nebst einem Anhang
über die Regeln, Vergleichungen,
Berechnungen u.s.w., welche man beim Gebrauch der astronomischen
Uhren anzuwenden und was man sonst dabei zu beobachten hat,
von
F. Berthoud,
königl. Marine-Mechanikus, Mitgl. des Institutes von Frankreich,
der königl. Gesellschaft zu London und Ritter der
Ehrenlegion
Nach der fünften französ.
Original-Ausgabe
Mit fünf Kupfertafeln
Ilmenau, 1828
Druck und Verlag von Bernh. Fr. Voigt
Ueber den Zweck, den ich diesem Werk zum Grund gelegt habe.
Für gewöhnlich glaubt man, daß, sobald man sich eine gute Taschenuhr angeschafft, und selbige einmal auf die Stunde gestellt hat, daß man sie dann alle Tage bloß aufzuziehen brauche, um sie in stetem richtigen Gang zu erhalten. Es gibt sogar Leute, die behaupten: die Uhr müsse wie die Sonne gehen, noch andere haben die Meinung, daß ihre Uhren, wenn sie zweimal mit der Sonnenuhr gleich gegangen, wirklich wie die Sonne gingen. Aber alle diese, die solches behaupten, sind nicht einmal instande die Unmöglichkeit ihrer Forderungen einzusehen, denn wenn sie dies vermöchten, müßten sie ja wissen:
1) daß die Uhren nicht immerfort richtig gehen können,
2) daß der Lauf der Sonne abweichend ist, weil dieses Gestirn bald schneller, bald langsamer auf seiner Bahn fortschreitet,
3) daß, wenn man auch den Gang der Taschenuhren eben so genau und vollkommen wie den der besten Sekundenpendeluhr machen könnte, was jedoch unmöglich ist, so kann und darf er sich doch nie nach den Abweichungen der Sonne richten.
Ich habe daher geglaubt, daß ein Werk, in dem ich so kurz und gedrängt als möglich, einige Ursachen, welchen den Gang einer Taschenuhr im Wege stehen, so wie der Art und Weise eine Uhr zu behandeln, auseinander gesetzt habe, dem Publikum sehr nützliche Dienste leisten müsse.
Auch der Uhrmacher selbst kann aus selbigem manchen Rath und Hilfe schöpfen, weil die Mühe die sie sich beim Fertigen guter Uhren geben, rein umsonst ist, wenn die Käufer nicht wissen damit umzugehen.
Diese Motive bewogen mich zur Herausgabe dieses Werks. Zu Erreichung dieses Zweckes habe ich mit dem Begriff über wahre und mittlere Zeit, welches sehr gebräuchliche Ausdrücke sind den Anfang gemacht: erstere ist die von der Sonne, die andere, die von einer guten Pendeluhr abgemessene Zeit. Ich habe den Bau beider Arten von Uhren ziemlich detailliert beschrieben und, um meine Abhandlung darüber deutlicher zu machen, habe ich die vorzüglichen Bestandtheile dieser Maschinen in Kupfer stechen lassen, und diese Tafeln meinem Werkchen beigestellt.
Ich habe deutlich aus einander gesetzt, daß die Sonne wegen ihres ungleichen Ganges nicht zum Reguliren der Wand- und Taschenuhren geeignet ist, und die Fälle angegeben, in welchen diese Abweichung in Abzug gebracht werden müssen, ich habe deutlich gezeigt, daß die Uhren bloß die mittlere Zeit anzugeben vermögen, und daß folglich eine Uhr, wenn sie mit der Sonne gleich geht, variirt. Man macht indes auch Pendeluhren, die die wahre und die mittlere Zeit zugleich angeben, weshalb man sie Gleichungspendeluhren nennt. Man hat zwar auch Gleichungstaschenuhren gebaut, sie gehen aber wegen der Vielseitigkeit ihrer Zusammensetzung selten richtig. Ferner habe ich mich auch über einige Ursachen der Veränderlichkeit der Taschenuhren, über die Art wie man ihre Richtigkeit beurtheilen soll, ausgelassen, ich habe gezeigt, worin eine richtig gehende Uhr sich von der, welche regulirt ist, und der welche variirt, unterscheidet.
Da es nothwendig ist, daß jedermann wissen muß, wie er seine Uhr behandeln und reguliren muß, so habe ich zu diesem Behuf alles daß, was bei diesem Verfahren zu beachten ist, durch Regeln und nützliche Anmerkungen erläutert. Weil der Durchgang der Sonne durch die Mittagslinie das natürliche Maß der Zeit ist, und sich leicht zum Vergleichen und Reguliren der Wand- und Taschenuhren anwenden läßt, so habe ich die möglichst faßliche Anwendungsart der Gleichungs- oder Aequationstabellen gezeigt.
Ich habe Unterricht ertheilt, wie man Mittagslinien, wie sie sich zum Reguliren beider Arten von Uhren eignen, ziehen soll.
Auch habe ich einige Vorsichtsmaßregeln, wie man zum Besitz guter Uhren gelangt, und wie man sie im guten Zustand erhalten kann, anempfohlen.
Mit einem Wort, ich habe bei jedem der von mir verhandelten Gegenständen alles das angeführt, was bei der Regulierung und sonstiger Behandlung der Uhren zu beachten ist; für diejenigen, die den Anhang dieses Buches nicht lesen mögen, eignet sich dieser Haupttheil meines Buches besonders gut.
Zeiteintheilung: was man unter wahrer und mittlerer Zeit versteht
Die Zeit, von da an gerechnet, wo die Sonne am Horizont ihren höchsten Standpunkt erreicht hat, bis dahin, wo die Sonne auf denselben Punkt des Meridians (Sonnenbahn, Mittagslinie) zurückkehrt, nennen die Astronomen den natürlichen oder den Sonnen-Tag. Den Tag theilt man in 24 gleiche Theile ein, und ein solcher Theil ist eine Stunde, die Stunde theilt man in 60 gleiche Theile, wovon ein Theil eine Minute ist; die Minute endlich wird wieder in 60 gleiche Theile getheilt, die Sekunden heißen. Ein Tag enthält sonach 1440 Minuten, die Stunde 3600 Sekunden und sofort der Tag 86400 Sekunden.
Alle Tage im Jahr enthalten nicht ganz genau 24 Stunden, denn bald braucht die Sonne in ihrem Lauf zum Mittagspunkt des einen Tages bis zu dem des anderen 24 Stunden und einige Sekunden, bald einige Sekunden weniger als 24 Stunden.
Der Lauf oder die Bewegung der Sonne bleibt sich also nicht gleich, wovon man sich leicht überzeugen kann. Man nehme z. B. eine Sekundenpendeluhr an deren Bewegung ganz gleichförmig und so regulirt ist, daß, wenn man sie an irgend einem Tag mit der Sonne gleich gestellt hat, sie eben sovielmal die Mittagsstunde zeigt, als der Standpunkt der Sonne und am Ende des Jahres der Mittagspunkt der Uhr mit dem der Sonne gleich steht; dann wird man bald erfahren, daß die Pendeluhr in den anderen Tagen den Mittag bald früher, bald später als die Sonne anzeigen wird.
Da nun als Grundsatz angenommen wird, daß eine Pendeluhr eine stete gleichförmige Bewegung habe, so muß nothwendigerweise die Ungleichheit zweier Mittage durch die ungleiche Bewegung der Sonne entstanden seyn. Wenn wir nun eine solche Pendeluhr nach der Sonne um 4 Sekunden nachstellen, so müssen im Laufe des Jahres, zwischen beiden Zeitmessern, der Pendeluhr und der Sonne, folgende Ungleichheiten oder Abweichungen eintreten. Am 24. December bleibt der Mittag der Sonne um 30 Sekunden gegen den der Pendeluhr zurück, und diese Abweichung mehrt sich stufenweise bis zum 11. Februar, an welchem Tag der Sonnen-Mittag sich gegen den Pendeluhr-Mittag um 14 Minuten 44Sekunden verspätet; vom 11. Febr. an aber mindert sich diese Verspätung wieder bis zum 14. April, an welchem Tag Sonne und Pendeluhr wieder zusammentreffen; den 15. April läuft der Sonnen-Mittag wieder um 9 Sekunden vor, und so stufenweise fort bis zum 10. Mai, wo er vor der Pendeluhr 3 Min. 59 Sek. voraus haben wird; unmerklich nähern sich aber beide wieder, und treffen am 15. Juni wieder zusammen.
Den 16. Juni bleibt die Sonne um 8 Sek. zurück und so zunehmend fort, bis zum 25. Juli, an welchem Tag der Pendeluhr-Mittag 5 Min. 56 Sek. voraushaben wird; von diesem Tage an aber fangen beide an, sich wieder zu nähern, und haben am 31. August wieder gleichen Standpunkt. Endlich am 1. Septbr. läuft die Sonne wiederum 27 Sek. vor, und fährt in diesem Vorschreiten fort bis zum 1. November, wo sie gegen die Pendeluhr 16 Min. 9 Sek. voraus hat; von diesem Tag an geht sie dann wieder langsamer, bis sie sich am 23. Dec. wieder mit der Pendeluhr vereinigt.
Diese beobachteten und durch Erfahrung begründeten Abweichungen oder Ungleichheiten beweisen also die Ungleichheit der von der Sonne gemessenen Tage und Stunden, und hierdurch fanden sich die Astronomen bewogen, eine Zeiteintheilung zu ersinnen, nach welcher alle Tage einander ganz gleich seyn sollen, um dadurch zwischen dem kürzesten und längsten Tag ein mittleres Verhältnis herzustellen. Um diese Tage zu normieren oder zu bestimmen, theilten sie die Masse der ungleichen Stunden, welche der jährliche Sonnenumgang in sich faßt, in eben so viele Theile, als Stunden sind, von denen 24 einen Tag ausmachen, wodurch denn die auf diese Weise ermittelten Stunden einander vollkommen gleich und sonach bald länger, bald kürzer als die Stunden der Sonne geworden sind. Auf solche gleiche Stunden fußet nun der Gang einer Pendeluhr.
Die mittle Zeit nennt man diejenige, welche auf vollkommener Gleichheit beruht, dieselbe, welche durch die Pendeluhr bei der Vergleichung, die wir so eben angestellt haben, bezeichnet worden ist. Die Zeit welche der Meridian angibt, d. i. den Sonnen-Mittag, nennt man die wahre, oder auch die Zeitgleichung, d. h. den Unterschied, den man jeden Tag zwischen beiden Zeitmessern wahrnimmt. Gleichung ist also die Differenz zwischen der wahren und mittlen Zeit.
Die Astronomen haben Rechentafeln aufgestellt, welche alle Tage des Jahres den Unterschied zwischen dem Sonnen- und dem Pendeluhr-Mittag oder zwischen der wahren und mittlen Zeit angeben. Nach diesen Tabellen, welche man die Gleichungstafeln nennt, habe ich auch die meinigen eingerichtet und sie am Ende dieses Buches meinen Lehrsätzen beigefügt.
Ich will mich nun hier nicht mit den Ursachen der Sonnenabweichungen befassen; es ist mir schon genug, daß ich diese Abweichungen als unbezweifelt dargethan, und hierüber Tabellen aufgestellt habe. Diejenigen, die sich über die Ursachen der Abweichungen zu unterrichten wünschen, mögen astronomische Werke hierüber zu Rathe ziehen.
Indes will ich doch dabei noch bemerken, daß es gut ist, wenn man, der Abweichungen der Sonne ungeachtet, beim Stellen der Pendel- und Taschenuhren nach den Meridianen oder nach der Mittagslinie der Sonnenuhren richtet, was auch gar nicht schwer fällt, wenn man genau weiß, um wieviel jeder Tag der wahren Zeit gegen den der mittlen Zeit abweicht. Zu diesem Behuf dienen auch die Gleichungstafeln, über deren Gebrauch ich mich im zweiten Kapitel weiter auslassen werde. Dieser Tafeln kann man sich während eines Zeitraumes von 30 bis 40 Jahren bedienen, ohne sich dabei einem merklichen Irrthum auszusetzen.
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