Sonnenuhr, die früheste Art von Zeitmessgerät, die die Tageszeit durch die Position des Schattens eines Objekts anzeigt, das den Sonnenstrahlen ausgesetzt ist. Im Laufe des Tages bewegt sich die Sonne über den Himmel, wodurch sich der Schatten des Objekts bewegt und der Zeitablauf anzeigt.
Das erste Gerät zur Anzeige der Tageszeit war wahrscheinlich der Gnomon aus dem Jahr 3500 v. Es bestand aus einem vertikalen Stock oder einer Säule, und die Länge des von ihm geworfenen Schattens gab einen Hinweis auf die Tageszeit. Bis zum 8. Jahrhundert v. Chr. Waren präzisere Geräte im Einsatz. Die früheste bekannte Sonnenuhr, die noch erhalten ist, ist eine ägyptische Schattenuhr aus grünem Schiefer, die zumindest aus dieser Zeit stammt. Die Schattenuhr besteht aus einer geraden Basis mit einem erhabenen Querstück an einem Ende. Die Basis, auf der eine Skala von sechs Zeitunterteilungen eingeschrieben ist, befindet sich in Ost-West-Richtung, wobei sich das Kreuzstück morgens am östlichen Ende und nachmittags am westlichen Ende befindet. Der Schatten des Kreuzstücks auf dieser Basis zeigt die Zeit an. Uhren dieser Art waren in Teilen Ägyptens in der Neuzeit noch in Gebrauch.
Ein anderes frühes Gerät war die halbkugelförmige Sonnenuhr oder das Halbrad, die dem griechischen Astronomen Aristarchos von Samos um 280 v. Chr. Zugeschrieben wurde. Das Instrument aus Stein oder Holz bestand aus einem kubischen Block, in den eine halbkugelförmige Öffnung geschnitten wurde. An diesem Block wurde ein Zeiger oder Stil mit einem Ende in der Mitte des halbkugelförmigen Raums befestigt. Der Weg, den die Spitze des Zeigerschattens tagsüber zurücklegte, war ungefähr ein Kreisbogen. Die Länge und Position des Bogens variierte je nach Jahreszeit, so dass eine angemessene Anzahl von Bögen in die innere Oberfläche der Halbkugel eingeschrieben wurde. Jeder Bogen war in 12 gleiche Bereiche unterteilt, und jeder Tag, gerechnet von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, hatte daher 12 gleiche Intervalle oder „Stunden“. Da die Länge des Tages je nach Jahreszeit variierte, variierten diese Stunden ebenfalls von Jahreszeit zu Jahreszeit und sogar von Tag zu Tag und wurden folglich als saisonale Stunden bezeichnet. Die Sonnenuhr von Aristarchus war viele Jahrhunderte lang weit verbreitet und wurde nach Angaben des arabischen Astronomen al-Battānī (ca. 858–929 ce) im 10. Jahrhundert in muslimischen Ländern noch verwendet. Der babylonische Astronom Berosus (blühte um 290 v. Chr.) Erfand eine Variante dieser Sonnenuhr, indem er den Teil der Kugeloberfläche südlich des Kreisbogens, der am längsten Tag des Jahres von der Schattenspitze gezeichnet wurde, abschnitt.
Die Griechen entwickelten und konstruierten mit ihren geometrischen Fähigkeiten Sonnenuhren von beträchtlicher Komplexität. Zum Beispiel enthält der Turm der Winde in Athen, achteckig geformt und etwa 100 v. Chr. Datiert, acht planare Sonnenuhren, die verschiedenen Himmelsrichtungen des Kompasses zugewandt sind. Darüber hinaus weisen zahlreiche antike griechische Sonnenuhren konische Oberflächen auf, die in Steinblöcke geschnitten sind, in denen die Achse des Kegels (die die Spitze des Gnomons enthält) parallel zur Polarachse der Erde verläuft. Im Allgemeinen scheinen die Griechen Instrumente mit vertikalen, horizontalen oder geneigten Zifferblättern konstruiert zu haben, die die Zeit in saisonalen Stunden anzeigen.
Wie bei den Griechen verwendeten die Sonnenuhren der Römer saisonale Stunden. 290 v. Chr. Wurde in Rom die erste Sonnenuhr aufgestellt, die von den Samnitern erbeutet worden war. Die erste Sonnenuhr, die tatsächlich für die Stadt entworfen wurde, wurde erst fast 164 v. Chr. gebaut. In seiner großartigen Arbeit De Architectura nannte der römische Architekt und Ingenieur Vitruvius (blühendes 1. Jahrhundert v. Chr.) Viele Arten von Sonnenuhren, von denen einige tragbar waren.
Die mittelalterlichen Muslime interessierten sich besonders für Sonnenuhren, da diese Mittel zur Bestimmung der richtigen Gebetszeiten darstellten. In der Tat enthalten die meisten muslimischen Sonnenuhren Linien, die diese Zeiten anzeigen, und bei einigen sind sie die einzigen Linien überhaupt. Obwohl die Muslime von den Griechen die Grundprinzipien des Entwurfs von Sonnenuhren lernten, erhöhten sie die Vielfalt der verfügbaren Designs durch den Einsatz von Trigonometrie. Zum Beispiel erfanden sie die heute allgegenwärtige Sonnenuhr mit dem Gnomon parallel zur Polarachse der Erde. Zu Beginn des 13. Jahrhunderts schrieb Abū al-Ḥasan al-Marrakushi über den Bau von Stundenlinien auf zylindrischen, konischen und anderen Arten von Sonnenuhren und schreibt die Einführung gleicher Stunden zumindest für astronomische Zwecke zu.
Mit dem Aufkommen mechanischer Uhren im frühen 14. Jahrhundert wurden Sonnenuhren mit gleichen Stunden allmählich in Europa allgemein verwendet, und bis zum 19. Jahrhundert wurden Sonnenuhren immer noch zum Zurücksetzen mechanischer Uhren verwendet.
