إنني في السنة الأولى من معهد البحوث التربوية  IUFM ولدي سؤال أود طرحه عليكم عن ظلال المزولة الشمسية. فعند خط الاستواء، ما هو "خط سير" ظلال المزولة الشمسية؟ وأنا شخصياً أميل لاعتقاد أنها على شكل مجموعة خطوط مستقيمة من ناحيتي العصا، ولكن مدرسنا ذكر أنه لا يمكن وصف الظلال! فحتى عند خط الاستواء توجد ظلال؛ ما هو إذاً خط سيرها؟

طبعاً توجد ظلال عند خط الاستواء وهي تتحرك أيضاً! فعند خط الاستواء، هناك يومان خلال العام ترسم فيهما الشمس قوساً دائرياً كبيراً يمر بالسمت: هما الاعتدالان في الخريف والربيع. فخلال هذين اليومين فقط يرسم الظل خطاً مستقيماً من ناحيتي العصا. ويختفي الظل عند الظهيرة عندما تملا الشمس عند السمت إذا كانت "المزولة الشمسية" راسية بالقدر الكافي. وفي باقي الأيام، ترسم الشمس حلقة دائرية كبيرة مائلة بالنسبة للوضع الرأسي ولا تمر عند السمت: بل تمر عند الشمال فيما بين مارس وسبتمبر (الربيع-الصيف في نصف الكرة الشمالي) وعند الجنوب من سبتمبر إلى مارس (ربيع-صيف في نصف الكرة الجنوبي). فحينئذ ترسم الظلال في كل مكان قوساً هلالي الشكل ويمكن تبين وقت الذروة الشمسية عندما تكون في أقصر فترة لها. وليست هناك فروق جوهرية بالنسبة لخطوط العرض الأخرى (ومع ذلك، يجب تقدير التدريج من الجانبين وفق الفصل!).

أعتقد أنه يوجد لبس لدى المعلم. فعند خط الاستواء وكذلك في كل المنطقة الموجودة بين المدارين هناك بضعة أيام من العام تمر فيهم الشمس عمودياً على المكان الذي نوجد به (يومين كل عام، رياضياً، ويوماً واحدا| على المدارين نفسهما، ولكن من واقع عدم دقة الرؤية البشرية، قد يزيد عن ذلك قليلاً). وعند خط الاستواء، تمر الشمس عمودياً (عند السمت) وقت اعتدالي الربيع والخريف. وفقط في هذا اليوم وفي وقت الظهيرة الفعلي (في هذه الحالة، وقت مرور الشمس عند السمت)، يوجد الظل. أما عن خط السير الذي تتبعه المزولة الشمسية، فلن تتخذ شكل الخط المستقيم سوى خلال اليومين اللذين تمر الشمس خلالهما عمودياً. وفي الحالات الأخرى كافة، تتبع الشمس منحنى مشابهاً للمنحنى الذي تتبعه أسفل خطوط العرض الخاص بنا ولكن باتساع أقل. وللمرة الثانية، نظراً لعدم دقة النظام، يبدو أن خط السير المستقيم يستغرق بضعة أيام (حول الاعتدالين إذا كنا عند خط الاستواء بالضبط) وليس طوال العام.

تتجه المزولة الشمسية (وهي الاسم العلمي لعصا المزولة) بصورة طبيعية بموازاة محور الكون. لذا تكون أفقية عند خط الاستواء وتأخذ اتجاه الشمال والجنوب. وعلى المستوى الرأسي، تترامى الظلال ولكن تتوقف الواجهة المضيئة على الفصل: من اعتدال الربيع إلى اعتدال الخريف، تكون الوجهة الشمالية هي المضيئة بينما تضيء الوجهة الجنوبية خلال النصف الثاني من العام. وفي كلتا الحالتين، تتبع الظلال خط سير "طبيعياً" أي أنها تمر على الجزء الأسفل بكامله. ولا تكون الشمس في الوضع الرأسي تماماً سوى يومي الاعتدالين وكذلك لا ترى الظلال على المزولة. وإذا قمنا بتصميم مزولة مستديرة الشكل تتألف من الداخل من نصف اسطوانة ذات محور أفقي موجه نحو الشمال والجنوب ويدار لأعلى وتكون المزولة كمحور، فحينئذ سنحصل على الظلال طوال أيام العام تمر جميعها داخل الاسطوانة بسرعات منتظمة مما يسمح بمعرفة التوقيت الشمسي بدون أخطاء.