Jam Matahari: Arti, Penemu, dan Cara Kerjanya

Waktu merupakan bagian yang sangat penting dalam kehidupan. Berbagai jadwal atau kegiatan perlu ditentukan waktunya agar berjalan dengan baik. Misalnya, bagi umat Islam yang akan melakukan ibadah sholat, haruslah dikerjakan di waktu yang tepat. Sekarang ini tentunya tidak sulit menentukan kapan masuknya waktu sholat, karena selain akan terdengar adzan dari masjid juga dapat melihat jam.

Jam modern bukan hal yang asing lagi buat kita. Tetapi, di zaman dahulu sebelum adanya jam modern, manusia telah menemukan cara untuk menentukan waktu. Cara tersebut yaitu dengan membuat jam yang disebut jam matahari.

Penjelasan lengkap tentang jam matahari akan dipaparkan di bawah ini:

Apa itu Jam Matahari?

Jam matahari atau disebut juga Sundial merupakan suatu perangkat sederhana yang dapat digunakan untuk menentukan atau mengetahui waktu berdasarkan pada pergerakan matahari di meridian. Jam matahari merupakan alat penunjuk waktu yang sudah sangat kuno, atau sudah ditemukan sejak lama.

Rancangan jam matahari umumnya memanfaatkan bayangan yang menimpa pada sebuah permukaan datar. Pada permukaan datar tersebut dibuat tanda jam-jam satu hari. Perubahan dari posisi matahari akan mengubah posisi bayangan. Dengan demikian, bayangan tersebut akan menunjukkan perubahan waktu atau jam. Sehingga dapat diketahui jam berapa waktu di saat tersebut.

Jam matahari memiliki kekurangan, hanya bisa menunjukkan waktu pada siang hari saja. Namun sebagai penggantinya, untuk di malam hari dapat menggunakan jam bintang. Jam bintang akan dibahas pada artikel lain.

Terdapat beberapa jenis jam matahari, sebagai berikut:

• Jam matahari ekuator, memiliki kuadran ditempatkan pada bidang yang sejajar dengan ekuator terestrial. Memiliki kemiringan stylet yang mudah untuk menempatkan bidang ini, yang penting adalah kemiringannya 90⁰ pada horizontal.
• Jam horizontal, memiliki pelat jam yang ditempatkan tegak lurus secara vertikal di tempat tersebut. Dibagun dengan tanda memanjang ke utara dan kuadran tidak akan ditandai sepanjang hari.
• Jam matahari vertikal, dibuat dengan model yang gayanya diorientasikan ke arah utara-selatan. Dial vertikal dan akan menunjukkan jam dalam sehari.
• Jam matahari lainnya, di antaranya jam gembala yang portabel, vertikal dan kecil dan digunakan oleh para gembala agar mereka dapat mengetahui waktu ketika mereka membawa atau menggembala ternak. 

Lalu jam diptych yang memiliki bentuk menonjol karena memiliki dua kuadran dibagi menjadi satu vertikal dan satunya horizontal. Kedua kuadran itu dihubungkan dengan sebuah sumbu.

Siapa yang Menemukan Jam Matahari?

Sebagai penunjuk waktu tertua di dunia, jam matahari disebut-sebut telah digunakan sejak tahun 3500 SM. Jam matahari pada awalnya hanya dibuat dari sebuah tongkat yang ditancapkan di tanah dengan permukaan yang datar. Pancaran sinar matahari akan menerpa tongkat tersebut dan membentuk bayangan pada bagian belakang tongkat yang tidak terkena cahaya. Dari bayangan  tersebut waktu dapat diketahui.

Hingga saat ini tidak ada klaim atau informasi yang menjelaskan dengan pasti kapan dan oleh siapa jam matahari pertama kali diciptakan pada tahun 3500 SM tersebut. Beberapa berdasarkan penelitian dan artefak yang ditemukan sebagai berikut:

1. Di laman Live Science disebutkan para peneliti menemukan jam matahari di luar makam di Valley of the Kings (Lembah Para Raja) yang kemungkinan merupakan jam matahari Mesir Kuno tertua di dunia. Terbuat dari ostracon atau sepotong batu kapur yang diratakan, berasal dari tahun 1300 SM (abad ke-13 SM).
2. Dikutip dari Science and Society, terdapat jam matahari diciptakan pada tahun 1000 SM (abad ke-10 SM) sampai tahun 800 SM (abad ke-8 SM). Jam tersebut terbuat dari greenschist (batuan metamorf foliasi berbutir halus hingga sedang).
3. Aristarchus of Samos, seorang astronom Yunani membuat jam matahari hemispherical atau hemicycle yang terbuat dari batu bata atau kayu cekung menyerupai setengah bola pada tahun 280 SM.
4. Dari Border Sundials, disebutkan bangsa Romawi menciptakan Roman sundial ham yang merupakan jam matahari dengan bentuk paha babi yang digantung. Jam matahari itu ditemukan di reruntuhan Villa del Papiri, Heracleum pada abad ke-18 M.
5. Di dunia Islam, jam matahari digunakan untuk menentukan waktu sholat, terutama sebelum adanya jam modern. Ilmuwan Islam pertama yang membuat jam matahari adalah Ala Al-Din Abu’l-Hasan Ali Ibnu Asy-Syathir. Beliau lebih dikenal dengan nama Ibnu Asy-Syathir 1304 M – 1375 M). Beliau merupakan seorang Astronom, Matematikawan, Insinyur, dan penemu muslim yang bekerja sebagai Muwaqqit (pengatur waktu ibadah) di Masjid Umayyah, Damaskus, Suriah. 

Ibnu Asy-Syathir membuat jam matahari untuk di menara Masjid Umayyah. Jam tersebut didasarkan pada garis jam lurus, dan Ibnu Asy-Syathir membagi waktu sehari menjadi 12 jam. Dimana pada musim dingin waktu lebih pendek, dan di musim panas lebih panjang. Jam buatan Ibnu Asy-Syathir adalah jam matahari polar-axis paling tua yang hingga kini masih eksis.

Cara Kerja Jam Matahari

Jam matahari bekerja tanpa adanya bantuan mesin, tidak seperti jam modern. Jam matahari bekerja menentukan waktu berdasarkan bayangan suatu benda (bayangan di gnomon jam matahari tersebut). Dimana bayangan benda tersebut akan terus berubah sepanjang hari seiring dengan perubahan dari posisi dan jalur matahari (perubahan matahari di meridian). 

Melalui perubahan panjang serta arah bayangan di siang hari inilah cara kerja jam matahari menunjukkan waktu. Siang hari ditentukan dengan panjang bayangan benda yang terpendek. Sementara sore hari ditentukan dengan bayangan yang terpanjang.

Di belahan bumi bagian utara, arah perubahan arah bayangannya adalah arah bayangan pagi ke barat dan arah bayangan siang ke utara. Sedangkan sore ditandai dengan arah bayangan ke timur.