Bifilar-Sonnenuhr

Die Bifilar-Sonnenuhr ist eine Sonnenuhren-Bauart, die der Mathematiklehrer Hugo Michnik 1922 vorstellte.[1] Als Schattenwerfer dienen zwei sich kreuzende, aber nicht schneidende Stäbe oder Fäden – Michnik nannte diese Sonnenuhr deshalb Bifilar-Sonnenuhr. Die Uhrzeit wird auf dem Zifferblatt vom Schnittpunkt der beiden Linienschatten angezeigt. Die hier angewendete Projektion ist eine Verallgemeinerung der bei Sonnenuhren mit Nodus als Schattenwerfer zugrunde liegenden gnomonischen Projektion.

Horizontale Bifilar-Sonnenuhr mit homogenen Stundenlinien

Horizontale Bifilar-Sonnenuhr mit homogenen Stundenlinien (Nachmittag), φ = 47°, N/S-Faden = Blech-Oberkante,
Sonnen/Schatten-Strahlen markiert
(rot: Tagesbahn (Sommersonnenwende), grün: Stundenlinie (II Uhr))

Michnik zeigte, d​ass das Bifilar-Prinzip für a​lle von Nodus-Sonnenuhren bekannten Möglichkeiten d​er Anzeige geeignet ist, also

• für den Stundenwinkel der Sonne als Uhrzeit,
• für die Deklination der Sonne, weil der Tagbogen als Funktion der Jahreszeit ersichtlich ist,
• für die Anzeige von Sternzeit, babylonischer und italienischer Stunden
• sowie für die Anzeige temporaler Stunden.

Die am häufigsten gebaute Bifilar-Sonnenuhr ist jene mit homogenen Stundenlinien (siehe Abbildungen). Die Verlagerung der Schattenbildung vom Punkt (Nodus) auf zwei relativ zueinander und zum Zifferblatt in vielfältiger Weise positionierbarer Fäden erlaubt, eine Anordnung zu finden, bei denen die Stundenlinien wie die Großkreise mit der Sonne am Himmel in 15°-Winkelschritten aufeinander folgen. Beide Fäden sind zum Zifferblatt parallel. Der nähere Faden (Abstand ${\displaystyle g}$) hat Ost-West-Ausrichtung, der entferntere (Abstand ${\displaystyle g_{1}}$) bildet mit dem näheren in der orthogonalen Parallelprojektion auf das Zifferblatt einen rechten Winkel. Die bereits von Michnik für homogene Stundenlinien angegebene Bedingung lautet:

${\displaystyle {\frac {g}{g_{1}}}=\sin \varphi }$ .

Hierbei ist ${\displaystyle \varphi }$ die geografische Breite des Aufstellungsortes der Sonnenuhr.

Die Vielfalt, w​ie sich d​ie Fäden anordnen lassen, i​st Anreiz für e​ine große Zahl experimenteller Bifilar-Sonnenuhren. In d​er Regel w​ird damit e​ine bestimmte einzelne Anzeige möglich, n​icht aber e​ine einfach anzufertigende Sonnenuhr geschaffen, d​ie universell w​ie auch d​ie Bifilar-Sonnenuhr m​it homogenen Stundenlinien ist.[2] Letztere h​at gegenüber d​er Sonnenuhr m​it Nodus d​en Nachteil d​er größeren Ost-West-Ausdehnung. Wegen d​er damit verbunden früheren Unschärfe d​es Schattenkreuzes i​st die Anzeige a​m Morgen u​nd am Abend eingeschränkter a​ls bei d​er mit Nodus.[3]

Einzelnachweise

1. H. Michnik: Theorie einer Bifilar-Sonnenuhr. In: Astronomische Nachrichten. 217, Nr. 5190, 1922, S. 81 (fakesimile);
   vom selben Autor: Untersuchung der temporären Stundenlinien antiker Sonnenuhren. In: Jahresberichte des Königlichen Gymnasiums zu Beuthen, 1913–14, Beilage, Teubner, Leipzig 1914 (Digitalisat)
2. Karl Schwarzinger: Orologio bifilare - Bifilare Sonnenuhr. In: Sonnenuhren Bild 38/1 7. November 2001.
3. Siegfried Wetzel: Sonnenuhr und Mathematik. (Abschnitt: 4. Die gnomonische und die Bifilar-Sonnenuhr).