Sådan beregnes højden med sekstant

Historisk har måling af afstanden mellem himmelske og marine objekter ud over det blotte øje stole på instrumenter, der drager fordel af Jorden i forhold til disse objekter som planeter og stjerner. At kende grundlæggende principper for geometri og fysik, opfandt forskere værktøjer som sekstanten til måling af vinkelafstand mellem disse objekter. Det er her sekstanter spiller ind.

Sekstanter måle vinkler. De gør dette ved at reflektere indkommende lysstråler fra miljøet eller genstande, de studerer, således at vinklen på strålen for det indgående lys er lig med den reflekterede strålevinkel. Dette forekommer naturligt i alle tilfælde af lys, der falder ind på overflader på grund af reflektionens art, men i praksis, ændrer spejlets materiale og tæthed lidt den vinkel, hvormed lys forlader overflade.

Dette betyder, at du kan bruge to plane spejle i rækkefølge med hinanden, så lyset efterlader begge spejle med dobbelt indfaldsvinkel. Sekstanten bruger dette med indeks spejlet og horisont spejlet til måling af vinkler mellem horisonten og en synlig genstand såsom et skib til søs eller en planet i solsystemet.

Ved at måle disse ændringer i lysvinkler kan en sekstant fortælle dig relativ højde af et langt væk objekt (kaldet det "ukendte" objekt) med hensyn til horisonten eller et andet objekt med en højde, du allerede kender, såsom solens højde 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 for at bestemme længden af ​​trekantsiden, der repræsenterer afstanden til det ukendte objekt. Historisk set ville folk bruge sekstanter til at måle afstande mellem to punkter på jordens overflade. Når du beskæftiger dig med objekter til søs, kan du måle forskelvinklen mellem to objekter ved at dreje sekstanten på siden.

Moderne teknologi giver en ny måde at forstå de mængder, som sekstanter måler. Onlinesextant-regnemaskiner, som den fra Nautical Calculators, bruger placeringen af ​​observatøren ved breddegrad og den vinkel, hvor du observerer et himmellegeme for at bestemme fejlen på grund af kompasset bærer.

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 nautisk almanak kan give dig antallet af afstande mellem objekter, der skal bruges, når du udfører målinger ved hjælp af en sekstant. De tilbyder også oplysninger om regnemaskiner, der er mere passende til forskellige beregninger og metoder til beregning af andre mængder.

Dette inkluderer azimut, retningen af ​​et himmellegeme fra observatøren på jordens overflade og vinkel af brydning, den proces, hvormed en vinkel afbøjes, når den kommer ind i et medium, der er involveret i sekstantens brug. Du kan endda tage højde for andre faktorer, der kan plage aflæsningerne af et selve sekstantinstrument, såsom mere præcise værdier for dip- og indeksfejlen.

Førstnævnte er en måling af vinklen mellem det vandrette plan gennem observatørens øje og plan gennem den synlige horisont fra observatørens placering. Sidstnævnte er forskellen mellem nul som angivet på sekstanten og det graduerede nul for selve observationen.

Sekstanten bruger to spejle i kombination med hinanden. Når du kigger gennem en sekstant, kan du se et indeksspejl, et af spejlerne, der lader noget af lyset passere igennem, og det ændrer sig ud fra spejlets vinkel. Hvis du vil bestemme placeringen af ​​objekter, når du navigerer i havene, kan du se på horisonten som et fast punkt gennem dette spejl. Horisont spejlet ligger foran en del af dit syn, der fungerer med indeks spejlet i denne dobbelt-spejl effekt.

Hvis du skulle ændre indeksets vinkel med et bestemt beløb, ville din opfattelse ændre sig med det dobbelte beløb i grader. Dette skyldes, at ændring af indeksvinkelspejlet ændrer både indfaldende og reflektionsvinkler, der er en del af processen med lys, der hopper på det.

Ved at justere sekstanten langs horisonten kan du observere ændringen af ​​lysstrålen ved at ændre vinklen, når du ser på objekter i store afstande væk. Når du kigger gennem sekstantets okular, skal billederne af objekterne hvile i horisonten, hvis du justerer det korrekt. Derefter kan du læse den passende vinkel ud fra sekstantens skala. Grader bruges generelt til afstande mellem himmellegemer.

Sekstanter er kendt for deres præcision. Materiale og design af sekstanter kan befri dem for fejlkilder, der ellers ville plage sekstante målinger. Især metalsekstanter behøver ikke at beskæftige sig med problemer med brydning, glathed (en måling af krumning) på jorden og datatabeller.

Som diskuteret har forskere eller andre fagfolk, der studerer skibe til søs og genstande i rummet, brug for de nøjagtige målinger af vinkler og afstande, de observerer. Dette hjælper navigering på tværs af oceaner, og sekstanter var historisk vigtige for at foretage disse beregninger under navigation.

Selvom moderne navigationsmetoder nu bruger teknologi som GPS, er sekstanter stadig nyttige til forståelse af historiske data såsom forskningsarbejde fra forskere og forskere som explorer Bartholomew Gosnold.

Enheder, der undersøger træk ved havet, såsom drifters, værktøjer, der tager målinger af strøm og andre funktioner som temperatur og saltholdighed, ville deres placeringer blive nøjagtigt registreret ved hjælp af funktionerne i sekstanter i det tidlige 1900-tallet. Da radioretningsteknologier begyndte at blive brugt i disse forskningsområder, fortrængte de sekstanter og gav mere præcise aflæsninger af drifterbaner.

Disse sekstante praktiske anvendelser strækker sig til landmålerudstyr til projekter, der vil se efter placeringen af ​​reservoirer sammen med lydende poler for at bestemme vanddybden. Ved siden af ​​kompasser, ekkolodd og andre værktøjer, ville historiske forskere finde sekstanter praktisk blandt deres værktøjer.

Andre fejl i sekstante aflæsninger kan komme igennem deres design. Fejlen med vinkelret opstår, når indeksspejlet ikke er vinkelret på selve sekstrantinstrumentets plan. Personer, der bruger sekstanter, skal trykke på indeksbjælken omkring midten af ​​buen, som sekstanten opretter, og holde sekstanten vandret med buen vendt væk fra dem.

Når de objekter, du kan se gennem spejlet, er justeret korrekt, kan denne fejl reduceres. Du kan også justere skruerne bag på indeksglaset for at justere billederne korrekt gennem sekstanten.

Sidefejlen skyldes, at horisontglasset ikke forbliver vinkelret på instrumentets plan. Du kan trykke på indeksbjælken ved 0 grader og holde sekstanten lodret for at se himmellegemer. Hvis du drejer mikrometeret i den ene retning og derefter den anden, kan det reflekterede billede, du ser gennem sekstanten, bevæge sig over og under det direkte billede.

Hvis den bevæger sig til venstre eller højre, opstår sidefejlen. Brug af justeringsskruerne til at finde de sande og reflekterede horisonter i samme linje med hinanden kan afbøde dette.