Kuidas päikesekell töötab?

Päikesekell on kell, mis mõõdab aega päikese näiva asukoha järgi taevas, näidates päikeseaega selles asukohas, kuhu ta on paigaldatud. Päikesekella tööpõhimõte on tegelikult väga lihtne. Päikese näiv asukoha muutus taevasfääril on tingitud maakera pöörlemisest ümber oma telje ning võimaldab seeläbi varju tekitava elemendi abil määrata täpset päikeseaega. Päikesekellasid on mitmeid eri tüüpe, millest levinumad on ekvatoriaalsed, horisontaalsed ja vertikaalsed päikesekellad.

Päikesekella tööpõhimõte
Päikesekell AjaVari asend Maakera suhtes

Ekvatoriaalset tüüpi päikesekellal on kellaplaat paralleelne maakera ekvaatoriga  ning horisontaalsel päikesekellal on see paralleelne  maapinnaga. Varju tekitav element peab aga kõikidel päikesekelladel olema paralleelne maakera pöörlemisteljega. Et saavutada kella  selline elementide paigutus maakera  ekvaatori ning pöörlemistelje suhtes, tuleb iga kell valmistama võimalikult täpselt selle asukoha koordinaatide järgi. 

Maakera pöörlemine ümber oma telje tekitab päikese näiva, ida - lääne suunalise liikumise taevasfääril. Ekvatoriaalset tüüpi päikesekellal liigub vari kellaplaadil ühtlase kiirusega - täpselt 15 kraadi tunnis, ehk niisama kiiresti kui maakera pöördub ühe tunni jooksul ida suunas (horisontaalsetel kelladel aga on aga selle ehituse iseärasustest tingituna tunnijooned jaotatud ebaühtlaste vahedega). Päikese tõustes idakaarest, liigub vari kellaplaadi läänepoolses küljes. Hetkel, mil päike on kõrgeimas punktis taevasfääril (taevameridiaanil) on päikeselõuna, peale mida liigub päike juba läänekaares ning vari kellaplaadi idapoolses servas.

AjaVari päikeseaeg
Ekvatoriaalne päikesekell AjaVari

Ekvatoriaalsel päikesekellal langeb vari olenevalt aastaajast, kas kellplaadi pealmisele või alumisele küljele.  Kui me mõtteliselt pikendame kellaplaati igas suunas lõpmatuseni, siis saame maakera ekvaatori projektsiooni taevasfääril. Suvisel ja kevadisel ajal asub Päike pealpool seda tasandit ning sügisel ja talvel asub Päike allpool seda tasandit. Kahel korral aastas – sügisesel ja kevadisel pööripäeval liigub Päike  üle selle tasandi ning varju ei teki kummalegi kellaplaadi küljele. Horisontaalsel kellal liigub vari aga olenemata aastaajast kellaplaadi pealmisel küljel.