+ Meer informatie

Klokkijken met hulp van de zon

Belangstelling voor zonnewijzers neemt de laatste jaren weer toe

9 minuten leestijd

Het praktisch nut is volledig verdwenen, maar toch staan zonnewijzers nog volop in de belangstelling. Niet alleen als kunstwerk op een plein of als statussymbool in de tuin, maar ook als leuk rekenobject voor wiskundigen met veel vrije tijd. Of als klein monument aan de zijgevel van een eeuwenoude kerk.

Een zonovergoten voorjaarsmiddag is een uitstekend tijdstip om meer te weten te komen over zonnewijzers. De schaduw van de metalen staafjes op de kartonnen en plastic modellen die op de terrastafel staan opgesteld, wijst zonder uitzondering richting de twaalf. "Het is nu ongeveer ware middag, de zon staat dan precies in het zuiden", legt Fer de Vries uit Eindhoven, secretaris van De Zonnewijzerkring, uit.

Toch wijst de klok intussen twintig voor twee aan, maar dat is iets wat de mens zelf heeft ingesteld. "Het is nu zomertijd, dus de klok is een uur vooruit gezet. Daarnaast is de aarde sinds 1884 verdeeld in tijdzones. Vroeger had elke stad zijn eigen tijd, maar dat is natuurlijk onwerkbaar, zeker sinds de komst van de spoorwegen. Nederland bevindt zich in de zone Midden-Europa, waardoor de tijd hier nog eens veertig minuten extra afwijkt van de ware tijd."

Nadat begin twintigste eeuw in Frankrijk de stationsklokken niet meer aan de hand van zonnewijzers gelijk werden gezet, raakte de belangstelling voor het instrument op een dieptepunt. De laatste tientallen jaren is daar verandering in gekomen. Wiskundigen buigen zich opnieuw over de werking van de zonnewijzer en ontwerpen instrumenten die volgens een heel nieuw principe werken, daarbij geholpen door de computer. "Een aantal eeuwen geleden was het ontwerpen van een nieuw type zonnewijzer vooral een meetkundig probleem. Nu is het spelen met sinus- en cosinusformules. Eerst rekenen en dan tekenen."

Nederlandse liefhebbers hebben zich in 1978 verenigd in De Zonnewijzerkring, die dit jaar dus zijn 25-jarig jubileum viert. Dat wordt op 28 juni gedaan met een bijeenkomst waarbij onder andere een minizonnewijzer op de toren van de Utrechtse Dom wordt geplaatst. "In vroeger dagen een normale plaats voor een zonnewijzer", aldus de Eindhovenaar. "Voor de uitvinding van het slingeruurwerk, door Christiaan Huygens in 1656, waren zonnewijzers nodig om de kerkklok steeds gelijk te zetten. Daarbij kon de koster gebruikmaken van een zonnewijzertje aan de toren."

Kalender

De eerste beschrijvingen van zonnewijzers gaan terug tot 300 jaar voor Christus, maar dat wil niet zeggen dat de zonnewijzer in die tijd een alledaags gebruiksvoorwerp is. De Vries: "Wetenschappers wilden de tijd weten, maar voor de dagindeling van de gewone man was dat niet belangrijk. Een kalender had veel meer waarde, want die gaf aan wanneer de overstroming van de Nijl te verwachten was. Ook toen tijd steeds belangrijker werd, kwam het niet aan op een minuutje. Lees maar in de Bijbel, daarin wordt ook nooit gesproken over kwart voor of kwart over, maar altijd in hele uren."

In het Italiaanse Pompeï zijn zonnewijzers tijdens de uitbarsting van de Vesuvius in 79 na Christus uitstekend geconserveerd. Tientallen huizen van rijke inwoners hebben een puntzonnewijzer op de binnenplaats, zo blijkt uit opgravingen. Dit instrument gaat uit van het feit dat een dag altijd is opgedeeld in twaalf uren, die in de winter dus een stuk korter duren dan in de zomer. De Vries: "Dat was in het gebied rond de Middellandse Zee geen probleem, omdat je daar alweer wat dichter bij de evenaar zit dan hier. Het verschil in daglengte tussen zomer en winter is daar een stuk kleiner."

In de vijftiende eeuw verschijnt een nieuw type zonnewijzer in het straatbeeld, waarschijnlijk afkomstig uit het Duitse Neurenberg. Deze poolstijlzonnewijzer is al snel te zien aan gevels van openbare gebouwen in tal van plaatsen in Europa. Aan de zuidgevel van de Utrechtse Jacobikerk hangt sinds 1463 de oudste gedateerde poolstijlzonnewijzer van Europa, maar de eenvoudige, rode wijzerplaat valt nauwelijks op tussen de bakstenen van de muur.

Belangrijkste element van de zonnewijzer is de poolstijl, een staaf die evenwijdig loopt aan de aardas, en die dus wijst naar de noordelijke hemelpool, de plaats waar op heldere nachten de poolster staat. Een goed afgestelde poolstijl staat in Midden-Nederland opgesteld onder een hoek van 52 graden, omdat ons land op 52 graden noorderbreedte ligt. Een hoepelsfeer -de bekende bolvormige zonnewijzer die in menige tuin te vinden is- bevat een ring waarop de uren zijn aangegeven. De poolstijl bevindt zich in het centrum van de ring. Als de zon op zijn hoogste punt is, werpt de poolstijl bij een goed afgestelde zonnewijzer zijn schaduw precies op de twaalf. Wanneer de zon zijn baan aan de hemel vervolgt, schuift de schaduw van de poolstijl op naar het volgende cijfer.

Poolstijlzonnewijzers werken in tegenstelling tot puntzonnewijzers met uren van gelijke lengte. Dat komt goed uit, want tijd wordt voor het gewone volk steeds belangrijker en ook de torenklok geeft gelijke uren aan.

De uitvinding van de poolstijlzonnewijzer hangt volgens De Vries nauw samen met de bloei van de wetenschap in West-Europa in de late Middeleeuwen. "Ook de wiskunde gaat in die periode met grote sprongen voorwaarts, zodat wetenschappers in staat zijn om tientallen variaties op de poolstijlzonnewijzer te maken en allerlei grapjes in te bouwen."

Glasvezel

Nu er een zonnewijzer is die aan alle eisen voldoet, lijkt het niet nodig om andere typen zonnewijzers te ontwikkelen. Toch gebeurt dat, puur omdat wetenschappers het interessant vinden. Zo heeft wolkammer Eise Eisinga uit Franeker -de in de achttiende eeuw levende bouwer van het wereldberoemde planetarium in zijn woonkamer- op 18-jarige leeftijd 153 verschillende zonnewijzermodellen uitgewerkt.

In de twintigste eeuw zijn er een paar interessante ontwerpen in Italië ontstaan, zegt De Vries. "Een mooie variant vind ik de kegelvormige zonnewijzer. In plaats van een puntvormige, wordt er een kegelvormige schaduw geworpen op de tijdschaal. Een Italiaan realiseerde zich weer dat in een kegel precies een bol past en is daar mee verder gegaan."

Een kegel- of bolvormige zonnewijzer is niet nuttiger dan een eenvoudige poolstijlzonnewijzer. Het feit dat mensen zich daar toch voor interesseren, komt doordat een zonnewijzer naast een wetenschappelijk instrument ook een kunstobject is. Ook vandaag de dag verrijzen nog zonnewijzers op pleinen en in tuinen, vaak niet meer zo weelderig versierd als vroeger, maar opgebouwd uit eigentijds materiaal als graniet, plastic en glasvezel.

De Vries ziet bij het ontwerpen van een nieuwe zonnewijzer een belangrijke taak weggelegd voor de vereniging. "In Oldenzaal is voor veel geld een zonnewijzer neergezet die achteraf niet blijkt te kloppen. Daarom is het goed dat architecten ons weten te vinden. Wij zetten de lijnen op papier en de architect maakt het mooi." Ook bij restauratie van een zonnewijzer kan de vereniging uitkomst bieden. "Soms ontbreekt de poolstijl, of is een deel van de wijzerplaat uitgewist. Wij kunnen de plaats van de lijnen opnieuw berekenen."

Plastic bloembak

In de loop der jaren heeft De Vries tal van schaalmodellen gemaakt. Een plastic bloembak in de vorm van een halve bol is omgetoverd in een puntzonnewijzer. Met een passer heeft hij de uurlijnen ingetekend. Een kraal -door een touwtje op zijn plaats in het midden van de bol gehouden- dient als aanwijzer.

De Vries, die voor zijn pensionering elektrotechnicus was, heeft niet de kennis in huis om echt een nieuw type zonnewijzer te ontwerpen. "Ik doe na wat anderen kunnen en varieer op bestaande ontwerpen. Het rekenwerk laat ik over aan de computer. Er zijn programma's op de markt die na invoering van wat getallen de juiste positie van een tijdlijn berekenen. Voor die tijd werkte ik met sinustabellen."

Mooi om te zien is een plastic model van een twaalfvlakkige zonnewijzer, een soort voetbal die op elk vlak een variatie van een puntzonnewijzer laat zien. "In Nederland is zoiets nooit in het echt nagebouwd, maar in En geland staat zelfs een 120-vlakkige zonnewijzer. Die is natuurlijk helemaal niet praktisch, maar gewoon leuk."

Kwartshorloge

Een zonnewijzer is een doeltreffend middel om de tijd te meten, maar de nauwkeurigheid moet niet worden overdreven, meent de secretaris van De Zonnewijzerkring. Hij staat dan ook niet achter de bewering van de Duitse werktuigbouwkundige Carlo Heller, die beweert dat hij een zonnewijzer heeft ontworpen die nauwkeuriger is dan een kwartshorloge. "Een ontwerp kan nog zo goed zijn, maar je kunt nooit zien of het twaalf uur of iets over twaalf is. Dat geldt ook voor de datum die een puntzonnewijzer aangeeft. Je kunt goed zien of het begin, midden of eind april is, maar op de dag nauwkeurig lukt niet."

Het plaatsen van een hele grote zonnewijzer is geen optie, aldus De Vries. "Het afleesprobleem is niet weg, omdat de lijnen veel te ver weg liggen. Je krijgt geen mooie, scherpe schaduw. De Chinezen probeerden dat in het verleden op te lossen door het zonlicht te bundelen, maar ook dat is geen oplossing. De atmosfeer is nooit helemaal rustig, zodat het beeld altijd wat trilt."

En dan is er nog het probleem van de tijdsvereffening. De nauwkeurigheid van de zonnewijzer schuilt volgens de Eindhovenaar in de manier waarop het instrument omgaat met de tijdsvereffening. "De aarde doet er niet iedere dag precies 24 uur over om volledig om zijn eigen as te draaien. Vandaag de dag is er in februari en in november een verschil van plus of min 15 minuten. Daar moet de zonnewijzer op worden gecorrigeerd. Extra lastig is dat de tijdsvereffening in de loop der jaren niet constant is. Het bijzondere van de Duitse vinding is dat de tijdsvereffening al voor een eeuw is ingebouwd, en dat is de betrouwbaarheid waar de uitvinder op doelt."

Meer informatie: www.de-zonnewijzerkring.nl


Puntzonnewijzer

Al in de oudheid maakten mensen gebruik van zonnewijzers. Deze puntzonnewijzer heeft de vorm van een halve bol, maar het is ook mogelijk om te werken in een plat vlak. Lijntjes aan de binnenkant van de bol geven de tijd aan. In het middelpunt van de bol hangt een kraal. De zon zorgt ervoor dat de kraal een schaduw werpt op de binnenkant van de bol. De plaats van de schaduw is afhankelijk van de stand van de zon aan de hemel. Hoe hoger de zon aan de hemel staat, des te dieper de schaduw van de kraal de bol in 'zakt'. Om twaalf uur 's middags staat de zon op zijn hoogste punt, en de schaduw op zijn diepste punt; het lijntje van twaalf uur. Bovenstaande zonnewijzer geeft de tijd drie uur na zonsopkomst aan. Het is dan negen uur in de ochtend.

Elliptische zonnewijzer

Op het Janskerkhof in Utrecht is in 1983 met behulp van klinkers en datumtegels in het plein een elliptische zonnewijzer aangelegd. Een eeuwenoude versie van deze zonnewijzer is verwerkt in een plein van het Franse stadje Brou en meet 11,5 bij 8 meter. Een ellipsvormige 'wijzerplaat' geeft de uren aan. In het midden ligt een schaal voor de datum. Bij deze zonnewijzer moeten voorbijgangers zelf de tijd aanwijzen door bij de juiste maand op de datumschaal te gaan staan. De schaduw van de persoon geeft de tijd aan. De datumtegels zijn van belang omdat de stand van de zon afhankelijk is van het seizoen.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.