Vēsturiski, mērot attālumus starp debess un jūras objektiem ar neapbruņotu aci, ir paļāvās uz instrumentiem, kas izmanto Zemes priekšrocības attiecībā uz tiem objektiem kā planētas un zvaigznes. Zinot ģeometrijas un fizikas pamatprincipus, zinātnieki izgudroja tādus rīkus kā sekstants leņķiskā attāluma mērīšanai starp šiem objektiem. Tur spēlē sekstanti.
Sekstants princips
Sextanti izmērīt leņķus. Viņi to dara, atstarojot ienākošos gaismas starus no apkārtējās vides vai priekšmetiem, kurus viņi pēta, lai ienākošās gaismas stara leņķis būtu vienāds ar atstarotā staru leņķi. Tas notiek dabiski visos gadījumos, kad gaisma notiek uz virsmām atstarošanas rakstura dēļ, bet prakse, spoguļa materiāls un blīvums nedaudz maina leņķi, kurā gaisma atstāj gaismu virsma.
Tas nozīmē, ka jūs varat izmantot divus plaknes spoguļus pēc kārtas, lai gaisma atstātu abus spoguļus ar dubultu krituma leņķi. Sekstants to izmanto ar rādītāja spoguli un horizonta spoguli, lai mērītu leņķus starp horizontu un redzamu objektu, piemēram, kuģi jūrā vai planētu Saules sistēmā.
Mērot šīs izmaiņas gaismas leņķos, sekstants var jums pateikt relatīvais augstums tālu esoša objekta (saukts par "nezināmu" objektu) attiecībā uz horizontu vai citu objektu ar augstumu, kuru jūs jau zināt, piemēram, saules augstumu no almanaha. Tā kā augstums apzīmē līniju, kas krustojas ar Zemi, jūs varat noteikt, cik tālu objekts atrodas, izmantojot trigonometriju.
Tas nozīmē veidot taisnu leņķi starp nezināmu objektu, zināmu objektu un savu pozīciju un izmantot leņķi starp abiem objektiem, lai noteiktu trijstūra malas garumu, kas apzīmē attālumu līdz nezināmajam objekts. Vēsturiski cilvēki izmantotu sekstantus, lai izmērītu attālumus starp jebkuriem diviem punktiem uz Zemes virsmas. Strādājot ar objektiem jūrā, pagriežot sekstantu uz sāniem, jūs varat izmērīt divu objektu starpības leņķi.
Sekstants kalkulators
Mūsdienu tehnoloģijas nodrošina jaunu veidu, kā izprast sekstantu mērījumus. Tiešsaistes sekstantu kalkulatori, piemēram, Nautical Calculators, izmanto novērotāja atrašanās vietu līdz platums un leņķis, kurā jūs novērojat kādu debess ķermeni, lai noteiktu kļūdu kompasa dēļ nesējs.
Šīs tiešsaistes lietojumprogrammas var arī pareizi citiem faktoriem piemēram, gaisa temperatūra un nelielas Zemes izliekuma variācijas. Tas padara viņu aprēķinus precīzākus.
Izmantojot Jūras almanahu, varat iegūt attālumu skaitu starp objektiem, kas jāizmanto, veicot mērījumus, izmantojot sekstantu. Viņi arī piedāvā informāciju par kalkulatoriem, kas ir piemērotāki dažādiem aprēķiniem un citu daudzumu aprēķināšanas metodēm.
Citi noderīgi daudzumi
Tas ietver azimutu, debess objekta virzienu no novērotāja uz Zemes virsmas un leņķi refrakcijas process, process, kura laikā leņķis novirzās, kad tas nonāk vidē, kas ir iesaistīts sekstanta izmantot. Jūs pat varat ņemt vērā citus faktorus, kas var nomocīt paša sekstanta instrumenta rādījumus, piemēram, precīzākas iegremdēšanas un rādītāja kļūdas vērtības.
Pirmais ir leņķa mērījums starp horizontālo plakni caur novērotāja aci un plakni caur redzamo horizontu no novērotāja atrašanās vietas. Pēdējā ir starpība starp nulli, kas apzīmēta uz sekstanta, un paša novērojuma gradēto nulli.
Sekstants aparāts
Sekstants izmanto divi spoguļi kombinācijā viens ar otru. Pārlūkojot sekstantu, jūs varat redzēt indeksu spoguli, vienu no spoguļiem, kas ļauj daļai gaismas iziet cauri, un tas mainās, ņemot vērā spoguļa leņķi. Ja, pārvietojoties okeānos, vēlaties noteikt objektu atrašanās vietu, caur šo spoguli varat aplūkot horizontu kā fiksētu punktu. Horizonta spogulis atrodas jūsu skata daļas priekšā, kas darbojas ar rādītāja spoguli šajā dubultā spoguļa efektā.
Ja mainītu indeksa leņķi par noteiktu summu, jūsu skats mainītos par divkāršu šo summu grādos. Tas ir tāpēc, ka, mainot indeksa leņķa spoguli, mainās gan krītošie, gan atstarošanas leņķi, kas ir daļa no gaismas atlēciena procesa.
Pielāgojot sekstantu gar horizontu, jūs varat novērot gaismas staru maiņu, mainot leņķi, skatoties uz objektiem lielā attālumā. Pārlūkojot sekstanta okulāru, objektu attēliem jāatrodas pie horizonta, ja to pareizi izlīdzināt. Pēc tam sekstanta mērogā var nolasīt atbilstošo leņķi. Grādi parasti tiek izmantoti attālumiem starp debess ķermeņiem.
Sekstanti ir pazīstami ar tiem precizitāte. Sekstantu materiāls un dizains var atbrīvot viņus no kļūdu avotiem, kas citādi nomocītu sekstantu mērījumus. Īpaši metāla sekstantiem nav jārisina Zemes refrakcijas, oblatitātes (izliekuma mērīšanas) un datu tabulēšanas jautājumi.
Sekojoši praktiskie pielietojumi
Kā jau tika apspriests, pētniekiem vai citiem profesionāļiem, kas pēta kuģus jūrā un objektus kosmosā, ir vajadzīgi precīzi novēroto leņķu un attālumu mērījumi. Tas palīdz orientēties okeānos, un sekstanti bija vēsturiski svarīgi, veicot šos aprēķinus navigācijas laikā.
Lai gan mūsdienu navigācijas metodēs tagad izmanto tādu tehnoloģiju kā GPS, sekstanti joprojām ir noderīgi izprast vēsturiskos datus, piemēram, zinātnieku un tādu pētnieku kā pētnieks pētniecības darbu Bartolomejs Gosnolds.
Ierīces, kas pēta okeāna iezīmes, piemēram, drifteri, instrumenti, kas veic strāvas mērījumus un citas funkcijas tāpat kā temperatūra un sāļums, to atrašanās vietas būtu precīzi reģistrētas, izmantojot sekstantu iezīmes agrīnā sākumā 1900. gadi. Kad radio virziena tehnoloģijas sāka pieaugt šajās izpētes jomās, tās pārvietoja sekstantus un sniedza precīzākus drifteru trajektoriju rādījumus.
Šie sekojošie praktiskie pielietojumi attiecas arī uz zemes uzmērīšanas iekārtām uz projektiem, kas meklētu rezervuāru atrašanās vietas blakus zondiem, lai noteiktu ūdeņu dziļumu. Līdzās kompasiem, atbalss skaļruņiem un citiem instrumentiem vēsturiskie pētnieki sekstantus atradīs parocīgiem starp saviem rīkiem.
Kļūdas sekstantos
Citas kļūdas sekstantu rādījumos var rasties to dizains. Perpendikularitātes kļūda rodas, ja indeksa spogulis nav perpendikulārs paša sekstanta instrumenta plaknei. Personām, kuras izmanto sekstantus, jānospiež rādītāja josla ap loka vidu, ko sekstants izveido, un jāuztur sekstants horizontāli ar loka pusi no tām.
Kad objekti, kurus var redzēt caur spoguli, ir pareizi izlīdzināti, šo kļūdu var samazināt. Varat arī noregulēt skrūves rādītāja stikla aizmugurē, lai pareizi izlīdzinātu attēlus caur sekstantu.
Sānu kļūdu izraisa horizonta stikls, kas nepaliek perpendikulārs instrumenta plaknei. Jūs varat nospiest indeksu joslu 0 grādos un turēt sekstantu vertikāli, lai skatītu debess objektus. Ja pagriežat mikrometru vienā un pēc tam otrā virzienā, atstarotais attēls, ko redzat caur sekstantu, var pārvietoties virs un zem tiešā attēla.
Ja tas pārvietojas pa kreisi vai pa labi, rodas sānu kļūda. Izmantojot regulēšanas skrūves, lai atrastu patiesos un atspoguļotos horizontus vienā līnijā, to var mazināt.