Astronomická noc – čase, kedy je vidieť objekty s magnitúdou väčšou ako 6 mag.; Slnko sa nachádza nižšie pod horizontom ako 18°

Eliptická obežná dráha – nekruhovitá obežná dráha s excentricitou medzi 0 a 1; má uzavretý ale nemá tvar kruhu, tvar elipsy

Kulminácia – maximum

Miestny poludník – poludník prechádzajúci nad konkrétnym miestom

Obratník – rovnobežka istej severnej alebo južnej šírky, nad ktorou sa počas slnovratu nachádza Slnko

Os zemskej rotácie – priamka vedúca cez severný a južný geografický pól, stredom Zeme; okolo nej sa otáča Zem

Polnoc – najnižšia poloha Slnka v noci

Poludnie – najvyššia poloha Slnka cez deň

Poludník – myslená kružnica na povrchu Zemi, vedúca cez severný a južný pól so stredom uprostred Zeme

Rovnodennosť – deň v roku, kedy deň aj noc majú rovnakú dĺžku, tj. 12 hodín Severná pologuľa – časť Zeme na sever od rovníka

Slnovrat – čas, kedy Slnko dosahuje svoju minimálnu/maximálnu výšku nad obzorom na poludnie

Čierna elipsa so znameniami vykoná spolu so Slnkom a Mesiacom za 1 slnečný deň práve 1 celú otočku okolo svojho stredu. Počas tejto otočky sa Slnko spolu s elipsou postupne dostáva pri východe reálneho Slnka na obzor – vtedy začína byť viditeľné pre pozorovateľa, postupne stúpa až na miestny poludník, ktorý nadobudne na presné miestne poludnie, XII hodín slnečného času. Vo svojom pohybe potom spolu s elipsou pokračuje znovu až na obzor, kedy nastáva súmrak. Neskôr, v závislosti od ročného obdobia sa dostane buď do astronomickej noci, alebo plynulo prejde do úsvitu. Tento jav je bližšie popísaný v prvej kapitole.

Zatiaľ, čo Slnko vykoná spolu s čiernou elipsou počas dňa jeden obeh, posunie sa zároveň po elipse o necelý 1 stupeň. Tento pohyb je zapríčinený obehom Zeme okolo Slnka. Slnko na orloji teda vykoná 1 obeh po elipse za 1 rok a súčasne približne 365 obehov spolu s elipsou. Pri Mesiaci trvá tento obeh po elipse približne 28 dní – dĺžka jednej lunácie.

Slnko sa však pri svojom okruhu po elipse dostáva do rôznych polôh voči poludníku na pozadí orloja. Tento pohyb je tiež zapríčinený obehom Zeme okolo Slnka a tiež faktom, že os otáčania našej Zeme je sklonená 23,4 stupňa od osi spojnice Slnko – Zem. To má za následok umiestnenie dvoch obratníkov Raka a Kozorožca na 23,4° severnej/južnej šírky Zeme. Poloha osi zemskej rotácie sa teda (v krátkom časovom úseku) nemení a teda Zem je v rôznych ročných obdobiach osvetľovaná pod iným uhlom. To má tiež za následok napríklad vytvorenie južného a severného polárneho kruhu, kde v rámci nich v istom ročnom období nezapadá alebo nevychádza Slnko. Tiež je to dôvod, prečo má čierna elipsa tvar elipsy a nie jednoduchého kruhu. Ak by mala totiž tvar kruhu, Slnko by sa počas všetkých ročných období nachádzalo napoludnie na rovnakej výške na oblohe.

V lete je na našej, severnej pologuli Zeme (prípad Starej Bystrice) Slnko vyššie ako v zime. Najvyššie je Slnko na oblohe v období letného slnovratu (približne 21.6). Slnovrat je čas v roku, kedy sa Slnko začne „vracať naspäť“ na svojej púti medzi obratníkom Raka a Kozorožca. Obratníkom teda môžeme nazvať miesto, kde sa pohyb Slnka obráti a ide naspäť.

Letný slnovrat

Ak by sme počas letného slnovratu stáli na obratníku Raka, nevrhali by sme tieň, pretože Slnko by sa nachádzalo priamo nad nami (90° nad obzorom). Z geografickej polohy Starej Bystrice však vyplýva, že tento jav tu nie je možný a tak sa Slnko „vyšplhá“ na najvyššie možné miesto na oblohe, ktoré znázorňuje priesečník miestneho poludníka a obratníka Raka. Je to približne 66° nad obzorom. Z tohto miesta sa smer pohybu Slnka obráti a putuje naspäť smerom k rovníku, neskôr k obratníku Kozorožca, kde zas nastane zimný slnovrat (21.12) a celý cyklus sa zopakuje opačným smerom.

Rovnodennosť

Počas putovania od jedného obratníku k druhému sa bude Slnko nachádzať aj nad rovníkom. Ak sa Slnko nachádza nad rovníkom, nastáva jarná/jesenná rovnodennosť, ktorá je spôsobená rovnakým osvetlením južnej aj severnej pologule Zeme.

Letný a zimný slnovrat je na orloji znázornený ako zlaté kružnice, ohraničujúce pozadie s fázami dňa alebo tiež aj miesta, kde sa elipsa dotýka týchto kružníc. Ak sa Slnko nad jednou z nich práve nachádza, je obdobie slnovratu.

Rovnodennosť zas znázorňuje kružnica rovníka, ak sa nad ňou nachádza Slnko.

V praxi teda, ak máme napríklad Slnko na orloji na rozhraní znamení Panna a Váhy, bude sa nachádzať nad pozadím nad rovníkom a tak si zistíme, že prebieha (v závislosti od ročného obdobia a dátumu) jarná alebo letná rovnodennosť.

Čierna elipsa so zlatými vyobrazeniami znamení nám tvorí pozadie pre Slnko a Mesiac, ktoré po nej obiehajú proti smeru hodinových ručičiek. Zaujímavé je, že v časoch, keď sa pomenovali súhvezdia a znamenia zverokruhu sa nachádzalo Slnko presne na týchto pozíciách. Dnes, po tisícoch rokov už tieto znamenia spolu so Slnkom nesúhlasia, konkrétne Slnko je o približne 28 dní pozadu od dátumov znamení, ktoré poznáme z časopisov a horoskopov. Príčina tohto javu je nerovnomerná rýchlosť Zeme na obežnej dráhe okolo Slnka, dĺžka roku, aký ho my poznáme nie je presne 365 dní.

Dôvod, prečo má elipsa tvar elipsy a nie kruhu si vysvetlíme neskôr.

Slnko a Mesiac sú dve samostatné telesá na orloji. Pomocou pozadia orloja a v prípade Slnka aj zverokruhu vieme odhadnúť ich polohu na oblohe nad Starou Bystricou. Slnko nám okrem tohto ukazuje aj pomocou tyče, na ktorej je uchytené, aj miestny čas Starej Bystrice, svoj východ, západ a kulmináciu na oblohe.

Fázy Mesiaca

Mesiac má svoje 4 známe fázy. Nimi sú Nov, Prvá štvrť, Spln, Posledná štvrť.

V čase Novu (1. týždeň) je Mesiac na oblohe nepozorovateľný, nakoľko sa nachádza na svojej obežnej dráhe okolo Zeme medzi Zemou a Slnkom. To znamená, že je osvetlený len zo strany privrátenej k Slnku a tým pádom je pre nás, pozorovateľov na Zemi, „neviditeľný“. Čas, kedy sa začína objavovať malý kosáčik na oblohe, tj. začíname opäť vidieť osvetlenú časť, sa tiež nazýva Nový Mesiac.

Vo fáze prvej štvrti (2.týždeň) pomer povrchu osvetleného Slnkom ku tomu v tieni rastie. Môžeme tiež povedať, že Mesiac „dorastá“ – v tejto fáze má totiž tvar písmena D.

Spln (3. týždeň)nastáva, ak sa rozdiel ekliptikálnej dĺžky Mesiaca vzhľadom na Slnko rovná 180°. To znamená, že Zem sa nachádza medzi Mesiacom a Slnkom. Privrátená strana Mesiaca je pritom celá osvetlená a my pozorujeme po západe Slnka veľký okrúhly Mesiac.

Posledná štvrť (4. týždeň) je čas, kedy sa opäť zväčšuje časť povrchu, ktorá nie je osvetlená Slnkom. Tomuto pohybu svitu na povrch sa tiež vraví „cúvanie“, keďže Mesiac má v tejto fáze tvar písmena C. Po zakrytí poslednej osvetlenej časti povrchu tieňom sa opäť dostáva Mesiac do fázy Novu. Celý tento cyklus trvá 29,53 dní a volá sa lunácia.

Zaujímavosťou je, že na južnej pologuli Zeme vyzerá celý tento cyklus opačne. To znamená, že ak má Mesiac tvar písmena D, nachádza sa v poslednej štvrti.

Zatmenie Mesiaca je úkaz, ktorý sa udeje, ak Mesiac prechádza cez tieň, vytvorený Zemou. Nastáva len vtedy, ak sa Mesiac nachádza v miestach, kde nastáva spln.

Na orloji nám zabezpečuje toto striedanie sám Mesiac svojou rotáciou okolo tyče, na ktorej je upevnený. Ak sa Mesiac nachádza bližšie k Slnku na orloji v smere hodinových ručičiek (brané vzhľadom na Slnko), tak je vo fáze cúvania. Ak máme Slnko a k nemu Mesiac bližšie vo smere proti hodinovým ručičkám, je vo fáze dorastania. (alternatíva)Ak máme Slnko na XII hodine na obed a Mesiac sa nachádza po jeho pravej strane, tak je obdobie, kedy cúva. Ak sa Mesiac za rovnakých podmienok nachádza na strane ľavej, je vo fáze dorastania do splnu.

Rozhrania dňa, súmraku, svitania a noci, poludník, rovník a obratníky.

Ďalším krokom bližšie k stredu sa dostávame na veľkú plochu označujúcu časti dňa. Bledomodrá plocha označuje deň, červená súmrak a úsvit a čierna astronomickú noc. Pri bližšom pohľade na spodný okraj zistíme, že sa nedotýka zlatého lemu, tj. medzi kruhom astronomickej noci a okraju pozadia sa nachádza červený pás súmraku. To je zapríčinené geografickou polohou Starej Bystrice – v čase približne od 7.6. do 7.7. tu nenastáva astronomická noc – Slnko neklesne hlbšie pod horizont ako 18°.

Zaujímavosťou je, že ak by sme skonštruovali takýto orloj na severnom alebo južnom póle Zeme, pozadie by malo tvar kružníc s rovnakým stredom – tj. v čase, keď by sa Slnko nachádzalo na rozhraní znamení Kozorožca a Strelca by na severnom póle panovala polárna noc trvajúca 6 mesiacov. Slnko by obiehalo orloj neustále v čiernom kruhu. Opačne by tomu bolo na južnom póle, kde v zime panuje polárny deň, tiež trvajúci 6 mesiacov.

Medzi ďalšie časti pozadia orloja môžeme zaradiť zlaté krivky znázorňujúce obratníky Kozorožca, Raka a rovník. Obratník Kozorožca sa na Zemi nachádza na južnej pologuli a na orloji má svoje miesto ako najmenšia kružnica ohraničujúca tmavomodrý kruh v strede. Naopak, obratník Raka môžeme nájsť ako kružnicu medzi hranicou pozadia a veľkými slnečnými hodinami. Tento obratník Raka má svoje miesto na severnej pologuli našej Zeme. Rovník sa nachádza medzi týmito dvoma obratníkmi ako na Zemi tak aj na orloji.

Význam týchto častí orloja v konjunkcií s pohybom Slnka po oblohe si vysvetlíme neskôr pri pohyboch Slnka po orloji. Rozhranie dňa a súmraku/úsvitu označuje obzor. Nakoniec má svoje miesto na orloji aj miestny poludník (pre Starú Bystricu 18°56´) ktorý prechádza presne nad daným miestom. Na orloji ho môžeme nájsť ako zlatú čiaru spájajúcu XII hodín, poludnie a stred orloja. Ak sa Slnko nachádza na tomto poludníku, je počas aktuálneho dňa najvyššie na oblohe.

Pri postupe smerom od krajov do stredu orloja nájdeme ako druhú funkciu veľké slnečné hodiny vo forme rímskych číslic na tmavomodrom pozadí. Na rozdiel od klasických hodín je tu formát času 24-hodinový, kde sa poludnie nachádza na hornej časti a polnoc na spodnej. Čas nám ukazuje tyč so zlatou šípkou na konci, na ktorej leží Slnko. Zaujímavosťou je, že tieto hodiny sú nastavené na presný miestny čas Starej Bystrice. Ak teda tyč so Slnkom ukazuje presne 12 hodín napoludnie, Slnko sa naozaj nachádza v najvyššom bode na oblohe nad Starou Bystricou. Tento čas nemusí byť totožný s oficiálnym časom, používaným v praxi. Rozdiel spôsobuje napríklad posunutie letného/zimného času o hodinu dopredu a vzad, poloha Starej Bystrice vzhľadom k oficiálnemu času časových pásiem (oproti Jindřichůvmu Hradcu (15° východnej dĺžky) má Stará Bystrica (18°56´ vých. dĺžky) obed skôr o 15 minút 44 sekúnd) alebo nerovnomerný pohyb Zeme okolo Slnka zapríčinený eliptickou obežnou dráhou.

Pásmový čas je miestny stredný slnečný čas na nultom stupni a každom pätnástom stupni zemepisnej dĺžky. Zaviedol sa v roku 1884 z čisto praktických dôvodov, pretože každý poludník na zemskom povrchu má vlastný miestny stredný slnečný čas. Rozvojom dopravy a obchodu systém miestnych časov už nevyhovoval a preto bola celá zem rozdelená na 24 poludníkových pásiem. Základom celej sústavy je greenwichský svetový čas. Hranice pásiem nie sú striktné ale berú do úvahy polohy a hranice jednotlivých krajín a kontinentov. V každom zemepisnom pásme širokom 15 stupňov (to sa rovná 1 hodina) sa okolo každého pásmového poludníka používa rovnaký pásmový čas. Zodpovedá miestnemu strednému slnečnému času poludníka v strede pásma. Rozdiel času medzi každým susedným pásmom je 1 hodina – smerom na východ s kladným znamienkom, na západ so záporným. Pásmový čas sa používa v bežnom živote a ukazujú ho hodiny.

Na vrchnej časti orloja nájdeme zlatú šípku, ktorá nám ukazuje presný deň v roku. Najdlhšia čiara ukazuje rozhranie mesiacov, stredne dlhé čiary každý 10. deň v mesiaci a najkratšie jednotlivé dni. Deň odčítame zo šedej kružnice, ktorá lemuje orloj, kde každá čiara znázorňuje deň. Nájdeme tu taktiež významné udalosti a sviatky v roku označené malými červenými bodkami na jednotlivých dňoch.