الساعات الشمسية

إن المزولة الشمسية وتسمى كذلك بالـرخامة, أداة توقيت نهاري، تتكون من عدة نقاط وخطوط, رسمت على صفيحة عريضة, وفي وسطها عصا مستقيمة أفقية يتحدد الوقت من طول ظلها الناتج عن وقوع اشعة الشمس عليها، حيث تترك ظلا متحركا على النقاط والخطوط. من أقدم آلات قياس الوقت لأن تاريخها يرجع إلى عام 3500 قبل الميلاد، استخدمها المسلمون قديما في المساجد لتحديد أوقات الصلوات۔
الساعة الشمسية هي أول ساعة اخترعها الإنسان فقد كتب عنها العالم الخوارزمي وكان العرب المسلمون يستخدمونها لتحديد أوقات الصلاة فهي تعتمد على الشمس وزاوية انحرافها عن الأفق أي مبدئها يعتمد على الزوايا عوضاً عن الساعة والدقائق والثواني.
تألف المزولة من عصا تثبت في الأرض بشكل رأسي لتسمح برصد تحرك ظل الشمس، بسهولة في أي مكان على الأرض. والمزولة هي النسخة القديمة من الساعة الشمسية. وتعتبر عملية رصد ظل الشمس مفيدة جداً، إذا قمنا بها على فترات طويلة. ففي الصيف، عندما تقترب الشمس من السمت، يكون ظلها أصغر منه في الشتاء. وهذا يبين لنا أن ارتفاع الشمس في السماء يتغير باختلاف الفصول، وأن طول النهار يتغير هو الآخر. ويرجع ذلك إلى حركة دوران الأرض حول الشمس، التي تتم وفقـاً لميل محور دوران الأرض، الذي لا يتغير أثناء دوران الأرض حول الشمس
في فصل الصيف، تبين لنا المزولة أن الشمس تكون على ارتفاع أعلى في السماء، بما أن ظلها يكون أصغر حجماً. وبالإضافة إلى ذلك، يكون زمن سطوع الشمس أطول
في فصلي الخريف والربيع، نلاحظ أن ظل الشمس يكون أكثر طولاً عنه في فصل الصيف، في نفس الساعة. ويعني ذلك أن الشمس تكون على ارتفاع منخفض في السماء..
في فصل الشتاء، يكون ظل الشمس أكثر طولاً، وتكون الشمس على أدنى ارتفاع لها في السماء، في نفس الساعة.
أستعمالات على مر التاريخ بتاريخ 21 يونيو 250 ق.م قام العالم المصري ايراتو ثينس بقياس زاويه ميل أشعه الشمس عن طريق المزوله في اسوان حيث كانت عموديه و في الأسكندريه حيث وجدها 7.5 و من تلك الطريقه استطاع حساب محيط الأرض كالتالي واعتمدت طريقة ايراتوستين لقياس محيط الأرض على ملاحظة الفرق بين زاوية سقوط أشعة الشمس على سطح الأرض عند قرية سيين الواقعة على مدار السرطان (حوالي 40كم جنوبي أسوان)، ومدينة الإسكندرية وقت الظهيرة في يوم الانقلاب الشمالي للشمس (21 يونيو). وكان معروفا وقتذاك أن مدينتي أسوان والأسكندرية تقعان على نفس خط الطول وأن المسافة بينهما حوالي (5000) ستاديا. واستخدم إيراتوستين المزولة لقياس زاوية ميل أشعة الشمس الساقطة. ولقد وجد إيراتوستين أن أشعة الشمس وقت الظهيرة في يوم الانقلاب الصيفي الشمالي كانت عمودية تماما على سطح الأرض في منطقة أسوان حتى أن العصا التي تثبت رأسيا في هذه المنطقة لا يكون لها ظل، وفي نفس الوقت يكون للعصا الرأسية في الأسكندرية ظل على السطح الأفقي. وقاس إيراتوستين زاوية ميل الشمس عن العمودي في الإسكندرية فوجدها (5 / 1 7 ) درجة من دائرة وعاء المزولة التي مقدارها (360) درجة. وهي تقابل المسافة بين أسوان والأسكندرية (5000) ستاديا. وعلى ذلك كان محيط الأرض كما قدره إيراتوستين هو 250000 ستاديا
ثم صحح إيراتوستين هذا الرقم إلى (252000) ستاديا، وهو ما يعادل (39690) كم. وهو يقل (430) كم عن المقدار الصحيح لمحيط الأرض (40120) كم.