PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perputaran Bumi pada porosnya dengan arah gerakan dari barat ke timur (rotasi Bumi) mengakibatkan gerak semu harian Matahari dimana seakan-akan perjalanan Matahari adalah terbit dari timur bergerak menuju barat. Hal ini menyebabkan daerah sebelah timur akan menjumpai siang terlebih dahulu, dibanding daerah barat. Perbedaan ini menyebabkan adanya perbedaan waktu di setiap bagian Bumi.
Dari rotasi Bumi tersebut, dapat diketahui pembagian zona-zona waktu. Dan salah satu alat yang bisa mengukur zona waktu tersebut diantaranya adalah jam Matahari (sundial). Meskipun keberadaan jam matahari kini mulai tersisihkan oleh jam modern, namun jam matahari masih diperlukan, semisal untuk penentuan waktu-waktu ibadah. Ibadah shalat adalah ibadah yang telah ditentukan waktunya.
Maka dari itu pemakalah mencoba memberi sedikit penjelasan mengenai macam-macam jam Matahari beserta sedikit pengertiannya.
Rumusan Masalah
Apa itu jam Matahari / Sundial?
Apa saja macam-macam dari jenis jam Matahari / Sundial?
Bagaimanakah cara penggunaan jam Matahari / Sundial?
BAB II
PEMBAHASAN
Pengertian Sundial / Jam Matahari.
Jam Matahari adalah alat penunjuk waktu yang menggunakan bayangan pergerakan semu Matahari yang dihasilkan oleh bayangan gnomon yang jatuh pada garis jam pada bidang dial yang menunjukkan momen suatu waktu. Eksistensi jam Matahari di Indonesia salah satunya ada di komplek gedung Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat (PUPR) yang merupakan salah satu benchmark bangunan yang bertemakan lingkungan hijau. Sebagai penunjuk waktu, maka fungsi utama dari jam Matahari ini harus berjalan dengan baik sebagaimana seharusnya, yaitu menunjukkan waktu hakiki (waktu Matahari) yang berbeda dengan waktu rata-rata pada jam standar/sipil yang umum digunakan sekarang. Untuk memenuhi fungsi utama tersebut, maka jam Matahari harus sesuai dengan ketentuan bakunya, baik pengaturan bidang dial, gnomon dan posisinya terhadap sumbu Bumi.
Sejarah Jam Matahari
Dahulu, manusia mengukur waktu dengan mengamati bayang-bayang pepohonan yang memendek saat pagi hari berlalu dan memanjang kembali setelah tengah hari sampai matahari terbenam. Dengan begitu, setiap bayangan yang terbentuk dari benda vertikal dapat digunakan untuk menunjukkan berjalannya waktu. Selain menggunakan perubahan panjang bayangan, metode perubahan arah bayangan secara historis lebih banyak dipakai daripada metode panjang bayangan. Di pagi hari saat matahari terbit di timur, bayangan ada di barat. selanjutnya, bayangan tadi berayun ke utara dan kemudian ke timur, di mana ia menunjukkan matahari terbenam di barat.
Jalur perjalanan matahari dalam setahun dapat di lacak dengan bantuan gnomon dan mengatur batu di beberapa posisi ujung bayangan lima atau enam kali setiap hari. Bila titik-titik tersebut dihubungkan, Hasilnya adalah ilustrasi grafis matahari yang menunjukkan pergantian musim. di Mesopotamia (sekarang Irak), bayangan terpendek terjadi sekitar tanggal 21 Juni dan yang terpanjang sekitar 22 Desember. Bayangan membentuk garis lurus terjadi sekitar bulan Maret 21 dan lagi sekitar 23 September). Pengetahuan dasar tentang musim ini menjadi penting untuk masyarakat pertanian pada masa awal, sehingga dapat diasumsikan bahwa inilah sebab mereka memunculkan jam matahari primitif pertama. Sejarawan Yunani, Herodotus (484-425 SM) menyatakan dalam tulisannya bahwa jam matahari ini berasal Babilonia di lembah-lembah subur sungai Tigris dan Efrat.
Prinsip Umum Jam Matahari.
Jam matahari (Sundial) terdiri dari permukaan yang disebut meja dial (pelat dial) yang diatasnya ditandai dengan satu set garis jam (hour lines), dan style, pembentuk bayangan yang jatuh di atas meja dial. Meja dial ini bisa horizontal, vertikal atau miring dengan sudut tertentu. Adapun style, dapat disetel berdasarkan meja dial, sejajar dengannya, dan dapat juga mengarah ke titik di kutub langit atau tegak lurus terhadap meja dial.
Sekarang, dalam bahasa arab modern, jam matahari diistilahkan sebagai Mizwala/Saah Syamsiyyah. Hal ini berbeda dengan istilah yang digunakan oleh zaman Islam abad pertengahan. Pada masa itu, jam matahari horizontal banyak disebut sebagai rukhama (arab: marmer) atau basitha (arab: datar). Sedangkan jam matahari vertikal dikenal sebagai munharifa (arab: miring; condong). Untuk penyebutan gnomon sering digunakan istilah syakhs (stik) atau Miqyas (ukur).
Gambar 1.a.
Tanda di atas permukaan meja dial merupakan proyeksi lingkaran bola langit ke permukaan bidang datar. Sebagai bayangan, sebuah bola transparan yang ditandai dengan garis ekuator, dua garis tropis (Garis Balik Utara Dan Garis Balik Selatan), dan garis bujur yang satu sama lain terpisah 15° yang ditempatkan diatas bidang dial dan sedemikian rupa gnomon polar style mengarah ke kutub utara langit. Proyeksi meridian/bujur di atas bidang dial adalah dalam bentuk garis lurus-garis jam dial. Khatulistiwa juga akan diproyeksikan sebagai garis lurus, yang dikenal sebagai garis ekuinoksial, dan dua garis tropis akan diproyeksikan dalam bentuk hiperbola sebagai busur harian.
Selisih meridian pada bola langit dengan sudut 15° adalah hasil dari 360°/24 dimana Matahari diasumsikan bergerak sebanyak 360 dalam 24 jam. Namun, hasil proyeksi meridian tersebut tidak selalu 15°, tergantung pada apakah meridian diproyeksikan; permukaan bidang horisontal, vertikal atau miring.
Gambar 1.b.
Jika gambar bola langit pada gambar 1.a dihapus dengan menyisakan sumbu kutubnya, maka akan tampak jam matahari horisontal dengan garis jamnya, busur harian dan sumbu yang disebut polar style. Dengan begitu, ketika Matahari terletak pada bidang sebuah meridian (lingkaran besar yang melalui kutub), berapapun jarak sudut antara lokasi jam matahari dari ekuator tidak akan
mengubah arah bayangan yang dibentuk oleh polar style. Dalam istilah yang lebih teknis, ini berarti bahwa arah bayangan independen terhadap deklinasi matahari.
Macam-Macam Jam Matahari.
Jam Matahari ekuatorial.
Gambaran sederhana dari jam matahari ini adalah sebuah bidang yang dimiringkan berfungsi sebagai dial diposisikan tegak lurus dengan gnomon dan sejajar dengan ekuator. Garis jam pada bidang dial adalah berupa garis lurus yang bertemu di pusat dial dengan selisih sudut 15° satu sama lain.
Prinsip jam matahari ekuatorial.
Dial.
Gnomon jam matahari ekuatorial menebarkan bayangan ke bidang dial yang sejajar dengan sumbu rotasi bumi. Gnomon ini segaris dengan meridian lokal dan membuat sudut dengan bidang horizontal yang sama besarnya dengan derajat lintang lokal (φ). Sedangkan untuk bidang dial membentuk sudut siku-siku (90°) terhadap gnomon yang dengan demikian posisinya sejajar dengan ekuator dan membentuk sudut terhadap bidang horizontal sebanyak 90° - φ.
Bayangan gnomon.
Bayangan tidak bergerak ke arah yang sama di kedua permukaan dial. Pada sisi yang menghadap ke utara, bayangan perjalanan searah jarum jam, sebaliknya di sisi yang menghadap ke selatan, bayangan berjalan berlawanan dengan arah jarum jam.
Garis Jam.
Karena Matahari bergerak dengan kecepatan 15°/ jam sepanjang ekuator dan bidang dial yang sejajar dengan garis ekuator, sudut antara setiap garis jam adalah 15°.
Jam Matahari horisontal.
Jam Matahari horisontal adalah sundial yang paling banyak digunakan sebagai penghias di taman. Jam matahari ini terdiri dari dua bagian. Bidang dial berupa permukaan datar dengan tanda garis yang menunjukkan jam. Gnomonnya berupa segitiga yang menjulang tegak lurus di atas permukaan dial dengan sudut sisi miring sebesar derajat lintang lokal. Ketika matahari bersinar, gnomon melemparkan bayangan ke bidang dial, sehingga dapat menunjukkan jam dari skala garis jam yang ditunjuk oleh bayangan gnomon.
Prinsip jam Matahari horisontal
Dial
Jam matahari horisontal terdiri dari bidang horizontal yang ditandai garis jam, dan gnomon yang mengarah ke Kutub Utara Langit berfungsi untuk membentuk bayangan yang jatuh ke atas bidang dial. Ketika bayangan terletak pada salah satu garis jam, maka itu menunjukkan jam dalam waktu matahari. Seperti biasa, dial harus sejajar dengan meridian lokal agar dapat berfungsi dengan baik (garis tengah hari bertepatan dengan meridian). Dengan begitu, gnomon akan
selalu dalam bidang vertikal dari meridian dan menunjuk ke arah Kutub Utara Langit (sudut gnomon dengan bidang dial adalah sebesar lintang lokal).
Garis Jam
Garis jam pada sundial horizontal mempunyai sudut yang berbeda satu sama lain. Ada dua metode dalam penggambaran garis jam ini, yaitu menggunakan geometri dan trigonometri.
Jam Matahari vertikal.
Jika jam matahari horizontal sering digunakan sebagai penghias di taman, Jam matahari vertikal adalah jenis yang paling sering dijumpai, dan ditemukan di dinding rumah-rumah tua, dan bangunan bersejarah, gereja-gereja dan monumen. Mereka sering disajikan bersama motto.
Ada dua macam jam matahari yang merujuk pada jam matahari vertikal; yang pertama adalah direct vertical dial merupakan dial vertikal yang menghadap langsung ke arah titik-titik tepat 4 arah mata angin. Dari keempat arah mata angin, jam matahari vertikal ini paling sering menghadap ke utara (gambar 13) dan ke selatan (gambar 12). Gnomon diatur miring sebesar sudut dengan 90º- lintang lokal. Garis jam dial utara searah jarum jam sedangkan yang untuk dial Selatan berlawanan arah dengan arah jarum jam.103 Sedangkan untuk perhitungan garis jamnya sama halnya dengan perhitungan pada Jam matahari horizontal.
Dibandingkan dengan dial Timur dan Barat, dial Utara dan Selatan terbukti lebih berguna, karena dial Utara dan Selatan dapat digunakan sepanjang hari sedangkan masing-masing dial Timur dan Barat hanya dapat mengukur setengah waktu sehari. Dial timur hanya dapat digunakan sebelum tengah hari karena saat sore hari, matahari berada di Barat. Demikian juga untuk dial Barat, hanya dapat digunakan pada sore hari. Jam Matahari vertikal lainnya adalah Declining vertical dials. dial tidak menghadap menuju titik kompas tepat. Jenis dial ini adalah dial Timur laut, dial Barat laut, dial Tenggara dan dial Barat daya. Untuk menjadi sejajar dengan sumbu bumi, gnomon pada dial ini akan pada sudut yang lebih rendah daripada co-latitude (90°- φ).
BAB III
PENUTUP
Simpulan
Jam Matahari adalah alat penunjuk waktu yang menggunakan bayangan pergerakan semu Matahari yang dihasilkan oleh bayangan gnomon yang jatuh pada garis jam pada bidang dial yang menunjukkan momen suatu waktu. Eksistensi jam Matahari di Indonesia salah satunya ada di komplek gedung Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat (PUPR) yang merupakan salah satu benchmark bangunan yang bertemakan lingkungan hijau. Sebagai penunjuk waktu, maka fungsi utama dari jam Matahari ini harus berjalan dengan baik sebagaimana seharusnya, yaitu menunjukkan waktu hakiki (waktu Matahari) yang berbeda dengan waktu rata-rata pada jam standar/sipil yang umum digunakan sekarang. Untuk memenuhi fungsi utama tersebut, maka jam Matahari harus sesuai dengan ketentuan bakunya, baik pengaturan bidang dial, gnomon dan posisinya terhadap sumbu Bumi.
Beberapa macam jenis daari jam Matahari adalah:
Jam Matahari Ekuatorial.
Jam Matahari Horizontal.
Jam Matahari Vertikal.
Saran
Akhirnya, pemakalah mengharap ridla Alloh SWT., semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi pembacanya. Meskipun makalah ini belum berarti apa-apa bila dibandingkan dengan perubahan dunia yang begitu cepatnya.
DAFTAR PUSTAKA
Hambali, Slamet. 2012. Pengantar Ilmu Falak: Menyimak Proses Pembentukan Alam Semesta. Semarang: Bismillah Publisher.
Marom, Ahmad Aufal. 2015. Skripsi: Akurasi Jam Matahari Sebagai Penunjuk Waktu Hakiki. Semarang: UIN Walisongo.
0 Komentar