В исторически план измерването на разстоянията между небесни и морски обекти отвъд невъоръженото око има разчита на инструменти, които се възползват от Земята във връзка с тези обекти като планети и звезди. Познавайки основните принципи на геометрията и физиката, учените изобретяват инструменти като секстанта за измерване на ъгловото разстояние между тези обекти. Това е мястото, където сексстантите влизат в игра.
Принцип на секстанта
Секстанти измерете ъгли. Те правят това, като отразяват входящите лъчи светлина от околната среда или обектите, които изучават, така че ъгълът на лъча на входящата светлина е равен на ъгъла на отразения лъч. Това се случва естествено във всички случаи на падане на светлина върху повърхности поради естеството на отражение, но в На практика, материалът и плътността на огледалото леко променят ъгъла, под който светлината напуска повърхност.
Това означава, че можете да използвате две равни огледала последователно едно с друго, така че светлината да остави двете огледала с двоен ъгъл на падане. Секстантът използва това с индексното огледало и огледалото на хоризонта за измерване на ъгли между хоризонта и видим обект като кораб в морето или планета в Слънчевата система.
Измервайки тези промени в светлинните ъгли, секстантът може да ви каже това относителна надморска височина на далечен обект (наричан "неизвестен" обект) по отношение на хоризонта или друг обект с надморска височина, която вече знаете, като надморската височина на слънцето от алманах. Тъй като надморската височина представлява линията, която се пресича със Земята, можете да определите на колко разстояние обектът използва тригонометрия.
Това означава да формирате прав ъгъл между непознатия обект, известния обект и вашето собствено положение и да използвате ъгъла между двата обекта, за да се определи дължината на страната на триъгълника, която представлява разстоянието до неизвестното обект. В исторически план хората биха използвали секстанти за измерване на разстояния между всякакви две точки на повърхността на Земята. Когато се занимавате с обекти в морето, можете да измерите ъгъла на разликата между два обекта, като завъртите секстанта настрани.
Калкулатор на секстант
Съвременните технологии осигуряват нов начин за разбиране на величините, измервани от секстантите. Онлайн калкулаторите за секстант, като този от Nautical Calculators, използват местоположението на наблюдателя от географска ширина и ъгъл, под който наблюдавате някакво небесно тяло, за да определите грешката поради компаса приносител.
Тези онлайн приложения също могат правилно за други фактори като температура на въздуха и леки вариации в кривината на Земята. Това прави изчисленията им по-точни.
Използването на морски алманах може да ви даде броя на разстоянията между обектите, които да използвате при извършване на измервания с помощта на секстант. Те също така предлагат информация за калкулатори, които са по-подходящи за различни изчисления и методи за изчисляване на други величини.
Други полезни количества
Това включва азимута, посоката на небесен обект от наблюдателя на повърхността на Земята и ъгъла на пречупване, процесът, при който ъгълът се отклонява, когато попадне в среда, която участва в секстанта използване. Можете дори да отчетете други фактори, които могат да повлияят на показанията на самия секстант, като например по-точни стойности на грешката на потъване и индекс.
Първият е измерване на ъгъла между хоризонталната равнина през окото на наблюдателя и равнината през видимия хоризонт от местоположението на наблюдателя. Последното е разликата между нулата, както е обозначена на секстанта, и градуираната нула на самото наблюдение.
Апарат за секстант
Секстантът използва две огледала в комбинация един с друг. Когато погледнете през секстант, можете да видите индексно огледало, едно от огледалата, което пропуска част от светлината, и се променя в зависимост от ъгъла на огледалото. Ако искате да определите местоположението на обектите, когато навигирате в океаните, можете да гледате на хоризонта като фиксирана точка през това огледало. Огледалото на хоризонта се намира пред част от вашия изглед, която работи с индексното огледало в този ефект на двойно огледало.
Ако трябва да промените ъгъла на индекса с определено количество, изгледът ви ще се промени с удвояване на това количество в градуси. Това е така, защото промяната на огледалния ъгъл на индекса променя ъглите на падане и отразяване, които са част от процеса на отскачане на светлина върху него.
Подравнявайки секстанта по хоризонта, можете да наблюдавате промяната на лъча светлина чрез промяна на ъгъла при гледане на обекти на голямо разстояние. Когато погледнете през окуляра на секстанта, изображенията на обектите трябва да почиват на хоризонта, ако сте го подредили правилно. След това можете да прочетете подходящия ъгъл извън скалата на секстанта. Обикновено градусите се използват за разстояния между небесните тела.
Секстантите са известни със своите точност. Материалът и дизайнът на секстантите могат да ги освободят от източници на грешки, които иначе биха измъчили измерванията на секстантите. По-специално металните секстанти не трябва да се занимават с проблемите на пречупване, сплъстяване (измерване на кривината) на Земята и таблициране на данни.
Практически приложения на Sextant
Както беше обсъдено, изследователите или други специалисти, изучаващи кораби в морето и обекти в космоса, се нуждаят от точните измервания на ъглите и разстоянията, които наблюдават. Това помага на навигацията през океаните и секстантите са били исторически важни при извършването на тези изчисления по време на навигация.
Въпреки че съвременните навигационни методи сега използват технология като GPS, секстантите все още са полезни за разбиране на исторически данни като изследователската работа на учени и изследователи като изследовател Вартоломей Госнолд.
Устройства, които изследват особеностите на океана като дрейфове, инструменти, които правят измервания на текущите и други характеристики като температурата и солеността, техните местоположения биха били точно записани, използвайки характеристиките на секстантите в началото 1900-те. Когато технологиите за радиопосока започнаха да се използват все по-често в тези области на изследване, те изместиха секстантите и дадоха по-прецизни показания на плаващи траектории.
Тези практични приложения за секстант се простират до оборудване за геодезия на земя до проекти, които ще търсят местоположението на резервоарите заедно със сондажни стълбове, за да определят дълбочините на водите. Наред с компасите, ехолотите и други инструменти, историческите изследователи биха намерили сексантите удобни сред своите инструменти.
Грешки в секстантните показания
Други грешки в показанията на секстанта могат да се появят техния дизайн. Грешката на перпендикулярността възниква, когато индексното огледало не е перпендикулярно на равнината на самия секстант. Хората, които използват секстанти, трябва да натиснат индексната лента около средата на дъгата, която секстантът създава, и да държат секстанта хоризонтално с дъгата, обърната към тях.
Когато обектите, които можете да видите през огледалото, са подравнени правилно, тази грешка може да бъде намалена. Можете също така да регулирате винтовете в задната част на индексното стъкло, за да подравните правилно изображенията чрез секстанта.
Страничната грешка се дължи на това, че стъклото на хоризонта не остава перпендикулярно на равнината на инструмента. Можете да натиснете индексната лента на 0 градуса и да задържите секстанта вертикално, за да видите небесни обекти. Ако завъртите микрометъра в едната и после другата посока, отразеното изображение, което виждате през секстанта, може да се движи над и под прякото изображение.
Ако се движи наляво или надясно, тогава възниква страничната грешка. Използването на регулиращите винтове за намиране на истинските и отразени хоризонти в една линия един с друг може да смекчи това.