সূর্যঘড়ি

সূর্যঘড়ি একটি সময়বিজ্ঞানীয় যন্ত্র, যা সরাসরি সূর্যালোক পড়লে আকাশে সূর্যের আপাত অবস্থানের মাধ্যমে দিনের সময় (আধুনিক ব্যবহারে যাকে অসামরিক সময় বলা হয়) নির্দেশ করে। সংকীর্ণ অর্থে একটি সূর্যঘড়ি একটি সমতল পাত (ডায়াল) এবং একটি নোমন নিয়ে গঠিত, যা ডায়ালের উপর একটি ছায়া ফেলে। সূর্য যখন আকাশে আপাতভাবে চলাচল করে, তখন ছায়াটি ডায়ালে চিহ্নিত বিভিন্ন ঘণ্টা-রেখার সাথে মিলে গিয়ে দিনের সময় নির্দেশ করে। নোমনের যে ধার সময় নির্দেশ করে তাকে স্টাইল বলা হয়, যদিও কখনো কখনো একটি বিন্দু বা নোডাস ব্যবহার করা হয়। নোমন একটি প্রশস্ত ছায়া ফেলে, কিন্তু স্টাইলের ছায়াই সময় দেখায়। নোমন একটি দণ্ড, তার, অথবা অলংকৃত ধাতব কাঠামো হতে পারে। সূর্যঘড়ি সারা বছর নির্ভুল থাকার জন্য স্টাইলকে অবশ্যই পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সমান্তরাল হতে হবে। অনুভূমিক তল থেকে স্টাইলের কোণ সূর্যঘড়ির ভৌগোলিক অক্ষাংশের সমান।

একটি প্রাচীর সূর্যঘড়ি

ঢাকার বলধা গার্ডেনের সূর্যঘড়ি

সূর্যঘড়ি শব্দটি এমন যেকোনো যন্ত্রকে বোঝাতে পারে, যা সূর্যের উচ্চতা বা দিগংশ (অথবা উভয়) ব্যবহার করে সময় দেখায়। সূর্যঘড়ি সাজসজ্জার বস্তু, রূপক এবং গাণিতিক আগ্রহের বিষয় হিসেবেও মূল্যবান।

বালিতে একটি লাঠি বা তক্তায় একটি পেরেক পুঁতে ছায়ার প্রান্তে চিহ্ন দিয়ে সময়ের অতিবাহন পর্যবেক্ষণ করা যায়। সস্তা, ব্যাপকভাবে উৎপাদিত সাজসজ্জামূলক সূর্যঘড়িগুলোর নোমন প্রায়ই ভুলভাবে সংযোজিত থাকে, ফলে সেগুলো সঠিক সময় দেখাতে পারে না।

ভূমিকা

বিভিন্ন ধরনের সূর্যঘড়ি রয়েছে। কিছু সূর্যঘড়ি ছায়া বা ছায়ার প্রান্ত ব্যবহার করে, আবার কিছু আলোর রেখা বা বিন্দু ব্যবহার করে সময় নির্দেশ করে।

ছায়া ফেলা বস্তুটিকে নোমন বলা হয়, যা একটি লম্বা সরু দণ্ড বা তীক্ষ্ণ প্রান্তবিশিষ্ট অন্য কোনো বস্তু হতে পারে। সূর্যঘড়িতে বিভিন্ন ধরনের নোমন ব্যবহৃত হয়। নোমন স্থির বা ঋতু অনুযায়ী স্থানান্তরযোগ্য হতে পারে। এটি উল্লম্বভাবে, অনুভূমিকভাবে, পৃথিবীর অক্ষের সাথে সমান্বিত করে, অথবা গাণিতিকভাবে নির্ধারিত সম্পূর্ণ ভিন্ন দিকে স্থাপন করা যেতে পারে।

সূর্যঘড়ি আলো ব্যবহার করে সময় দেখায় বলে, একটি সরু ফাটল দিয়ে অথবা একটি নলাকার লেন্সের মাধ্যমে সূর্যরশ্মিকে কেন্দ্রীভূত করে আলোর রেখা তৈরি করা যায়। ছোট ছিদ্র, জানালা, বা ছোট বৃত্তাকার আয়না দিয়ে প্রতিফলিত করে আলোর বিন্দুও তৈরি করা যেতে পারে।

সূর্যঘড়িতে ছায়া বা আলো গ্রহণের জন্য নানা ধরনের তল ব্যবহার করা যায়। সমতলই সবচেয়ে সাধারণ, তবে অধিক নির্ভুলতা বা সৌন্দর্যের জন্য গোলার্ধ, সিলিন্ডার, কোণ এবং অন্যান্য আকারও ব্যবহৃত হয়েছে।

সূর্যঘড়ির বহনযোগ্যতা ও দিকনির্ণয়ের প্রয়োজনীয়তা ভিন্ন ভিন্ন। অনেক ডায়াল স্থাপনের জন্য স্থানীয় অক্ষাংশ, সুনির্দিষ্ট উল্লম্ব দিক এবং সত্যিকারের উত্তর দিক জানা প্রয়োজন। বহনযোগ্য ডায়ালগুলো স্ব-সমন্বয়ী হতে পারে; উদাহরণস্বরূপ, একটি অনুভূমিক ও একটি এনালেমাটিক ডায়াল একসাথে একটি পাতে বসানো হতে পারে, যেখানে উভয়ের সময় মিলে গেলেই বোঝা যায় পাতটি সঠিকভাবে সংযোজিত হয়েছে।

সূর্যঘড়ি কেবল স্থানীয় সৌর সময় নির্দেশ করে। জাতীয় ঘড়ির সময় পেতে তিনটি সংশোধন প্রয়োজন:

1. পৃথিবীর কক্ষপথ সম্পূর্ণ বৃত্তাকার নয় এবং এর আবর্তন অক্ষ কক্ষপথের সাথে লম্ব নয়। ফলে সূর্যঘড়ির নির্দেশিত সৌর সময় ঘড়ির সময় থেকে সারা বছর ধরে সামান্য পরিবর্তিত হয়। এই সংশোধন সর্বোচ্চ প্রায় ১৬ মিনিট ৩৩ সেকেন্ড পর্যন্ত হতে পারে এবং একে সময়ের সমীকরণ বলা হয়। জটিল সূর্যঘড়িতে বাঁকা স্টাইল বা ঘণ্টা-রেখার মাধ্যমে এই সংশোধন অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। সহজ সূর্যঘড়িতে প্রায়ই বছরের বিভিন্ন সময়ের সংশোধন দেখানো একটি ছোট ফলক থাকে।
2. সূর্যঘড়ির দ্রাঘিমাংশ এবং আনুষ্ঠানিক সময় অঞ্চলের দ্রাঘিমাংশের পার্থক্যের জন্য সৌর সময়কে সংশোধন করতে হয়। উদাহরণস্বরূপ, গ্রিনিচের পশ্চিমে অবস্থিত কিন্তু একই সময় অঞ্চলের মধ্যে থাকা একটি সূর্যঘড়ি আনুষ্ঠানিক সময়ের চেয়ে আগের সময় দেখাবে। দ্রাঘিমাংশের পার্থক্যের সমান একটি নির্দিষ্ট কোণে ঘণ্টা-রেখাগুলো ঘুরিয়ে এই সংশোধন সহজেই করা যায়।
3. প্রযোজ্য ক্ষেত্রে দিবালোক সংরক্ষণ সময়ের জন্য সৌর সময়কে আরও সংশোধন করতে হয় (সাধারণত এক ঘণ্টা)। এটিও ডায়ালে করা সম্ভব, যেমন ঘণ্টা-রেখায় দুই সেট সংখ্যা বসিয়ে। প্রায়শই এটি উপেক্ষা করা হয়, অথবা অন্য সংশোধনগুলোর সাথে ফলকে উল্লেখ করা হয়।

সূর্যের আপাত গতি

সূর্যঘড়ির মূলনীতি সূর্যের আপাত গতি থেকে সহজেই বোঝা যায়। পৃথিবী নিজ অক্ষে আবর্তিত হয় এবং একটি উপবৃত্তাকার কক্ষপথে সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে। একটি চমৎকার অনুমান হলো, সূর্য একটি স্থির পৃথিবীর চারপাশে মহাকাশীয় গোলকে আবর্তিত হয়, যা প্রতি ২৪ ঘণ্টায় তার মহাকাশীয় অক্ষের চারপাশে একবার ঘোরে। মহাকাশীয় অক্ষ মহাকাশীয় মেরুদ্বয়কে সংযোগকারী রেখা। যেহেতু মহাকাশীয় অক্ষ পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত, তাই স্থানীয় অনুভূমিক তলের সাথে এই অক্ষের কোণই স্থানীয় ভৌগোলিক অক্ষাংশ।

স্থির তারার বিপরীতে, সূর্য মহাকাশীয় গোলকে নিজের অবস্থান পরিবর্তন করে, উত্তর গোলার্ধে বসন্ত ও গ্রীষ্মে এর বিষুবলম্ব ধনাত্মক এবং শরৎ ও শীতে ঋণাত্মক থাকে, এবং বিষুবের সময় এটি ঠিক শূন্য হয় (অর্থাৎ মহাকাশীয় বিষুবরেখায় অবস্থান করে)। সূর্যের মহাকাশীয় দ্রাঘিমাংশও পরিবর্তিত হয়, বছরে একটি সম্পূর্ণ আবর্তন সম্পন্ন করে। মহাকাশীয় গোলকে সূর্যের এই পথকে সূর্যপথ বলা হয়, যা বছরে রাশিচক্রের বারোটি তারামণ্ডলের মধ্য দিয়ে যায়।

এই মডেলটি সূর্যঘড়ি বোঝার ক্ষেত্রে সহায়ক। যদি ছায়া ফেলা নোমনটি মহাকাশীয় মেরুদ্বয়ের সাথে সমান্বিত থাকে, তবে এর ছায়া একটি স্থির হারে আবর্তিত হবে, যা ঋতু পরিবর্তনে বদলায় না। এটিই সবচেয়ে সাধারণ নকশা, যেখানে সারা বছর একই ঘণ্টা-রেখা ব্যবহার করা যায়। ছায়া গ্রহণকারী তলটি নোমনের সাথে লম্ব হলে (যেমন বিষুবীয় সূর্যঘড়ি) বা নোমনকে ঘিরে বৃত্তাকার হলে (যেমন আর্মিলারি স্ফিয়ার), ঘণ্টা-রেখাগুলো সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত হয়।

অন্যান্য ক্ষেত্রে, ছায়া সমানভাবে আবর্তিত হলেও ঘণ্টা-রেখাগুলো সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত হয় না। নোমনটি মহাকাশীয় মেরুদ্বয়ের সাথে সমান্বিত না থাকলে, এর ছায়াও সমানভাবে আবর্তিত হয় না এবং ঘণ্টা-রেখাগুলো সেই অনুযায়ী সংশোধন করতে হয়। নোমনের প্রান্তকে স্পর্শ করে যাওয়া, বা একটি ছোট ছিদ্র দিয়ে যাওয়া, বা একটি ছোট আয়না থেকে প্রতিফলিত আলোকরশ্মিগুলো মহাকাশীয় মেরুদ্বয়ের সাথে সমান্বিত একটি শঙ্কু তৈরি করে। এই শঙ্কু একটি সমতল তলে পড়লে সংশ্লিষ্ট আলোর বিন্দু বা ছায়ার প্রান্ত একটি কনিক বিভাগ অনুসরণ করে, যেমন পরাবৃত্ত, উপবৃত্ত, বা (মেরুতে) একটি বৃত্ত।

ঋতু পরিবর্তনের সাথে সূর্যের বিষুবলম্বও পরিবর্তিত হওয়ায় এই শঙ্কু ও কনিক বিভাগও বদলে যায়; তাই এমন আলোর বিন্দু বা ছায়ার প্রান্ত অনুসরণকারী সূর্যঘড়িতে প্রায়ই বছরের বিভিন্ন সময়ের জন্য আলাদা ঘণ্টা-রেখা থাকে। এটি শেফার্ডস ডায়াল, সূর্যঘড়ি বলয় এবং ওবেলিস্কের মতো উল্লম্ব নোমনে দেখা যায়। অন্যদিকে, এনালেমাটিক ডায়াল বা ল্যাম্বার্ট ডায়ালের মতো কিছু সূর্যঘড়ি নোমনের কোণ বা অবস্থান (অথবা উভয়ই) পরিবর্তন করে।

ইতিহাস

আরও তথ্যের জন্য দেখুন: সূর্যঘড়ির ইতিহাস

প্রত্নতাত্ত্বিক নথিতে জানা প্রাচীনতম সূর্যঘড়ি হলো প্রাচীন মিশরীয় জ্যোতির্বিজ্ঞান ও ব্যাবিলনীয় জ্যোতির্বিজ্ঞান থেকে পাওয়া ছায়া-ঘড়ি (খ্রিষ্টপূর্ব ১৫০০)। খ্রিষ্টপূর্ব ২৪০ সালে এরাটোস্থেনিস একটি ওবেলিস্ক ও একটি কূপ ব্যবহার করে পৃথিবীর পরিধি অনুমান করেছিলেন, এবং কয়েক শতাব্দী পরে টলেমি সূর্যের কোণ ব্যবহার করে শহরগুলোর অক্ষাংশ নির্ণয় করেন। কুশ রাজ্যের মানুষেরাও জ্যামিতির মাধ্যমে সূর্যঘড়ি তৈরি করেছিল। রোমান লেখক ভিত্রুভিয়াস তাঁর দে আর্কিতেক্তুরা গ্রন্থে সেই সময়ে পরিচিত ডায়াল ও ছায়া-ঘড়ির তালিকা দিয়েছেন। এথেন্সের টাওয়ার অফ দ্য উইন্ডস-এ সময় জানার জন্য একটি সূর্যঘড়ি ও একটি জলঘড়ি উভয়ই ছিল। ক্যানোনিকাল সূর্যঘড়ি হলো এমন একটি সূর্যঘড়ি যা ধর্মীয় গোষ্ঠীগুলোর প্রার্থনার সময় নির্দেশ করত, যা সপ্তম থেকে চতুর্দশ শতাব্দী পর্যন্ত ব্যবহৃত হতো। ইতালীয় জ্যোতির্বিজ্ঞানী জোভান্নি পাদোভানি ১৫৭০ সালে সূর্যঘড়ির উপর একটি গ্রন্থ প্রকাশ করেন, যাতে উল্লম্ব ও অনুভূমিক সূর্যঘড়ি তৈরির নির্দেশনা ছিল। জোসেপ্পে বিয়ানকানি-র কনস্ত্রুক্তিও ইনস্ত্রুমেন্তি আদ হোরোলজিয়া সোলারিয়া (আনুমানিক ১৬২০) নিখুঁত সূর্যঘড়ি তৈরির পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করে। ষোড়শ শতাব্দী থেকে সূর্যঘড়ি সাধারণভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে।

কার্যপ্রণালী

সাধারণভাবে, সূর্যঘড়ি ডায়াল তল বা ডায়াল পাত নামক তলে ছায়া বা আলো ফেলে সময় নির্দেশ করে। সাধারণত এটি একটি সমতল হলেও এটি গোলক, সিলিন্ডার, কোণ, হেলিক্স এবং আরও নানা আকারের অভ্যন্তরীণ বা বাহ্যিক তল হতে পারে।

ছায়া বা আলো যেখানে ডায়াল তলে পড়ে সেখানেই সময় নির্দেশিত হয়, যা সাধারণত ঘণ্টা-রেখা দিয়ে চিহ্নিত থাকে। এই ঘণ্টা-রেখাগুলো সাধারণত সরলরৈখিক হলেও নকশা অনুযায়ী বাঁকাও হতে পারে। কিছু নকশায় বছরের তারিখ নির্ণয় করাও সম্ভব, অথবা সঠিক সময় জানতে তারিখ জানা আবশ্যক হতে পারে। এমন ক্ষেত্রে বিভিন্ন মাসের জন্য একাধিক সেট ঘণ্টা-রেখা থাকতে পারে। ঘণ্টা-রেখা ছাড়াও ডায়াল তলে দিগন্ত, বিষুবরেখা এবং ক্রান্তীয় রেখার মতো অন্যান্য তথ্য থাকতে পারে, যাদের একত্রে ডায়াল ফার্নিচার বলা হয়।

ছায়া বা আলো ফেলে এমন সম্পূর্ণ বস্তুকে সূর্যঘড়ির নোমন বলা হয়। তবে সাধারণত নোমনের একটি প্রান্তই (বা অন্য কোনো রৈখিক বৈশিষ্ট্য) সময় নির্ণয়ে ব্যবহৃত ছায়া ফেলে; এই রৈখিক অংশকে সূর্যঘড়ির স্টাইল বলা হয়। স্টাইল সাধারণত মহাকাশীয় গোলকের অক্ষের সমান্তরাল থাকে, ফলে এটি স্থানীয় ভৌগোলিক মেরিডিয়ানের সাথেও সমান্বিত থাকে। কিছু নকশায় কেবল একটি বিন্দু-সদৃশ বৈশিষ্ট্য, যেমন স্টাইলের অগ্রভাগ, সময় ও তারিখ নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়; একে সূর্যঘড়ির নোডাস বলা হয়।

নোমন সাধারণত ডায়াল তলের সাপেক্ষে স্থির থাকে, তবে সবসময় নয়; এনালেমাটিক সূর্যঘড়ির মতো কিছু নকশায় মাস অনুযায়ী স্টাইল সরানো হয়। স্টাইল স্থির থাকলে, স্টাইলের ঠিক নিচে ডায়াল পাতের উপর অবস্থিত রেখাকে সাবস্টাইল বলা হয়। ডায়াল পাতের সমতলের সাথে স্টাইল যে কোণ তৈরি করে তাকে সাবস্টাইল উচ্চতা বলা হয়।

ঐতিহ্য অনুযায়ী, অনেক সূর্যঘড়িতে একটি নীতিবাক্য লেখা থাকে। এই নীতিবাক্য সাধারণত সময়ের অতিবাহন ও জীবনের ক্ষণস্থায়িত্ব নিয়ে গম্ভীর প্রতিফলন, অথবা প্রায়শই ডায়াল নির্মাতার রসাত্মক উক্তি হয়।

একটি ডায়ালকে সমকৌণিক বলা হয় যদি এর ঘণ্টা-রেখাগুলো সরলরৈখিক ও সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত হয়। অধিকাংশ সমকৌণিক সূর্যঘড়িতে পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত একটি স্থির স্টাইল থাকে, যেমন বিষুবীয় ডায়াল, বিষুবীয় বো, আর্মিলারি স্ফিয়ার, সিলিন্ড্রিক্যাল ডায়াল এবং কনিক্যাল ডায়াল। তবে ল্যাম্বার্ট ডায়ালের মতো চলমান স্টাইলযুক্ত এনালেমাটিক সূর্যঘড়িও সমকৌণিক হতে পারে।

দক্ষিণ গোলার্ধে

এক গোলার্ধের একটি নির্দিষ্ট অক্ষাংশের জন্য তৈরি সূর্যঘড়িকে অপর গোলার্ধের একই অক্ষাংশে ব্যবহারের জন্য উল্টাতে হয়। উত্তর গোলার্ধে সরাসরি দক্ষিণমুখী একটি উল্লম্ব সূর্যঘড়ি দক্ষিণ গোলার্ধে সরাসরি উত্তরমুখী উল্লম্ব সূর্যঘড়িতে পরিণত হয়। অনুভূমিক সূর্যঘড়ি সঠিকভাবে স্থাপন করতে সত্যিকারের উত্তর বা দক্ষিণ দিক নির্ণয় করতে হয়। সঠিক অক্ষাংশে স্থাপিত নোমনকে দক্ষিণ গোলার্ধে সত্যিকারের দক্ষিণের দিকে এবং উত্তর গোলার্ধে সত্যিকারের উত্তরের দিকে নির্দেশ করতে হয়। ঘণ্টার সংখ্যাও বিপরীত দিকে ঘোরে, ফলে অনুভূমিক ডায়ালে সেগুলো দক্ষিণাবর্তের পরিবর্তে বামাবর্তে চলে।

দক্ষিণ গোলার্ধে অনুভূমিক পাতযুক্ত সূর্যঘড়ি উত্তর গোলার্ধে পরিপূরক অক্ষাংশে উল্লম্ব পাত হিসেবে ব্যবহার করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, ৩২° দক্ষিণ অক্ষাংশের পার্থ, অস্ট্রেলিয়ার একটি সূর্যঘড়ি ৫৮° উত্তর অক্ষাংশে (৯০° − ৩২°) দক্ষিণমুখী উল্লম্ব দেয়ালে বসালেও সঠিকভাবে কাজ করবে।

ঘড়ির সময় নির্ণয়ে সংশোধন

সূর্যঘড়ি ঘড়ির সময় থেকে ব্যাপকভাবে ভিন্ন হওয়ার সবচেয়ে সাধারণ কারণ হলো সূর্যঘড়িটি সঠিকভাবে সংযোজিত না হওয়া বা এর ঘণ্টা-রেখা ভুলভাবে আঁকা হওয়া। নির্ভুল হতে হলে একটি অনুভূমিক সূর্যঘড়ি অবশ্যই স্থানীয় ভৌগোলিক অক্ষাংশের জন্য নকশা করা হতে হবে এবং এর স্টাইল পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সমান্তরাল হতে হবে; স্টাইলকে সত্যিকারের উত্তরের সাথে সমান্বিত করতে হবে এবং এর উচ্চতা (অনুভূমিকের সাথে কোণ) স্থানীয় অক্ষাংশের সমান হতে হবে।

দিবালোক সংরক্ষণ সময় সংশোধন

পৃথিবীর কিছু অঞ্চলে দিবালোক সংরক্ষণ সময় অনুশীলন করা হয়, যা সাধারণত এক ঘণ্টা আনুষ্ঠানিক সময় পরিবর্তন করে। এই পরিবর্তন সূর্যঘড়ির সময়ের সাথে যোগ করতে হয়।

সময় অঞ্চল (দ্রাঘিমাংশ) সংশোধন

একটি প্রমিত সময় অঞ্চল প্রায় ১৫° দ্রাঘিমাংশ জুড়ে থাকে, তাই সেই অঞ্চলের যেকোনো বিন্দু, যা প্রসঙ্গ দ্রাঘিমাংশে (সাধারণত ১৫°-এর গুণিতক) নেই, প্রমিত সময় থেকে প্রতি ডিগ্রিতে ৪ মিনিট পার্থক্য অনুভব করবে।

সময়ের সমীকরণ সংশোধন

যদিও সূর্য পৃথিবীর চারপাশে সমানভাবে আবর্তিত হচ্ছে বলে মনে হয়, বাস্তবে এই গতি সম্পূর্ণ সুষম নয়। এর কারণ পৃথিবীর কক্ষপথের উৎকেন্দ্রিকতা (পৃথিবীর কক্ষপথ সম্পূর্ণ বৃত্তাকার নয়, সামান্য উপবৃত্তাকার) এবং পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের হেলান। তাই সূর্যঘড়ির সময় প্রমিত ঘড়ির সময় থেকে পরিবর্তিত হয়। বছরে চারটি দিনে এই সংশোধন কার্যত শূন্য থাকে, কিন্তু অন্যান্য সময়ে এটি এক-চতুর্থাংশ ঘণ্টা পর্যন্ত এগিয়ে বা পিছিয়ে থাকতে পারে।

স্থির অক্ষীয় নোমনযুক্ত সূর্যঘড়ি

সবচেয়ে বেশি দেখা যায় এমন সূর্যঘড়িতে ছায়া ফেলা স্টাইলটি একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে স্থির থাকে এবং পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত থাকে, সত্যিকারের উত্তর ও দক্ষিণমুখী হয়ে থাকে, এবং অনুভূমিকের সাথে ভৌগোলিক অক্ষাংশের সমান কোণ তৈরি করে। এই অক্ষ মহাকাশীয় মেরুদ্বয়ের সাথে সমান্বিত, যা ধ্রুবতারার সাথে প্রায় কাছাকাছি (কিন্তু সম্পূর্ণ নয়) সমান্বিত। রেডিং, ক্যালিফোর্নিয়ার সানডায়াল ব্রিজ অ্যাট টার্টল বে-র মাস্তুলটি বিশ্বের বৃহত্তম অক্ষীয় নোমনযুক্ত সূর্যঘড়ি। পূর্বে বিশ্বের বৃহত্তম নোমন ছিল জয়পুরে, যা স্থানীয় অক্ষাংশ প্রতিফলিত করে ২৬°৫৫′ কোণে উত্থিত।

যেকোনো নির্দিষ্ট দিনে সূর্য এই অক্ষের চারপাশে প্রায় প্রতি ঘণ্টায় ১৫° সমানভাবে আবর্তিত হয় বলে মনে হয়, যা ২৪ ঘণ্টায় একটি সম্পূর্ণ (৩৬০°) আবর্তন সম্পন্ন করে।

অভিজ্ঞতাভিত্তিক ঘণ্টা-রেখা নির্ণয়

উপরে বর্ণিত সূত্রগুলো বিভিন্ন ধরনের সূর্যঘড়ির ঘণ্টা-রেখার অবস্থান গণনা করতে দেয়। কিছু ক্ষেত্রে গণনা সহজ; অন্যগুলোতে অত্যন্ত জটিল। ঘণ্টা-রেখার অবস্থান খুঁজে বের করার একটি বিকল্প সহজ পদ্ধতি রয়েছে, যা অনেক ধরনের সূর্যঘড়ির জন্য ব্যবহার করা যায় এবং জটিল গণনার ক্ষেত্রে অনেক শ্রম বাঁচায়।

বিষুবীয় সূর্যঘড়ি

বিষুবীয় ডায়াল (একুইনক্শিয়াল ডায়ালও বলা হয়) এর বৈশিষ্ট্য হলো এর সমতল তলটি নোমনের স্টাইলের সাথে ঠিক লম্ব থাকে। এই তলকে বিষুবীয় বলা হয়, কারণ এটি পৃথিবী ও মহাকাশীয় গোলকের বিষুবরেখার সমান্তরাল। নোমন স্থির ও পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত হলে, সূর্যের আপাত আবর্তন নোমন থেকে একটি সমানভাবে আবর্তিত ছায়ার পাত তৈরি করে; এতে বিষুবীয় তলে একটি সমানভাবে আবর্তিত ছায়ার রেখা তৈরি হয়। পৃথিবী প্রতি ২৪ ঘণ্টায় ৩৬০° আবর্তিত হয় বলে, বিষুবীয় ডায়ালের ঘণ্টা-রেখাগুলো সমানভাবে ১৫° করে ব্যবধানযুক্ত থাকে।

বিষুবের কাছাকাছি বসন্ত ও শরতে সূর্য প্রায় বিষুবীয় তলের সমান একটি বৃত্তে চলাচল করে; তাই সেই সময়ে বিষুবীয় ডায়ালে স্পষ্ট ছায়া তৈরি হয় না, যা এই নকশার একটি অসুবিধা।

বিষুবীয় সূর্যঘড়িতে কখনো কখনো একটি নোডাস যুক্ত করা হয়, যা সূর্যঘড়িকে বছরের সময় বলতে সাহায্য করে।

অনুভূমিক সূর্যঘড়ি

অনুভূমিক সূর্যঘড়ি (গার্ডেন সূর্যঘড়িও বলা হয়) তে ছায়া গ্রহণকারী তলটি অনুভূমিকভাবে সংযোজিত থাকে, বিষুবীয় ডায়ালের মতো স্টাইলের সাথে লম্ব নয়। ফলে ছায়ার রেখা সমানভাবে আবর্তিত হয় না; বরং ঘণ্টা-রেখাগুলো একটি নির্দিষ্ট নিয়ম অনুযায়ী ব্যবধানযুক্ত থাকে।

অনুভূমিক সূর্যঘড়ির প্রধান সুবিধা হলো এটি পড়তে সহজ এবং সারা বছর সূর্যালোক এর তলে পড়ে। সব ঘণ্টা-রেখা যেখানে নোমনের স্টাইল অনুভূমিক তলকে অতিক্রম করে সেই বিন্দুতে মিলিত হয়। যেহেতু স্টাইল পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত, তাই এটি সত্যিকারের উত্তরের দিকে নির্দেশ করে এবং অনুভূমিকের সাথে এর কোণ সূর্যঘড়ির ভৌগোলিক অক্ষাংশের সমান।

অনেক সাজসজ্জামূলক সূর্যঘড়ি ৪৫° উত্তর অক্ষাংশের জন্য নকশা করা হয়। কিছু ব্যাপকভাবে উৎপাদিত বাগানের সূর্যঘড়িতে ঘণ্টা-রেখা ভুলভাবে গণনা করা হয়, ফলে সেগুলো কখনো সংশোধন করা যায় না।

উল্লম্ব সূর্যঘড়ি

সাধারণ উল্লম্ব ডায়ালে ছায়া গ্রহণকারী তলটি উল্লম্বভাবে সংযোজিত থাকে; স্বাভাবিকভাবেই নোমনের স্টাইল পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত থাকে। অনুভূমিক ডায়ালের মতো, এখানেও ছায়ার রেখা সমানভাবে চলে না; সূর্যঘড়িটি সমকৌণিক নয়।

উল্লম্ব দিয়াল যেগুলো মাটির সাথে লম্ব এবং সরাসরি দক্ষিণ, উত্তর, পূর্ব বা পশ্চিমমুখী, সেগুলোকে উল্লম্ব প্রত্যক্ষ ডায়াল বলা হয়। ব্যাপকভাবে বিশ্বাস করা হয় যে, দিনে যতই আলোর সময় থাকুক না কেন, একটি উল্লম্ব ডায়াল বারো ঘণ্টার বেশি সূর্যালোক পেতে পারে না। তবে এর ব্যতিক্রম রয়েছে। গ্রীষ্মমণ্ডলীয় অঞ্চলে নিকটতম মেরুমুখী উল্লম্ব সূর্যঘড়ি গ্রীষ্ম অয়নকালের কাছাকাছি বারো ঘণ্টার বেশি সময় সূর্যালোক পেতে পারে।

পোলার ডায়াল

পোলার ডায়ালে ছায়া গ্রহণকারী তলটি নোমন-স্টাইলের সাথে সমান্তরাল সংযোজিত থাকে। ফলে ছায়া নিজের সাথে লম্বভাবে চলাচল করে, সূর্য স্টাইলের চারপাশে আবর্তিত হওয়ার সাথে সাথে তলের উপর দিয়ে পাশে সরে যায়। স্টাইলের মতো, ঘণ্টা-রেখাগুলোও পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত। সূর্যরশ্মি তলের প্রায় সমান্তরাল হলে ছায়া অত্যন্ত দ্রুত সরে এবং ঘণ্টা-রেখাগুলো দূরে দূরে থাকে।

উল্লম্ব হেলানো (ডিক্লাইনিং) ডায়াল

ডিক্লাইনিং ডায়াল হলো এমন যেকোনো অনুভূমিক নয় এমন, সমতল ডায়াল, যা মূল দিকনির্দেশ যেমন উত্তর, দক্ষিণ, পূর্ব বা পশ্চিমমুখী নয়। স্বাভাবিকভাবে, নোমনের স্টাইল পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত থাকে, কিন্তু ঘণ্টা-রেখাগুলো দুপুরের ঘণ্টা-রেখার সাপেক্ষে প্রতিসম নয়।

হেলে থাকা (রিক্লাইনিং) ডায়াল

উপরে বর্ণিত সূর্যঘড়িগুলোর নোমন পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত থাকে এবং একটি সমতলে ছায়া ফেলে। এই তল যদি উল্লম্ব, অনুভূমিক বা বিষুবীয় না হয়, তাহলে সূর্যঘড়িকে রিক্লাইনিং বা ইনক্লাইনিং বলা হয়। এমন একটি সূর্যঘড়ি, উদাহরণস্বরূপ, দক্ষিণমুখী একটি ছাদে অবস্থিত হতে পারে।

গোলাকার সূর্যঘড়ি

ছায়া গ্রহণকারী তলটি সমতল না হয়ে যেকোনো আকারের হতে পারে, যদি সূর্যঘড়ি নির্মাতা ঘণ্টা-রেখা চিহ্নিত করতে ইচ্ছুক হন। স্টাইল পৃথিবীর আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্বিত থাকলে, একটি গোলাকার আকৃতি সুবিধাজনক, কারণ ঘণ্টা-রেখাগুলো সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত থাকে; এটিই আর্মিলারি স্ফিয়ার এবং বিষুবীয় বো সূর্যঘড়ির মূলনীতি।

বিষুবীয় বো সূর্যঘড়িতে নোমনটি একটি দণ্ড, ফাটল বা প্রসারিত তার, যা মহাকাশীয় অক্ষের সমান্তরাল থাকে। তলটি একটি অর্ধবৃত্ত, যা গোলকের বিষুবরেখার সাথে মিলে যায়, ভেতরের তলে চিহ্ন দেওয়া থাকে।

যন্তর মন্তরে পাওয়া মার্বেলের তৈরি দুটি বিষুবীয় বো সবচেয়ে নির্ভুল সূর্যঘড়ির মধ্যে অন্যতম। জয়পুরের তৎকালীন নতুন রাজধানীতে মহারাজা দ্বিতীয় জয় সিং ১৭২৭ থেকে ১৭৩৩ সালের মধ্যে এই সংগ্রহ নির্মাণ করেন। বড় বিষুবীয় বো-টিকে সম্রাট যন্ত্র বলা হয়; ২৭ মিটার উঁচু এই যন্ত্রের ছায়া প্রতি সেকেন্ডে প্রায় ১ মিলিমিটার সরে, অর্থাৎ প্রতি মিনিটে প্রায় ৬ সেন্টিমিটার।

চলমান-নোমন সূর্যঘড়ি

কিছু সূর্যঘড়ি এমনভাবে নকশা করা হয় যে নোমনটি বছরের প্রতিটি দিনে ভিন্ন অবস্থানে থাকে। নোমনটি মহাকাশীয় মেরুদ্বয়ের সাথে সমান্বিত না-ও হতে পারে এবং সম্পূর্ণ উল্লম্বও হতে পারে (এনালেমাটিক ডায়াল)।

ইউনিভার্সাল ইকুইনক্শিয়াল রিং ডায়াল

ইউনিভার্সাল ইকুইনক্শিয়াল রিং ডায়াল (সংক্ষেপে রিং ডায়ালও বলা হয়) হলো একটি আর্মিলারি সূর্যঘড়ির বহনযোগ্য সংস্করণ, যা সম্ভবত ১৬০০ সালের দিকে উইলিয়াম আউট্রেড উদ্ভাবন করেন এবং সারা ইউরোপে সাধারণভাবে ব্যবহৃত হতে থাকে।

সবচেয়ে সরল আকারে, স্টাইলটি একটি সরু ফাটল, যা সূর্যরশ্মিকে একটি বিষুবীয় বলয়ের ঘণ্টা-রেখায় পড়তে দেয়।

১৬১০ সালে, এডওয়ার্ড রাইট সি রিং তৈরি করেন, যা একটি চৌম্বক কম্পাসের উপর একটি ইউনিভার্সাল রিং ডায়াল সংযোজিত করে। এর মাধ্যমে নাবিকরা একই সাথে সময় ও চৌম্বক পরিবর্তন নির্ণয় করতে পারতেন।

এনালেমাটিক সূর্যঘড়ি

এনালেমাটিক সূর্যঘড়ি এক ধরনের অনুভূমিক সূর্যঘড়ি, যাতে একটি উল্লম্ব নোমন এবং উপবৃত্তাকার প্যাটার্নে সাজানো ঘণ্টা-চিহ্ন থাকে। ডায়ালে কোনো ঘণ্টা-রেখা থাকে না এবং দিনের সময় উপবৃত্তের উপর পড়া হয়। নোমনটি স্থির নয় এবং সঠিক সময় নির্দেশ করতে প্রতিদিন এর অবস্থান পরিবর্তন করতে হয়। কখনো কখনো একজন মানুষকে নোমন হিসেবে ব্যবহার করে এনালেমাটিক সূর্যঘড়ি নকশা করা হয়।

উচ্চতা-ভিত্তিক সূর্যঘড়ি

উচ্চতা ডায়ালগুলো পৃথিবীর অক্ষের সাপেক্ষে সূর্যের ঘণ্টা-কোণ সরাসরি পরিমাপ করার পরিবর্তে আকাশে সূর্যের উচ্চতা পরিমাপ করে। এগুলো সত্যিকারের উত্তরের দিকে নয়, বরং সূর্যের দিকে সংযোজিত থাকে এবং সাধারণত উল্লম্বভাবে ধরে রাখা হয়।

মানুষের ছায়া

একজন মানুষের (বা যেকোনো উল্লম্ব বস্তুর) ছায়ার দৈর্ঘ্য সূর্যের উচ্চতা এবং তার মাধ্যমে সময় পরিমাপে ব্যবহার করা যায়। ভেনারেবল বেডে পায়ের দৈর্ঘ্যে ছায়ার দৈর্ঘ্য থেকে সময় অনুমান করার একটি সারণি দিয়েছিলেন।

শেফার্ডস ডায়াল, টাইমস্টিক

শেফার্ডস ডায়াল একটি বহনযোগ্য সিলিন্ড্রিক্যাল সূর্যঘড়ি, যাতে ছুরির মতো লম্বভাবে বের হওয়া একটি নোমন থাকে। এটি সাধারণত একটি দড়ি বা সুতা দিয়ে ঝুলিয়ে রাখা হয় যাতে সিলিন্ডারটি উল্লম্ব থাকে।

নোডাস-ভিত্তিক সূর্যঘড়ি

অন্য এক ধরনের সূর্যঘড়ি একটি একক আলো বা ছায়ার বিন্দুর গতিপথ অনুসরণ করে, যাকে নোডাস বলা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি উল্লম্ব ওবেলিস্কের (যেমন সোলারিয়াম অগাস্টি) নোমনের ছায়ার তীক্ষ্ণ অগ্রভাগ অনুসরণ করা যেতে পারে।

প্রতিফলন সূর্যঘড়ি

আইজাক নিউটন একটি সুবিধাজনক ও সাশ্রয়ী সূর্যঘড়ি তৈরি করেছিলেন, যেখানে একটি দক্ষিণমুখী জানালার সিলে একটি ছোট আয়না স্থাপন করা হয়। আয়নাটি একটি নোডাসের মতো কাজ করে, ছাদে একটি একক আলোর বিন্দু ফেলে।

একাধিক ডায়াল

কখনো কখনো একাধিক সূর্যঘড়ি একত্রিত করা হয়। ভিন্ন নীতিতে কাজ করা দুই বা ততোধিক ডায়াল, যেমন একটি এনালেমাটিক ডায়াল এবং একটি অনুভূমিক বা উল্লম্ব ডায়াল, একত্রিত করলে ফলাফল স্ব-সমন্বয়ী হয়ে যায়।

ডিপটিক (ট্যাবলেট) সূর্যঘড়ি

ডিপটিক দুটি ছোট সমতল তল নিয়ে গঠিত, যা একটি কব্জা দিয়ে সংযুক্ত। ডিপটিকগুলো সাধারণত পকেটে রাখার উপযোগী ছোট সমতল বাক্সে ভাঁজ হতো। নোমনটি ছিল দুই তলের মধ্যে একটি সুতা।

অস্বাভাবিক সূর্যঘড়ি

বেনয় ডায়াল

বেনয় ডায়াল উদ্ভাবন করেন ইংল্যান্ডের নটিংহামশায়ারের কলিংহামের ওয়াল্টার গর্ডন বেনয়। একটি নোমন যেখানে ছায়ার পাত ফেলে, সেখানে তাঁর উদ্ভাবন একটি সরু ফাটল দিয়ে সূর্যরশ্মি পার করে, একটি লম্বা সরু আয়না থেকে প্রতিফলিত করে অথবা একটি নলাকার লেন্সের মাধ্যমে কেন্দ্রীভূত করে সমতুল্য একটি আলোর পাত তৈরি করে।

বাইফাইলার সূর্যঘড়ি

১৯২২ সালে জার্মান গণিতবিদ হুগো মিখনিক উদ্ভাবিত বাইফাইলার সূর্যঘড়িতে ডায়ালের সমান্তরাল দুটি অ-ছেদকারী তার থাকে, সাধারণত দ্বিতীয় তারটি প্রথমটির সাথে লম্ব থাকে। দুটি তারের ছায়ার ছেদবিন্দু স্থানীয় সৌর সময় নির্দেশ করে।

ডিজিটাল সূর্যঘড়ি

একটি ডিজিটাল সূর্যঘড়ি সূর্যালোক পড়ে গঠিত সংখ্যা দিয়ে বর্তমান সময় নির্দেশ করে। মিউনিখের ডয়েচেস মিউজিয়াম এবং বেলজিয়ামের গেংক-এর সানডায়াল পার্কে এই ধরনের সূর্যঘড়ি স্থাপিত আছে।

নুন মার্ক

সবচেয়ে সহজ সূর্যঘড়িগুলো ঘণ্টা নয়, বরং শুধু ঠিক দুপুর ১২টার মুহূর্ত নির্দেশ করে। অতীত শতাব্দীতে এই ধরনের ডায়াল যান্ত্রিক ঘড়ি সমন্বয় করতে ব্যবহৃত হতো।

সূর্যঘড়ি কামান

সূর্যঘড়ি কামান (কখনো মেরিডিয়ান কামানও বলা হয়) একটি বিশেষ সূর্যঘড়ি, যা দুপুরে স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্দিষ্ট পরিমাণ বারুদ প্রজ্বলিত করে "শ্রুত নুনমার্ক" তৈরি করার জন্য নকশা করা হয়। এগুলো ইউরোপের পার্কগুলোতে মূলত অষ্টাদশ শতাব্দীর শেষ বা ঊনবিংশ শতাব্দীর শুরুর দিকে স্থাপিত নতুনত্বমূলক যন্ত্র ছিল, নিখুঁত সূর্যঘড়ি নয়।

মেরিডিয়ান রেখা

একটি মেরিডিয়ানের সাথে সংযোজিত এবং দুপুরের সূর্যমুখী একটি নোমনযুক্ত অনুভূমিক রেখাকে মেরিডিয়ান রেখা বলা হয়, যা সময় নয় বরং বছরের দিন নির্দেশ করে। ঐতিহাসিকভাবে এগুলো সৌর বছরের দৈর্ঘ্য নিখুঁতভাবে নির্ণয়ে ব্যবহৃত হতো। রোমের সান্তা মারিয়া দেলি আনজেলি এ দেই মার্তিরি-তে বিয়ানকিনি মেরিডিয়ান রেখা এবং বোলোনার সান পেত্রোনিও ব্যাসিলিকায় ক্যাসিনি রেখা এর উদাহরণ।

সূর্যঘড়ির নীতিবাক্য

সময়ের সাথে সূর্যঘড়ির সম্পর্ক নকশাকারীদের শতাব্দী ধরে নীতিবাক্যকে নকশার অংশ হিসেবে প্রদর্শন করতে অনুপ্রাণিত করেছে। প্রায়ই এগুলো পর্যবেক্ষককে জগতের ক্ষণস্থায়িত্ব ও মৃত্যুর অনিবার্যতা নিয়ে ভাবতে আমন্ত্রণ জানিয়ে মেমেন্তো মোরি-এর ভূমিকায় যন্ত্রটিকে উপস্থাপন করে।

কম্পাস হিসেবে ব্যবহার

একটি অনুভূমিক-পাত সূর্যঘড়ি যদি যে অক্ষাংশে ব্যবহৃত হচ্ছে তার জন্য তৈরি করা হয় এবং এর পাত অনুভূমিকভাবে ও নোমন দিগন্তের উপরে থাকা মহাকাশীয় মেরুর দিকে নির্দেশ করে সংযোজিত থাকে, তবে এটি আপাত সৌর সময় সঠিকভাবে দেখায়। বিপরীতভাবে, মূল দিকনির্দেশ প্রাথমিকভাবে অজানা থাকলেও, একটি ঘড়ির পাঠ থেকে গণনা করা সঠিক আপাত সৌর সময় দেখানোর জন্য সূর্যঘড়িটি সমন্বয় করা হলে, এর নোমন সত্যিকারের উত্তর বা দক্ষিণ দিক নির্দেশ করে, ফলে সূর্যঘড়িকে কম্পাস হিসেবে ব্যবহার করা যায়।

আরও দেখুন

• ঘড়ি
• সময়বিজ্ঞান
• পানিঘড়ি
• যন্তর মন্তর

বহিঃসংযোগ

• ব্রিটিশ সানডায়াল সোসাইটি
• নর্থ আমেরিকান সানডায়াল সোসাইটি
• ওয়ার্ল্ড সানডায়াল অ্যাটলাস