Астрономические інструменти. 
Угломерные інструменти

Астрономические інструменти. Угломерные инструменты.

Иван Арбатов Интересно, що з майже в усіх початківців любителів астрономії несвідомо склалося думка, перший прилад з астрономії, який вони мають мати — бодай невеличкий телескоп, чи щось схоже, бінокль чи монокулярний. Але астрономи знали і менше «примітивних «помічників у своїй праці, ніж біноклі і телескопи, й інші помічники і сьогодні можуть зіграти свою корисну роль при аматорських спостереженнях, хоча й своебразную невеличкої (та й тепер профессионалы-астрономы досі користуються механізмами цих приладів, оснащують ними телескопи для точності, й використовують усе ж — визначення кутів на небесної сфері). До 1611 року, до знаменного року винаходи телескопа всім славетним Галілео Галілеєм (або ще раннє, але він був першим, использавшим телескоп для серъезных астрономічних спостережень), астрономи користувалися усякими расчерченными на градуси у сенсі дерев’яними паличками і поперечинами, квадратиками і кружечками більших коштів та малих розмірів. Це був різноманітні астрономічні ціпки, высотомеры, секстанти, квадранти і трикветры. Ними користувалися давньогрецькі астрономи (а вже майже всі ці інструменти вперше і дистриб’юторів створили), і Аристарх, і Гіппарх, і Птолемей, й у середньовіччі арабські астрономи довели їх до досконалості. Використовувалися ці прилади вирішення завдань найраннішого яка зародилася розділу астрономії - астрометрії, що займається питаннями над небесними світилами «Де, коли, І що «- до розрахунку положень світил на небесної сфері, відстаней між зірками, визначенню небом часу, і тому вони й називаються угломерными інструментами. Як і прилади вони вимагали більшої точності, та його і робили при цьому як і великими, а й у арабських астрономів вони почали справжніми громадинами, так квадранти досягали радіуса 60 м, а Микола Коперник з допомогою таких приладів визначальний координати планет і який розраховує із них вже свою геліоцентричну систему, користувався приладами, набагато перевищують його зростання. Не обов’язково завжди робити такі громадини, багатьом завдань підходили та свої маленькі прилади. І, такі прилади (хоча й стануть вони в вас найпершими — чи новими помічниками, коли вже ви маєте бінокль чи телескоп, робити їх набагато простіше найпростішого телескопа), по силу зробити їх кожному любителю астрономії, людині. Основні матеріали при цьому знайдуться в усіх: дерево, пила, і транспортир… І благо, з ними і робити багато чого корисного, вони хороші помічники у тих-таки візуальних спостереженнях метеорів, вони допомагають точніше, краще і зручніше визначити координати метеора, становища сріблястих хмар (які також спостерігаються переважно візуально), зовсім новачкам у спостереженнях за зоряним небом допоможуть легше зрозуміти сенс ефемерид і знайти самим на небі планети, зрозуміти структуру та визначенням початкових теорій небесної сфери. До того і просто приємно виявити себе у душі якимось древнім астрономом, відчути у собі відлуння й далекого минулого, оцінити небо очима древнього грека, араба з спекотних пустель, Улугбека, Коперника чи Тихо Бразі! А нижче — хоча й деякі угломерные інструменти, і як їх робити, що назбирав з будь-якої астролитературы, якої уже не пам’ятаю. Багато чого спорудив сам, бачачи лише десь картинку якогось історичного угломерного інструмента.

Астролябия

.

Естественно ж спрощена, що старезний предок, вирішує значно менше завдань. Так було в трактаті арабського астронома Х в. ас-Суфи перелічувалося 1000 способів використання астролябії! Ця астролябія ж допоможе вимірювати горизонтальні кути азимутів світил. Для її виготовлення необхідно иметь:

Диск з багатошарової фанери, текстолита чи оргскла. Діаметр диска такий, щоб у ньому розмістилася кругова шкала (лімб) з транспортира і залишалося б вільне полі 2−3 див.

Транспортир, краще з тих, що є, побільше.

Визирная планка. Виготовляється із площини латуні чи дюралюмінію шириною 2−3 див, і довжиною, перевищує поперечник диска на 5−6 див. Виступаючі за край диска кінці смужки изогните під прямим кутом вгору й за пропилите у яких продовгуваті чи кругові отвори. На горизонтальній планці симетрично центру проробіть дві великі широкі прорізу, щоб через них була видно градуируемый лімб транспортира. Середину візирної планки прикріпите до центра диска, з допомогою болта, шайб і гайок, щоб вона спілкувалась горизонтальної площині. На візирну планку до центра прикріпіть і компас.

При спостереженнях направляйте візирну планку на світило те щоб він був видно крізь бічні прорізу планки. Ставлення градусної заходи транспортира до планки (видну через поперечну проріз планки, через ту, що «ближче «до світила) до стрілці півночі компаса і буде азимутом світила.

Как знайти самому азимут, висоту і зенітне расстояние.

.

Да взагалі, неважко здогадатися, що вимірювати самому висоту і азимут світила можна і з допомогою транспортира. Але як він покласти, що він «бачив «кола небесної сфери? Одне з найпростіших інструментів при цьому — висотомір, з якою ми й познайомимося зараз. Висотомір складається з якомога більшої (ну, і метрового звісно — важко робитиме!) транспортира, що містить 1800. З центру окружності А транспортира і перпендикулярно його радіусу (котрий поділяє наш транспортир на рівні частини) встановлюється лінійка (чи рейка) такий довжини, щоб він в 3−4 разу перевершувала радіус транспортира. На центр транспортира привинчивают шарнір, а щодо нього мотузку із вантажем, те щоб мотузка була тонка, а вантаж її порвав. Якщо мотузка у точці скріплення проходить вздовж лінійки, отже вона прикреплена вірно. До транспортиру, вище лінії 0−1800 його шкали і відомства паралельно їй встановлюють ще визиры, з трехизогнутой (як в астролябії) планки, середня сторона якої дорівнює діаметру транспортира, інші (бічні) рівні одна одній, й у точці перетину діагоналей цих квадратів чи прямокутників проробіть дырки-окружности діаметром 3−5 мм. Протилежний кінець лінійки перпендикулярно до центра прикріпіть до невідь що товстої дощечці те щоб вона не вагаючись тримала лінійку до свого кріпленню, і щоб лінійка спілкувалась навколо свого центру, і той центр вставляється до центру окружності ще одного транспортира, цього разу на повну окружність (3600). Унизу до лінійці прикріпите якусь стрілку, щоб струменіла з цього центру транспортира і «діставала «до його зовнішнього краю. Також до дощечці бажано прикріпити компас, для вказівки півдня, від якої відраховуються астрономічні азимуты. Прилад до початку спостережень встановлюють те щоб дощечка перебувала нерухомо і з горизонталі, а нижній транспортир на 00 шкали по компасу спрямовано південь, частку 0 до 1800 спрямована на схід, інша до заходу. При вимірі азимута і висоти світила (вимірюються одночасно!) ми направляємо нею визиры те щоб крізь них він був видно, й, звісно, вісь, А (для отсчитывания висоти) іде згори донизу, а місці кріплення до дошки вправо-влево. Отже, отримавши зображення шуканого світила в візирі ми увидем, що верхній транспортир нахилений під певним кутом, відзначеним на шкалою мотузкою, і є висота h світила, а стрілка до нижньому транспортиру покаже значення азимута. Зенітне відстань z ж можна легко дізнатися за такою формулою z+h = 900.

Углы між светилами

.

Т.н. астрономічні граблі - найпростіший варіант угломерного приладу, складається з двох дерев’яних лінійок (наприклад, по 60 див довжиною), скріплених у формі літери Т. На кінці лінійки, протилежно перекладині, зміцнюється візир. На перекладині по дузі окружності 57,3 див (побудувати можна з допомогою шнура) з інтервалом один див (або у 0,5 див) вбиваются гвоздики. Центром окружності є візир. При інтервалі розбиття гвоздиков один див відповідає кут один градус на небесної сфері, при 0,5 див кут в півградуса. З допомогою цього нехитрого інструмента робити регулярні (скажімо, щовечора за одну і той час) виміру кутових відстаней планет і Місяця щодо деяких «опорних «зірок і тим самим встановлювати особливості руху згаданих світил на небесної сфере.

.

Другой прилад і називається угломерным інструментом. Полягає він з прямокутного шматка дерева 35*20 див. В одній із його сторін нерухомо прикреплена рейка (чи лінійка) довжиною 60 див. У протилежному кінці рейки прикріплюється інша така так, щоб вона спілкувалась навколо центру кріплення. По обом кінців рейок паралельно прикріплюються визиры. На дошці, аналогічно астрономічним граблях, окреслена дуга радіусом 57,3 див, у ньому нанесена шкала градусів. При спостереженнях зазвичай визиры однієї рейки направляють на зірку, нерухомій — на планету. Отримане на шкалою відстань кінців рейок це і є їх кутовий відстань. З допомогою цих приладів можна знаходити і горизонтальні координати світила. Так, знайшовши південь (зазначаючи його за компосу) ми від нього відміряємо відстань до світила, і по градуируемой шкалою одержимо його азимут. Відклавши від світила пряме і точне напрям на обрій, одержимо його висоту, як від зеніту — його зенітне відстань. Подумайте, як тоді треба распложить прилади щодо горизонту і вертикалі.

Заключение

Наконец, тепер зауважу, якщо захоче чи кому знадобиться знайдені з інструментами горизонтальні координати перекласти на «загальні «всім екваторіальні, то зробити це можна зробити просто формулам:

Sin? = sin? co z — co? sin z co A.

Cos? sin t = sin z sin A.

Cos? co t = co? co z + sin? sin z co A.

где? — схиляння, t — годинниковий кут світила (з допомогою може бути легко знайти пряме сходження? за такою формулою? = p. s — t, де p. s — зоряне час моменту спостережень), z — зенітне відстань, h — висота світила, А — його азимут,? — широта місця спостереження. Не забудьте про значенні рефракції, впливає на координати світила (хоча, переважно, якщо координати світила вимірювати, як його біля зеніту, ця мала величина). І напевно, описаних нами угломерных інструментів, поки що досить, аби зрозуміти основний механізм їхні будівлі, і робити всі інше повністю самому — лише виявивши якийсь угломерный інструмент малюнку.

Список литературы

1.Энциклопедический словник юного астронома.

2.Ф.Ю. Зігель «Астрономи вивчають «.

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.