Принцип работы гномона заключается в использовании взаимосвязи положения Солнца на небосводе с длиной и положением солнечной тени от какого-либо предмета. 4
Гномон представлял собой вертикальный столб, установленный на горизонтальной площадке. 1 Когда Солнце движется по небу, столб создаёт тень на площадке, которая меняется в течение дня. 1
По длине тени можно было определить время суток: 2
- Чем длиннее тень, тем меньше угол между Солнцем, гномоном и горизонтом, а значит, время ближе к полудню. 2
- Чем короче тень, тем больше угол, а значит, время ближе к утру или вечеру. 2
Кроме того, по движению тени можно было определить и другие астрономические параметры: 1
- Полуденную линию и стороны света. 1 При достижении Солнцем наивысшей точки над горизонтом тень от гномона будет самой короткой. 1 Этот момент считался истинным полднем, а направление тени указывало на север или юг, в зависимости от географического положения. 1
- Высоту Солнца над горизонтом и географическую широту места. 1 Длина тени и высота столба связаны простым тригонометрическим соотношением, через которое можно было определить угол между направлением на Солнце и линией горизонта. 1
- Долготу места. 1 Этот параметр можно было определить, сравнивая локальное время, зафиксированное с помощью гномона, с астрономическими таблицами или наблюдениями, сделанными в других местах. 1