Questa meridiana è formata da uno stilo infisso su un quadrante tracciato sul selciato e da uno gnomone formato da due grandi stele di bronzo che simboleggiano il giorno e la notte. La stele del giorno, rivolta a sud, verso l’Arno, contiene una linea meridiana verticale su cui l’ombra della coda di una “lucipera”, un animale fantastico metà lucertola e metà vipera, indica il mezzogiorno in ogni periodo dell’anno. La stele della notte, rivolta a nord, contiene la raffigurazione delle due costellazioni che consentono di individuare la Stella Polare: l’Orsa Maggiore e l’Orsa Minore.
La rosa dei venti alla base dello gnomone fornisce le direzioni per l’orientamento geografico.
Sul selciato, una linea meridiana in travertino e ottone fiancheggiata dai segni zodiacali in vetro e marmo si estende per circa 15 metri dall’ingresso del museo, dove è segnato il solstizio d’inverno, alla base dello gnomone, dove è segnato il solstizio d’estate. Le linee curve di travertino che incrociano la linea meridiana indicano la data. Le linee radiali di ottone, che formano una griglia tra le due curve solstiziali, indicano le ore.
I materiali utilizzati per la costruzione della meridiana simboleggiano le stagioni e i quattro elementi: il marmo per l’autunno e la terra; il vetro per l’inverno e l’acqua; la pietra grigia per la primavera e l’aria; il bronzo per l’estate e il fuoco.
Questo strumento serve per la misura del tempo ed il suo funzionamento si basa sull’osservazione dell’ombra prodotta dallo stilo, associata all’idea che il Sole scandisca il tempo ruotando apparentemente in maniera uniforme attorno alla Terra.
Ad indicare l’ora e la data è l’ombra del poliedro di vetro posto in cima al grande gnomone di bronzo. Le ore, dalle 9.00 alle 14.00, sono marcate dalle linee radiali di ottone. La data è indicata dalle linee trasversali di travertino che segnano il percorso diurno del Sole in vari periodi dell’anno, precisamente quando l’astro entra nei segni dello Zodiaco.
La lunghezza dell’ombra dello gnomone varia con il trascorrere dei giorni e delle stagioni, indicando il tempo solare vero del luogo in cui si trova, che è diverso dal tempo indicato dall’orologio, noto come tempo medio. Il tempo solare vero ha una variazione periodica che può superare il quarto d’ora rispetto al tempo medio.
Nel periodo in cui è in vigore l’ora legale, alla variazione astronomica va aggiunto lo spostamento in avanti di un’ora delle lancette dell’orologio. Per esempio, il mezzogiorno vero nel mese di febbraio sarà segnato dalla meridiana intorno alle 12.28, mentre nel mese di luglio sarà segnato intorno alle 13.20 ora legale.
Per leggere l’ora e la data è sufficiente individuare la linea oraria e la curva calendariale più vicine all’ombra dello gnomone. Quando l’ombra non cade precisamente su una linea oraria, si può leggere con buona approssimazione la mezz’ora o il quarto d’ora suddividendo idealmente in due o in quattro parti lo spazio compreso tra due linee orarie. Anche la data si può leggere con sufficiente precisione facendo riferimento ai segni zodiacali e all’inizio dei mesi segnati lungo la linea meridiana.
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