata venduta per £ 1.850 nel 2005 a Derby.