Секстанты для астрономических наблюдений - это устройства, изображающие шестую часть круга, используемые в основном для измерения положения звезд . Они имеют важное историческое значение, но со временем были заменены транзитными телескопами , методами астрометрии и спутниками, такими как Hipparcos .
Есть два типа астрономических секстантов, настенные инструменты и инструменты на основе рамы.
Настенные секстанты [ править ]
Первый известный стенной секстант был построен в Рэе, Иран , Абу-Махмудом аль-Худжанди в 994 году. [1] Для измерения наклона эклиптики аль-Худжанди изобрел устройство, которое он назвал секстантом аль-Фахри (al-suds аль-Фахри), ссылка на его покровителя, правителя Бувайхидов Фахр аль-Давла (976–997). Этот инструмент представлял собой дугу под шестьдесят градусов на стене, выровненную по дуге меридиана (линия север-юг). Инструмент Аль Худжанди был больше, чем предыдущие инструменты; он имел радиус около двадцати метров. [2]Основным улучшением секстантов аль-Фахри по сравнению с более ранними инструментами было увеличение точности считывания до секунд, в то время как более старые инструменты могли считывать только в градусах и минутах. Это подтвердили аль-Бируни , аль-Марракуши и аль-Каши . Аль-Худжанди использовал свой прибор для измерения угла наклона солнца над горизонтом во время летнего и зимнего солнцестояния ; эти два измерения позволяют вычислить широту положения секстанта и наклон эклиптики. [1]
Улугбек построил секстант Фахри с радиусом 40,4 метра, самый большой инструмент такого типа в 15 веке. Размещенный в обсерватории Улугбека , секстант имел изящную дугу с лестницей с обеих сторон, обеспечивающую доступ для помощников, выполнявших измерения.
Секстанты в рамке [ править ]
Секстант на основе большого металлического каркаса имел преимущество перед настенным инструментом в том, что его можно было использовать в любой ориентации. Это позволяет измерять угловые расстояния между астрономическими телами.
Эти инструменты существенно отличаются от секстанта штурмана тем, что последний является отражающим инструментом. Секстант навигатора использует зеркала, чтобы приблизить изображение солнца, луны или звезды к горизонту и измерить высоту объекта. Благодаря использованию зеркал измеренный угол в два раза превышает длину дуги инструмента. Таким образом, секстант навигатора измеряет 120 ° по дуге с включенным углом 60 °. Для сравнения, астрономические секстанты велики и измеряют углы напрямую - дуга в 60 ° будет измерять самое большее 60 °.
Строительство [ править ]
Эти большие секстанты изготавливаются в основном из дерева, латуни или комбинации обоих материалов. Рама достаточно тяжелая, чтобы быть жесткой и обеспечивать надежные измерения без изгибных изменений инструмента, ухудшающих качество наблюдения. Рама установлена на опорной конструкции, которая удерживает его в нужном положении во время использования. В некоторых случаях положение секстанта можно отрегулировать, чтобы можно было проводить измерения с любой ориентацией инструмента. Из-за размера и веса инструмента особое внимание было уделено его балансировке, чтобы его можно было легко перемещать.
Наблюдения обычно производились с помощью алидады , хотя в более новых версиях можно было использовать телескоп . В некоторых случаях использовалась система противовесов и шкивов, чтобы наблюдатель мог управлять инструментом, несмотря на его размер.
Использование [ править ]
Эти инструменты использовались почти так же, как и инструменты меньшего размера, с возможными масштабами усилий из-за размера. Для работы с некоторыми инструментами могло потребоваться более одного человека.
Если секстант постоянно зафиксирован на своем месте, необходимо определить только положение алидады или аналогичного индекса. В этом случае наблюдатель перемещал алидаду до тех пор, пока интересующий объект не центрировался в прицелах, а затем считывал деления, отмеченные на дуге.
Для инструментов, которые можно было перемещать, процесс был более сложным. Необходимо было прицелить объект двумя линиями. Край инструмента обычно снабжен прицелами, и инструмент выравнивается с одним из двух представляющих интерес объектов. Затем алидаду выровняли и со вторым объектом. После того, как каждый объект был центрирован в одном наборе прицелов, можно было снимать показания. Это может быть проблемой для движущейся звезды, наблюдаемой с помощью очень большого инструмента, поскольку один человек не сможет с легкостью подтвердить оба взгляда; помощник был большим преимуществом. На иллюстрации инструмента Гевелия справа показано, как два человека использовали бы такой секстант: его жена Элизабета настраивает инструмент, а Иоганнес устанавливает алидаду.
Известные секстанты в рамке [ править ]
- Таки ад-Дин использовал секстант для определения равноденствий .
- Тихо Браге использовал секстант для многих своих измерений положения звезды.
- Иоганн Гевелиус использовал секстант с особенно остроумной алидадой, чтобы обеспечить измерения положения звезды с большой точностью.
- Джон Флемстид , первый королевский астроном , использовал секстант в Гринвичской королевской обсерватории .
Ссылки [ править ]
- ^ а б О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Абу Махмуд Хамид ибн аль-Хидр аль-Худжанди» , архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс.
- ^ Текели, Sevim (1958), "Насируддин, Takiyuddin в Tycho Brahe'nin RASAT Aletlerinin mukayesesi. Ankara Universitesi Dil ve Tarih-Cografya Fakültesi Dergesi , XVI, стр. 4. (на турецком языке)
