Indhold
- Sekstantprincip
- Sekstantberegner
- Andre nyttige mængder
- Sekstantapparat
- Sextant praktiske applikationer
- Fejl i sekstantlæsninger
Historisk set har måling af afstanden mellem himmelske og marine objekter ud over det blotte øje været afhængig af instrumenter, der drager fordel af Jorden i forhold til disse objekter som planeter og stjerner. Kendte grundlæggende principper for geometri og fysik, opfandt lærde værktøjer som sextanten til måling af vinkelafstand mellem disse objekter. Det er, hvor sextanter kommer i spil.
Sekstantprincip
Sekstanter måle vinkler. De gør dette ved at reflektere indkommende lysstråler fra miljøet eller genstande, de studerer, således at vinklen på strålingen af det indkommende lys er lig med den reflekterede strålevinkel. Dette forekommer naturligt i alle tilfælde af lys indfaldende på overflader på grund af refleksionens art, men i praksis ændrer spejlets materiale og densitet lidt den vinkel, hvormed lys forlader overfladen.
Dette betyder, at du kan bruge to plane spejle efter hinanden, således at lyset efterlader begge spejle med dobbelt forekomstvinkel. Sekstanten bruger dette sammen med indeksspejlet og horisontspejlet til at måle vinkler mellem horisonten og et synligt objekt, såsom et skib på havet eller en planet i solsystemet.
Ved at måle disse ændringer i lysvinkler kan en sextant fortælle dig relativ højde af et fjernt objekt (kaldet det "ukendte" objekt) med hensyn til horisonten eller et andet objekt med en højde, du allerede kender, f.eks. solhøjden fra en almanak. Fordi højden repræsenterer den linje, der krydser jorden, kan du bestemme, hvor langt væk objektet bruger trigonometri.
Dette betyder at danne en ret vinkel mellem det ukendte objekt, det kendte objekt og din egen position, og bruge vinklen mellem de to objekter til at bestemme længden af trekantsiden, der repræsenterer afstanden til det ukendte objekt. Historisk set ville folk bruge sextanter til at måle afstanden mellem to punkter på jordoverfladen. Når du håndterer objekter til søs, kan du måle forskellingsvinklen mellem to objekter ved at dreje sextanten på sin side.
Sekstantberegner
Moderne teknologi giver en ny måde at forstå de mængder, sextanter måler. Online sextant-regnemaskiner, såsom den fra Nautical Calculators, bruger observatørens placering efter breddegrad og den vinkel, hvor du observerer et himmellegeme for at bestemme fejlen på grund af kompasbæreren.
Disse online applikationer kan også korrekt for andre faktorer som lufttemperatur og små variationer i jordens krumning. Dette gør deres beregninger mere nøjagtige.
Brug af en Nautical Almanac kan give dig antallet af afstande mellem objekter, du skal bruge, når du udfører målinger ved hjælp af en sextant. De tilbyder også information om regnemaskiner, der er mere passende til forskellige beregninger og metoder til beregning af andre mængder.
Andre nyttige mængder
Dette inkluderer azimuth, retningen af et himmelobjekt fra observatøren på jordoverfladen og brydningsvinkel, den proces, hvormed en vinkel afbøjes, når den kommer ind i et medium, der er involveret i sekstanterne bruger. Du kan endda redegøre for andre faktorer, der kan plage aflæsningerne af et sekstant instrument i sig selv, såsom mere præcise værdier for dip- og indeksfejl.
Førstnævnte er en måling af vinklen mellem det vandrette plan gennem observatørens øje og plan gennem den synlige horisont fra observatørens placering. Det sidstnævnte er forskellen mellem nulet som angivet på sextanten og den graduerede nul for selve observationen.
Sekstantapparat
Sekstanten bruger to spejle i kombination med hinanden. Når du kigger gennem en sextant, kan du se et indeksspejl, et af spejle, der lader noget af lyset passere igennem, og det ændrer sig baseret på spejlets vinkel. Hvis du vil bestemme placeringen af objekter, når du navigerer i verdenshavene, kan du se på horisonten som et fast punkt gennem dette spejl. Horisontspejlet ligger foran en del af dit syn, der fungerer med indeksspejlet i denne dobbeltspejlseffekt.
Hvis du skulle ændre indeksvinklen med et bestemt beløb, ville din visning ændre sig med det dobbelte af beløbet i grader. Dette skyldes, at ændring af indeksvinkelspejlet ændrer både hændelses- og reflektionsvinkler, der er en del af processen med lys, der springer på det.
Ved at justere sextanten langs horisonten kan du observere ændringen af lysstrålen gennem at ændre vinklen, når du ser på objekter i store afstande væk. Når du kigger gennem sekstantens okular, skal billederne af objekterne hvile i horisonten, hvis du justerer det korrekt. Derefter kan du læse den passende vinkel fra sekstantens skala. Grader bruges generelt til afstande mellem himmellegemer.
Sekstanter er kendt for deres præcision. Materiale og design af sextanter kan befri dem for fejlkilder, der ellers ville plage sekstantmålinger. Især metallsekstanter er ikke nødt til at beskæftige sig med spørgsmål om brydning, uklarhed (en måling af krumning) af jorden og datatabellering.
Sextant praktiske applikationer
Som diskuteret har forskere eller andre fagfolk, der studerer skibe til søs og genstande i rummet, brug for den nøjagtige måling af vinkler og afstande, som de observerer. Dette hjælper navigation over verdenshavene, og sextanter var historisk vigtige i beregningen af disse beregninger under navigationen.
Selvom moderne navigationsmetoder nu bruger teknologi som GPS, er sextanter stadig nyttige til at forstå historiske data såsom forsknings- og forskningsarbejder som udforsker Bartholomew Gosnold.
Enheder, der undersøger funktioner i havet, såsom drivere, værktøjer, der foretager målinger af aktuelle og andre egenskaber som temperatur og saltholdighed, ville have deres placeringer nøjagtigt registreret ved hjælp af funktionerne i sextanter i de tidlige 1900'ere. Da radioretningsteknologier begyndte at se øget brug i disse forskningsområder, fortrængte de sextanter og gav mere præcise aflæsninger af drifterbaner.
Disse sekstante praktiske anvendelsesområder omfatter landmålerudstyr til projekter, der ville se efter placeringerne af reservoirer ved siden af lydpæle for at bestemme vanddybder. Ved siden af kompasser, ekkolodd og andre værktøjer ville historiske forskere finde sextanter, som er nyttige blandt deres værktøjer.
Fejl i sekstantlæsninger
Andre fejl i sekstantlæsninger kan komme igennem deres design. Fejlen i vinkelret opstår, når indeksspejlet ikke er vinkelret på selve sekstantinstrumentets plan. Personer, der bruger sextanter, skal trykke på indeksbjælken omkring midten af buen, som sextanten opretter og holde sextanten vandret med buen vendt væk fra dem.
Når de objekter, du kan se gennem spejlet, justeres korrekt, kan denne fejl reduceres. Du kan også justere skruerne bagpå indeksglasset for at justere billeder korrekt gennem sekstanten.
Sidefejlen er forårsaget af, at horisontglaset ikke forbliver vinkelret på instrumentets plan. Du kan trykke på indeksbjælken ved 0 grader og holde sextanten lodret for at se himmelobjekter. Hvis du drejer mikrometeret i den ene retning og derefter den anden, kan det reflekterede billede, du ser gennem sextanten, bevæge sig over og under det direkte billede.
Hvis det bevæger sig til venstre eller højre, forekommer sidefejlen. Brug af justeringsskruerne til at finde de rigtige og reflekterede horisonter på samme linje med hinanden kan mindske dette.