Historisk har måling av avstandene mellom himmellegemer og marine gjenstander utenfor det blotte øye stolte på instrumenter som utnytter jorden i forhold til de objektene som planeter og stjerner. Å vite grunnleggende prinsipper for geometri og fysikk, oppfant forskere verktøy som sekstanten for å måle vinkelavstand mellom disse objektene. Det er her sekstanter spiller inn.
Sekstantprinsipp
Sekstanter måle vinkler. De gjør dette ved å reflektere innkommende lysstråler fra omgivelsene eller gjenstandene de studerer slik at vinkelen på strålen til det innkommende lyset er lik vinkelen på den reflekterte strålen. Dette skjer naturlig i alle tilfeller av lys som hender på overflater på grunn av refleksjonens natur, men i praksis, endrer speilets materiale og tetthet litt vinkelen lyset forlater flate.
Dette betyr at du kan bruke to plane speil i rekkefølge med hverandre slik at lyset forlater begge speilene med dobbelt innfallsvinkel. Sekstanten bruker dette med indeks speilet og horisonten speilet for å måle vinkler mellom horisonten og et synlig objekt som et skip til sjøs eller en planet i solsystemet.
Ved å måle disse endringene i lysvinkler, kan en sekstant fortelle deg relativ høyde av et langt borte objekt (referert til som det "ukjente" objektet) med hensyn til horisonten eller et annet objekt med en høyde du allerede kjenner, for eksempel solens høyde fra en almanakk. Fordi høyden representerer linjen som krysser jorden, kan du bestemme hvor langt unna objektet bruker trigonometri.
Dette betyr å danne en rett vinkel mellom det ukjente objektet, det kjente objektet og din egen posisjon, og bruke vinkelen mellom de to objektene for å bestemme lengden på trekantsiden som representerer avstanden til det ukjente gjenstand. Historisk sett ville folk bruke sekstanter for å måle avstander mellom to punkter på jordoverflaten. Når du arbeider med gjenstander til sjøs, kan du måle forskjellen på to forskjellige objekter ved å vri sekstanten på siden.
Sekstantkalkulator
Moderne teknologi gir en ny måte å forstå mengdene sekstanter måler. Online sekstante kalkulatorer, som den fra Nautical Calculator, bruker plasseringen til observatøren ved breddegrad og vinkelen du observerer noe himmellegeme for å bestemme feilen på grunn av kompasset bærer.
Disse online applikasjonene kan også riktig for andre faktorer som lufttemperatur og små variasjoner i jordens krumning. Dette gjør beregningene deres mer nøyaktige.
Ved å bruke en nautisk almanakk kan du gi antall avstander mellom objekter som skal brukes når du utfører målinger med en sekstant. De tilbyr også informasjon om kalkulatorer som er mer passende for ulike beregninger og metoder for å beregne andre mengder.
Andre nyttige mengder
Dette inkluderer azimut, retningen til et himmelobjekt fra observatøren på jordoverflaten og vinkel av brytning, prosessen der en vinkel avbøyes når den kommer inn i et medium, som er involvert i sekstantens bruk. Du kan til og med redegjøre for andre faktorer som kan plage avlesningene av selve sekstantinstrumentet, for eksempel mer presise verdier for fall- og indeksfeil.
Førstnevnte er en måling av vinkelen mellom det horisontale planet gjennom observatørens øye og planet gjennom den synlige horisonten fra observatørens plassering. Sistnevnte er forskjellen mellom null som angitt på sekstanten, og gradert null av selve observasjonen.
Sekstantapparat
Sekstanten bruker to speil i kombinasjon med hverandre. Når du ser gjennom en sekstant, kan du se et indeks speil, et av speilene som lar noe av lyset passere gjennom, og det endres basert på speilvinkelen. Hvis du vil bestemme plasseringen av objekter når du navigerer i havene, kan du se på horisonten som et fast punkt gjennom dette speilet. Horisontale speilet ligger foran en del av ditt syn som fungerer med indeks speilet i denne dobbelte speileffekten.
Hvis du skulle endre vinkelen på indeksen med et visst beløp, ville visningen din endres med dobbelt så mye i grader. Dette er fordi endring av indeksvinkelspeilet endrer både innfallende og refleksjonsvinkler som er en del av prosessen med lys som spretter på den.
Ved å justere sekstanten langs horisonten kan du observere endringen av lysstrålen ved å endre vinkelen når du ser på gjenstander i store avstander unna. Når du ser gjennom okularet til sekstanten, bør bildene av gjenstandene hvile i horisonten hvis du justerer den riktig. Deretter kan du lese riktig vinkel av skalaen til sekstanten. Grader brukes vanligvis til avstander mellom himmellegemer.
Sekstanter er kjent for sine presisjon. Materialet og utformingen av sekstanter kan kvitte seg med feilkilder som ellers ville plage sekstantmålinger. Spesielt metallsekstanter trenger ikke å håndtere problemer med brytning, glatthet (en måling av krumning) på jorden og datatabell.
Sekstante praktiske applikasjoner
Som diskutert, trenger forskere eller andre fagpersoner som studerer fartøy til sjøs og gjenstander i rommet nøyaktige målinger av vinkler og avstander de observerer. Dette hjelper navigering over havene, og sekstanter var historisk viktige for å gjøre disse beregningene under navigasjonen.
Selv om moderne navigasjonsmetoder nå bruker teknologi som GPS, er sekstanter fremdeles nyttige for forståelse av historiske data som forskningsarbeid fra forskere og forskere som explorer Bartholomew Gosnold.
Enheter som undersøker funksjoner i havet, for eksempel drifters, verktøy som måler strøm og andre funksjoner som temperatur og saltholdighet, ville stedene deres blitt registrert nøyaktig ved hjelp av funksjonene til sekstanter tidlig 1900-tallet. Da radioretningsteknologier begynte å bli brukt i disse forskningsområdene, fordrev de sekstanter og ga mer presise avlesninger av drifterbaner.
Disse sekstante praktiske bruksområdene strekker seg til landmålerutstyr til prosjekter som vil se etter plassering av magasiner ved siden av lydpoler for å bestemme vanndypet. I tillegg til kompass, ekkolodd og andre verktøy, vil historiske forskere finne sekstanter som er nyttige blant verktøyene sine.
Feil i sekstantavlesninger
Andre feil i sekstante avlesninger kan komme gjennom deres design. Feil på vinkelrett oppstår når indeks speilet ikke er vinkelrett på selve sekstantinstrumentets plan. Individer som bruker sekstanter, bør trykke på indekslinjen rundt midten av buen som sekstanten lager og holde sekstanten horisontalt med buen vendt bort fra dem.
Når objektene du kan se gjennom speilet, er riktig justert, kan denne feilen reduseres. Du kan også justere skruene på baksiden av indeksglasset for å justere bildene riktig gjennom sekstanten.
Sidefeilen skyldes at horisontglasset ikke forblir vinkelrett på instrumentets plan. Du kan trykke på indeksfeltet ved 0 grader og holde sekstanten vertikalt for å se himmelobjekter. Hvis du snur mikrometeret i en retning og deretter den andre, kan det reflekterte bildet du ser gjennom sekstanten bevege seg over og under det direkte bildet.
Hvis den beveger seg mot venstre eller høyre, oppstår sidefeil. Ved å bruke justeringsskruene for å finne de sanne og reflekterte horisontene i samme linje med hverandre, kan det redusere dette.
