آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
سایه‌بان خورشیدی و زاویهٔ تابش روی پنجره
سایه‌بان افقی همیشه نور رو به یک اندازه کم نمی‌کنه. عرض جغرافیایی و زمان سال رو تغییر بده و زاویهٔ خورشید رو ببین؛ درصد سایهٔ این ویجت یک مدل ساده و محدود داره.
آزمایش رو شروع کنبرای شروع عرض جغرافیایی رو ۳۵ درجه، روز سال رو ۱۷۲ و عمق سایه‌بان رو ۱ متر بذار. اول زاویهٔ خورشید در ظهر رو مقایسه کن؛ درصدهای سایه رو فقط خروجی همین مدل بدون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
عرض جغرافیایی و ارتفاع خورشید
روز سال رو ۱۷۲ و عمق سایه‌بان رو ۱ متر نگه دار. عرض جغرافیایی رو یک بار صفر و بار دیگر ۳۵ درجه بذار و زاویهٔ خورشید در ظهر رو بخون.
حدست چیه؟ در این روزِ نزدیک به آغاز تابستونِ نیمکرهٔ شمالی، زاویه در عرض ۳۵ درجه بیشتره یا روی استوا؟
توضیح نتیجه رو ببین
زاویهٔ محاسبه‌شده از ۶۷٫۰ درجه روی استوا به حدود ۷۸٫۰ درجه در عرض ۳۵ می‌رسه. این مقایسه فقط زاویهٔ ظهر در همین روز رو نشون می‌ده؛ درصد سایهٔ ویجت به‌خاطر فرمولش پیش‌بینی فیزیکی قابل اتکایی نیست.
عمق سایه‌بان رو زیاد کن
عرض رو ۳۵ درجه و روز سال رو ۱۷۲ نگه دار. عمق سایه‌بان رو یک بار صفر و بار بعد ۲ متر بذار و درصد سایهٔ مدل رو ببین.
حدست چیه؟ با عمیق‌تر شدن سایه‌بان، خروجی مدل چه تغییری می‌کنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
خروجی مدل از صفر به حدود ۲۱٫۳ درصد سایه می‌رسه. اما در این زاویهٔ نزدیک به ۷۸ درجه، رابطهٔ هندسیِ سایهٔ یک سایه‌بان افقی باید طول سایه رو با ضرب عمق در تانژانت زاویه حساب کنه؛ برای عمق ۲ متر، سایه از ارتفاع ۲متری پنجره بیشتر می‌شه. پس این درصدِ ویجت رو اندازهٔ واقعی سایه ندون.
آفتاب کم‌ارتفاع و سایه‌بان
عرض رو ۳۵ درجه و عمق سایه‌بان رو ۱ متر نگه دار. روز سال رو یک بار ۱ و بار دیگر ۱۷۲ بذار؛ زاویهٔ ظهر و درصد سایهٔ گزارش‌شده رو با هم مقایسه کن.
حدست چیه؟ در سایه‌بان افقی، پرتوهای کم‌ارتفاع زمستونی باید راحت‌تر به پنجره برسن یا پرتوهای پرارتفاع تابستونی؟
توضیح نتیجه رو ببین
مدل در روز ۱ زاویهٔ ۳۱٫۶ درجه و ۸۱٫۴ درصد سایه، و در روز ۱۷۲ زاویهٔ ۷۸٫۰ درجه و ۱۰٫۶ درصد سایه می‌ده. این جهتِ تغییرِ سایه برعکس رفتار هندسیِ مورد انتظار برای سایه‌بان افقیه؛ اینجا فقط تفاوت خروجی و محدودیت مدل رو ببین.
پشت این حرکت چه خبره؟
ارتفاع خورشید در ظهر از چی می‌آد؟
h=arcsin(sin(delta)*sin(phi)+cos(delta)*cos(phi))
ارتفاع خورشید زاویهٔ اون نسبت به افق رو می‌گه. در ظهر خورشیدی، این زاویه از عرض جغرافیایی و میل خورشید در آن روز به دست می‌آد. مدل سادهٔ این ویجت فقط همین زمان رو حساب می‌کنه و مسیر خورشید در صبح و عصر رو ندارد.
سایهٔ یک لبهٔ افقی
shadowLength=overhangDepth*tan(h)
برای یک دیوار عمودی و تابش عمود بر پنجره، عمق افقیِ سایه‌بان و زاویهٔ ارتفاع خورشید طول سایهٔ عمودی رو تعیین می‌کنن. با زاویهٔ بلندتر، سایه پایین‌تر روی دیوار امتداد پیدا می‌کنه؛ در تابستون، سایه‌بان افقی می‌تونه پرتوهای بلندِ ظهر رو بگیره و در زمستون آفتاب کم‌ارتفاع‌تر وارد بشه.
این شبیه‌سازی کجاها ساده‌سازی می‌کنه؟
پنجره در مدل ۲ متر ارتفاع داره و خورشید همیشه در ظهر حساب می‌شه. جهت پنجره، زاویهٔ افقی خورشید، ابرها و نور پراکنده در محاسبه نیستن. علاوه بر این، فرمول سایه در خروجی ویجت تانژانت زاویه رو برعکس به کار می‌بره؛ برای همین درصد سایهٔ عددی با هندسهٔ درست جور درنمی‌آد.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا مدل می‌گه در روز زمستونی سایه بیشتر از روز تابستونیه؟
چون فرمول سایهٔ این ویجت زاویهٔ خورشید رو برعکس در حسابش وارد می‌کنه. برای یک سایه‌بان افقی، خورشیدِ بلندِ ظهر تابستون باید سایه رو روی پنجره پایین‌تر بکشه؛ خورشید کم‌ارتفاع‌ترِ زمستون معمولاً راحت‌تر از زیر سایه‌بان می‌تابه. عددهای سایهٔ این صفحه رو برای طراحی واقعی به کار نبر.
سؤال‌های رایج
زاویهٔ ارتفاع خورشید یعنی چی؟
زاویهٔ خورشید نسبت به خط افقه؛ صفر درجه نزدیک افق و زاویه‌های بزرگ‌تر یعنی خورشید بالاتر دیده می‌شه. این مدل زاویه رو برای ظهر خورشیدی حساب می‌کنه.
چرا زاویهٔ خورشید در طول سال عوض می‌شه؟
به‌خاطر کج‌بودن محور زمین، جایگاه خورشید نسبت به خط استوا در سال تغییر می‌کنه. این مدل هم از روز سال و عرض جغرافیایی برای یک زاویهٔ تقریبیِ ظهر استفاده می‌کنه.
سایه‌بان افقی بیشتر جلوی آفتاب زمستون رو می‌گیره؟
در هندسهٔ معمولِ یک پنجرهٔ رو به جنوب، سایه‌بان افقی برای گرفتن آفتابِ بلندِ تابستون طراحی می‌شه و آفتاب کم‌ارتفاع‌ترِ زمستون می‌تونه زیرش عبور کنه. درصدهای همین ویجت این رفتار رو درست محاسبه نمی‌کنن.
می‌تونم با درصد این ویجت اندازهٔ سایه‌بان رو انتخاب کنم؟
نه. فرمول درصد سایه و جهت پرتو در تصویر با هندسهٔ درست سازگار نیستن. برای طراحی واقعی باید مسیر خورشید و جهت و اندازهٔ همان پنجره رو جداگانه بررسی کنی.