Основной особенностью солнечных часов является гномон, параллельный земной оси и наклоненный к горизонту под углом, равным широте места, с пластиной циферблата, на которую гномон отбрасывает тень. Гномон индийских солнечных часов должен быть приподнят над пластиной, в то время как полярный располагался совершенно вертикальным. Деления до и после полудня равны, когда пластина одинаково наклонена к востоку и западу.
Но для нас этот прибор бесполезен для изучения, поскольку:
• Солнце должно находиться вблизи меридиана, иначе произойдет преломления, которое искривит солнечные лучи.
o Длина и направление тени зависит не только от положения солнца в данный момент на небосводе, но и от наклона Солнца, то есть от времени года. Поэтому точное время солнечные часы показывали лишь 2 раза в год: в дни осеннего и весеннего равноденствия.
o Пригодны только на одной широте, поэтому для купцов и путешественников изготавливали часы с несколькими шкалами для разных широт.
• Хороши только днем и в солнечную погоду.
• Если Вы начнете фиксировать гномон по компасу, полезно упомянуть, что магнитный север не совпадает с реальным; поскольку он уменьшается со временем и отличается в разных частях мира.
Позже появились солнечные часы в форме пирамиды. А по солнечным часам в виде вогнутой полусферы халдеи ухитрялись измерять угловые расстояние небесных светил. Греки заменили полусферу сегментом скругленного конуса, а затем плоскостью, додумавшись попутно до принципа стереографической проекции, что и позволило им создать астролябию. Существовали солнечные часы-посох и солнечные часы-перстень. Плоские солнечные часы сохранились в стенах восьмиугольной башни ветров в Афинах I в. до н.э., и имели они 8 циферблатов с часовыми линиями для разных времен года. В средние века получили распространение вертикальные солнечные часы, они располагались на стенах домов.