Holografische zonnewijzers geven zonnetijd in cijfers

De zonnewijzer is het oudste instrument voor het aflezen van de tijd. In zijn allereenvoudigste vorm bestaat hij uit een staaf (gnomon), die loodrecht op een horizontaal vlak staat.

Uit de veranderende richting van de schaduw van deze staaf kan dan het tijdstip van de dag worden afgeleid (ware zonnetijd). Later werden vernuftiger, ingewikkelder constructies bedacht, waarmee het ook mogelijk is om te compenseren voor het effect van de veranderlijke snelheid waarmee de aarde om de zon draait (tijdvereffening). Nu hebben twee onderzoekers een constructie bedacht die wel heel ver van de gewone zonnewijzer af staat: de holografische zonnewijzer.

Deze zonnewijzer is in feite een reflectiehologram, zichtbaar in wit licht, dat de zonnetijd in digitale of analoge vorm aangeeft. In het eerste geval vertoont het hologram cijfers, in het tweede geval een wijzer die zich ten opzichte van een vaste schaal verplaatst. Bij het maken van zo'n hologram gaat men uit van een "kunstzon' die uit een lens en een laserbundel bestaat. Via deze zon belicht men een fotografische plaat die zich tussen twee maskers bevindt. In deze maskers zijn de cijfers of wijzers voor de opeenvolgende tijdstippen aangebracht. Achter het geheel bevindt zich een diffuse reflector, die bij de vorming van het hologram een rol speelt.

Het principe van het maken van de holografische zonnewijzer berust op het uitvoeren van een zeer groot aantal belichtingen bij steeds een andere stand van de fotografische plaat en maskers. Door het veranderen van de stand van de fotografische plaat bootst men zowel de verschillende standen van de zon in de loop van één dag na, als de standen in de opeenvolgende dagen. En bij iedere stand van de plaat wordt dan de juiste stand van de tijd-maskers ingesteld. Zo worden richting en hoogte van de kunstzon op ieder moment in de loop van een half jaar vastgelegd. Voor het daaropvolgende halfjaar moet een tweede hologram worden gemaakt.

De uiteindelijke zonnewijzer bestaat uit niets anders dan een (fotografische) plaat die horizontaal in de noord-zuidrichting moet worden gelegd. Terwijl de zon langs de hemel beweegt, floepen de opeenvolgende getallen aan (en uit) die de zonnetijd aangeven, of ziet men een wijzer ten opzichte van een schaalverdeling verspringen. De onderzoekers geven toe dat het op deze manier handmatig maken van zo'n digitale of analoge zonnewijzer een uiterst moeizaam werk zal zijn. Zij stellen dan ook voor om computer- en motorbesturing te gebruiken en maskers die uit vloeibare kristallen bestaan (Applied Optics 29, p. 4751).

Op de beschreven fabricagemethode zijn overigens nog tal van variaties mogelijk. Men zou hetzelfde principe bijvoorbeeld kunnen gebruiken voor een holografisch sextant. Ook zou men interessante effecten in het hologram kunnen opnemen, "zoals beelden die op bepaalde tijdstippen kortstondig verschijnen, zoals op het middaguur op de dag dat één van de jaargetijden begint, waardoor het instrument een wat mystiek kantje krijgt'. Er wordt dus al marktgericht gedacht.