Hàng ngày, Mặt Trời đều chuyển động lướt qua vòm trời của chúng ta. Một nửa thời gian sống của chúng ta được Mặt Trời soi sáng. Cũng nhờ có Mặt Trời, chúng ta mới có khái niệm về thời gian trong ngày. Vị trí của Mặt Trời trên bầu trời trong ngày do đó cũng cho chúng ta biết về giờ giấc của ngày. Đồng hồ Mặt Trời là dụng cụ cho phép tính ra giờ một cách tương đối chính xác dựa trên vị trí của Mặt Trời.
Quy định về thời gian trên thế giới hiện nay đã là khá dễ sử dụng về mặt hành chính và nhìn chung không gây khó khăn khi tính toán các khoảng thời gian trong ngày. Tuy nhiên nõ vẫn có một số điểm máy móc. Để kiểm chứng điều này, và coi như một ứng dụng thiên văn nhỏ, bạn có thể thử tự làm một chiếc đồng hồ Mặt Trời. Việc này thật ra rất đơn giản.
Trước hết hãy có một tấm bảng nhỏ (bằng bất cứ chất liệu gì, càng bền càng tốt, kể cả bằng bìa cứng cũng không sao), trên đó lấy compass vẽ một nửa vòng tròn (bán nguyệt) và nối đường kính giới hạn hình bán nguyệt đó lại.
Trên vòng đó chia ra làm 12 phần (12 chung) bằng nhau và đánh số lần lượt từ 6 đến 12 và tiếp đó ngay sau 12 lại từ 1 đến 6. 2 số 6 ở 2 điểm mút của đường kính vừa nối, số 12 ở mút của đường bán kính vuông góc với đường kính này, tức là nằm ở trung điểm của cung bán nguyệt.
Cái tâm mà bạn vừa đặt kim compass để quay, đó là chỗ cắm chiếc "kim giờ" vào. Hãy mang tấm bảng bạn vừa kẻ và chiếc kim đến nơi bạn muốn đặt "đồng hồ" (tốt nhất là sân thượng của nhà bạn, càng cao và thoáng càng tốt, để hứng được đủ ánh sáng). Đặt sao cho càng chính xác càng tốt sao cho đường kính nối 6 số 6 chỉ theo hướng Đông- Tây. Đặt ngiêng tấm bảng của bạn cho phần cung tròn bán nguyệt hướng xuống dưới (tức là số 12 sẽ thấp hơn 2 số 6), độ nghiêng so với mặt đất một góc hợp với vĩ độ bạn đứng là 90 độ (VD như ở Hà Nội thì độ nghiêng là khoảng 70 độ là vừa vì Hà Nội ở vĩ độ 21).
Tiếp đó cắm kim của đồng hồ (có thể làm bằng bất cứ vật mảnh và dài nào) vuông góc vào tâm của cung bán nguyệt.
Để kiểm tra, bạn chỉ cần đợi đến khi giữa trưa, khi mà tia nắng vuông góc với mặt đất và điều chỉnh lại hướng của tấm bảng sao cho bóng của cái kim trùng vào đường bán kính nối đến số 12 (giữa trưa), tức là bạn đã chỉnh đúng. Hàng ngày, khi Mặt Trời mọc và di chuyển trên thiên vầu, vị trí của nó sẽ tạo ra các cái bóng khác nhau cho cái kim của bạn và bóng của cái kim (cái bóng này mới là kim của đồng hồ) sẽ chạy suốt 12 giờ từ 6h sáng đến 6h tối.
Bạn cũng có thể làm theo cách khác là đặt mặt đồng hồ nằm song song với mặt đất nhưng kim giờ đặt nghiêng tạo thành một góc với mặt đất có độ lớn bằng vĩ độ của bạn.
Trên thực tế bạn sẽ để ý thấy một điều là thời gian thực tế bạn nhìn trong đồng hồ điện tử không mấy khi trùng với thời gian tại đồng hồ Mặt trời này, nó luôn có một số sai khác.
Lý do:
1- Chúng ta ai cũng biết là mặt phẳng xích đạo của Trái Đất nghiêng so với mặt phẳng Hoàng Đạo khoảng 23,5 độ và do đó trong quá trình Trái Đất chuyển động quay quanh Mặt Trời, có những thời gian Mặt Trời mọc sau 6h sáng và lặn trước 6h tối và đôi khi là ngược lại. Mặt khác do khó có ai có điều kiện có thể thấy được đến chân trời nên sẽ không bao giờ chiếc đồng hồ Mặt Trời của bạn chỉ 6h.
2- Chúng ta chỉ có 24 múi giờ được phân định bởi các kinh tuyến. Ví dụ như Việt Nam ở múi giờ số 7 thì có nghĩa là tất cả các đồng hồ tại múi này cùng chỉ một giờ. Khi Mặt Trời bắt đầu xuất hiện ở múi số 7, các địa điểm ở cực Đông của múi giờ này sẽ có đồng hồ Mặt Trời chỉ 6h, trong khi đó phải 1 giờ đồng hồ sau thì đồng hồ Mặt Trời ở cực Tây mới chỉ 6h, Nhưng trong khi đó thì tất cả các đồng hồ cơ học, điện tử... đề chỉ một kết quả như nhau ở cả cực Đông và cực Tây của múi giờ này. Do đó mà nảy sinh sai số.
Hàng ngày bạn có thể để ý thấy là không mấy khi đồng hồ chỉ 12h trưa đúng mà bạn lại thấy tia nắng vuông góc với mặt đất.
...
Mặt Trời không chỉ đưa lại sự sống cho hành tinh của chúng ta, nó cũng rất đẹp. Những ai ở biển mà được ngắm Mặt Trời mọc trên biển thì quả là rất, rất đẹp. Những hãy cẩn thận, nó không có lợi cho mắt của bạn.
Thường ngày bạn có thể cho rằng nhìn vào Mặt Trời thì hại mắt vì nó quá sáng, nhưng không phải vậy. Cái sáng đó chỉ là ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng nhìn thấy thì làm người ta chói mắt chứ không thể hại được. Cái hại là hỗn hợp nhiều bước sóng khác nhau từ các tia X, gamma từ Mặt Trời chiếu đến.
Sáng sớm, tia sáng Mặt Trời đến được mắt bạn đi theo đường gần như tiếp tuyến với Trái Đất tại điểm bạn đứng. Nó phải vượt qua tầng khí quyển dày hơn hẳn lúc trưa và các tia gần tím bị lêch nhiều hơn các tia gần đỏ, bạn chỉ thấy Mặt Trời màu đỏ hoặc da cam do các tia xanh, tím... ít đến được mắt bạn, nhờ đó mà bạn không chói mắt. Nhưng các tia đó ít đến chứ không phải không đến, điều đó có nghĩa là mắt bạn vẫn liên tục bị tấn công bởi các bức xạ nguy hiểm từ Mặt Trời và điều đó rất có hại cho đôi mắt.
Tháng 12 năm 2007
Nguyễn Hoài Nam
