Historicky měření vzdáleností mezi nebeskými a mořskými objekty za pouhým okem má spoléhal na nástroje, které využívají Zemi ve vztahu k těmto objektům, jako jsou planety a hvězdy. Znalé základních principů geometrie a fyziky, vědci vynalezli nástroje jako sextant pro měření úhlové vzdálenosti mezi těmito objekty. To je místo, kde sextanty vstupují do hry.
Sextantův princip
Sextanty změřit úhly. Dělají to tak, že odráží příchozí paprsky světla z prostředí nebo předmětů, které studují, takže úhel paprsku příchozího světla se rovná úhlu odraženého paprsku. K tomu dochází přirozeně ve všech případech dopadajícího světla na povrchy v důsledku povahy odrazu, ale v v praxi materiál a hustota zrcadla mírně mění úhel, pod kterým světlo opouští povrch.
To znamená, že můžete použít dvě rovinová zrcadla za sebou, takže světlo ponechá obě zrcadla s dvojnásobným úhlem dopadu. Sextant to používá s indexovým zrcadlem a horizontálním zrcadlem pro měření úhlů mezi horizontem a viditelným objektem, jako je loď na moři nebo planeta ve sluneční soustavě.
Měřením těchto změn v úhlech světla vám sextant může říci relativní nadmořská výška vzdáleného objektu (označovaného jako „neznámý“ objekt) vzhledem k obzoru nebo jiného objektu s nadmořskou výškou, kterou již znáte, například nadmořskou výšku slunce z ročenky. Protože nadmořská výška představuje čáru, která protíná Zemi, můžete pomocí trigonometrie určit, jak daleko je objekt.
To znamená utvoření pravého úhlu mezi neznámým objektem, známým objektem a vaší vlastní pozicí a použití úhlu mezi dvěma objekty určit délku strany trojúhelníku, která představuje vzdálenost do neznáma objekt. Historicky lidé používali sextanty k měření vzdáleností mezi libovolnými dvěma body na zemském povrchu. Při práci s objekty na moři můžete změřit úhel rozdílu mezi dvěma objekty otočením sextantu na jeho stranu.
Sextant kalkulačka
Moderní technologie poskytuje nový způsob chápání množství sextantů. Online sextantové kalkulačky, jako je ta z Nautical Calculators, používají umístění pozorovatele zeměpisná šířka a úhel, pod kterým pozorujete nějaké nebeské těleso, abyste určili chybu způsobenou kompasem nosič.
Tyto online aplikace mohou také správné pro další faktory jako teplota vzduchu a mírné změny zakřivení Země. Díky tomu jsou jejich výpočty přesnější.
Použití námořního almanachu vám může poskytnout počty vzdáleností mezi objekty, které se mají použít při provádění měření pomocí sextantu. Nabízejí také informace o kalkulačkách, které jsou vhodnější pro různé výpočty a metody výpočtu jiných veličin.
Další užitečné množství
To zahrnuje azimut, směr nebeského objektu od pozorovatele na zemském povrchu a úhel refrakce, proces, při kterém se úhel odkloní, když vstoupí do média, které se účastní sextantova použití. Můžete dokonce počítat s dalšími faktory, které mohou ovlivnit čtení samotného sextantového nástroje, jako jsou přesnější hodnoty chyby poklesu a indexu.
První z nich je měření úhlu mezi vodorovnou rovinou procházející pozorovacím okem a rovinou procházejícím viditelným horizontem z polohy pozorovatele. Posledně uvedený je rozdíl mezi nulou označenou na sextantu a odstupňovanou nulou samotného pozorování.
Sextantové zařízení
Sextant používá dvě zrcadla ve vzájemné kombinaci. Když se podíváte skrz sextant, uvidíte indexové zrcadlo, jedno ze zrcadel, které propouští část světla, a to se mění na základě úhlu zrcadla. Pokud chcete při navigaci v oceánech určit polohu objektů, můžete se dívat na horizont jako pevný bod skrz toto zrcadlo. Horizontální zrcadlo leží před částí vašeho pohledu, která pracuje s indexovým zrcadlem v tomto efektu dvojitého zrcadlení.
Pokud byste měli změnit úhel indexu o určitou částku, váš pohled by se změnil o dvojnásobek této hodnoty ve stupních. Je to proto, že změna zrcadla úhlu indexu mění jak dopadající, tak odrazové úhly, které jsou součástí procesu odrazu světla.
Zarovnání sextantu podél obzoru můžete pozorovat změnu paprsku světla změnou úhlu při pohledu na objekty ve velké vzdálenosti. Když se podíváte okulárem sextantu, obrazy objektů by měly spočívat na obzoru, pokud jej správně zarovnáte. Poté můžete odečíst příslušný úhel ze stupnice sextantu. Stupně se obecně používají pro vzdálenosti mezi nebeskými tělesy.
Sextanty jsou známé svými přesnost. Materiál a design sextantů je může zbavit zdrojů chyb, které by jinak trápily měření sextantů. Zejména kovové sextanty se nemusí zabývat otázkami lomu, oblateness (měření zakřivení) Země a tabulkou dat.
Praktické aplikace Sextant
Jak již bylo řečeno, vědci nebo jiní odborníci, kteří studují lodě na moři a objekty ve vesmíru, potřebují přesná měření úhlů a vzdáleností, které pozorují. To pomáhá navigaci přes oceány a sextanty byly historicky důležité při provádění těchto výpočtů během navigace.
Ačkoli moderní metody navigace nyní používají technologii, jako je GPS, sextanty jsou stále užitečné porozumění historickým datům, jako je výzkumná práce vědců a výzkumníků, jako je průzkumník Bartoloměj Gosnold.
Zařízení, která zkoumají rysy oceánu, jako jsou tuláci, nástroje, které měří aktuální a další rysy jako teplota a slanost, bylo by jejich umístění přesně zaznamenáno pomocí funkcí sextantů na počátku 1900. Když technologie rádiového směrování začaly v těchto oblastech výzkumu stále častěji využívat, vytlačily sextanty a poskytly přesnější údaje o trajektoriích drifterů.
Tyto praktické aplikace sextant se rozšiřují na zeměměřičská zařízení až po projekty, které by hledaly umístění nádrží vedle znějících pólů a určovaly hloubky vod. Vedle kompasů, ozvěn a dalších nástrojů našli historičtí badatelé mezi svými nástroji užitečné sextanty.
Chyby při čtení Sextantu
Mohou vzniknout další chyby ve čtení sextantů jejich design. Chyba kolmosti nastává, když indexové zrcadlo není kolmé na rovinu samotného sextantního nástroje. Jednotlivci, kteří používají sextanty, by měli stisknout indexovou lištu kolem středu oblouku, který sextant vytváří, a sextant držet vodorovně tak, aby oblouk směřoval od nich.
Pokud jsou objekty, které vidíte skrz zrcadlo, správně zarovnány, lze tuto chybu zmenšit. Můžete také upravit šrouby na zadní straně indexového skla, aby se obrázky správně seřadily přes sextant.
Boční chyba je způsobena tím, že horizontální sklo nezůstává kolmé k rovině nástroje. Chcete-li zobrazit nebeské objekty, můžete stisknout indexovou lištu při 0 stupních a sextant držet svisle. Pokud otočíte mikrometr v jednom a v druhém směru, může se odražený obraz, který vidíte skrz sextant, pohybovat nad a pod přímým obrazem.
Pokud se pohybuje doleva nebo doprava, dochází k boční chybě. Toto lze zmírnit pomocí nastavovacích šroubů k nalezení skutečných a odražených horizontů ve stejné linii.