Астрономические кольца - Astronomical rings

Схема астрономических колец (Иоганн Дриандер, Annulorum trium diversi generis ..., опубликовано в Марбурге, 1537 г.)

Астрономические кольца (латинский: annuli astronomici),[1] также известный как Кольца Джеммы, ранние астрономический инструмент. Инструмент состоит из трех колец, представляющих небесный экватор, склонение, а меридиан.

Его можно использовать как солнечный циферблат сказать время, если приблизительное широта и время года известно, или определить широту, если время известно или наблюдается (в солнечный полдень ). Его можно рассматривать как упрощенный переносной армиллярная сфера, или более сложная форма астролябия.

История

Части инструмента относятся к инструментам, изготовленным и используемым древнегреческие астрономы. Джемма Фризиус объединил несколько инструментов в небольшой портативный инструмент с астрономическим кольцом. Он впервые опубликовал дизайн в 1534 году.[2] И в Петрус Апианус с Космография в 1539 г. Эти кольцевые инструменты сочетали в себе земные и небесные вычисления.[3]

Типы

Фиксированные астрономические кольца

Циферблат равноденствия

Несъемные астрономические кольца крепятся на цоколе, как и армиллярные сферы, и может использоваться как солнечные часы.

Солнечные часы путешественника или универсальный циферблат с кольцом равноденствия

Циферблат подвешивается на шнурке или цепочке; точку подвеса на вертикальном меридиональном кольце можно изменить в соответствии с местной широтой. Время отсчитывается на экваториальном кольце; в приведенном ниже примере центральный стержень скручивается до тех пор, пока солнечный луч не пройдет через небольшое отверстие и не упадет на горизонтальное экваториальное кольцо.

  • Дорожные солнечные часы или универсальный кольцевой циферблат, переносная версия астрономических колец, закрытая для переноски.

  • Солнечные часы путешественника, открытые, готовые к работе. См. Аннотации Commons для этикетки частей солнечных часов путешественника.

  • Солнечные часы путешественника, используемые, с положением светового луча (внутри выделенного квадрата), считываемого для определения времени. Видеть аннотации о том, как читать солнечные часы.

Солнечное кольцо

Солнечное кольцо или кольцо фермера - это упрощение астрономических колец в зависимости от широты. На неразъемных солнечных кольцах шкала времени и месяца нанесена на внутренней стороне кольца; солнечный луч, проходящий через отверстие в кольце, освещает точку на этой шкале. Новые солнечные кольца часто делаются из двух частей, одна из которых скользит для установки месяца; они обычно менее точны.

  • Схема цельного солнечного кольца с солнечным лучом

  • Солнцезащитное кольцо из двух частей или фермерское кольцо со световым лучом, показывающим время

  • Солнечные часы попроще, не используются

Морское кольцо

В 1610 г. Эдвард Райт создал морское кольцо, который установил универсальный кольцевой циферблат над магнитным компасом. Это позволяло морякам определять время и магнитное склонение за один шаг.[4]

Структура и функции

Три кольца ориентированы относительно локального меридиан, экватор планеты и небесный объект. Сам инструмент можно использовать как отвес чтобы выровнять его по вертикали. Затем инструмент поворачивают, пока один световой луч не пройдет через две точки на инструменте. Это фиксирует ориентацию инструмента во всех трех топоры.

Угол между вертикалью и световым лучом дает высота солнца. В высота солнца является функцией широты, времени суток и сезона. Любая из этих переменных может быть определена с помощью астрономических колец, если известны две другие.

Высота Солнца не сильно меняется за один день на полюсах (где солнце встает и садится раз в год), поэтому грубые измерения высоты Солнца не меняются в зависимости от времени суток на высоких широтах.

Использовать как солнечные часы с календарем

Когда солнечное время ровно в полдень или известно по другим часам, прибор можно использовать для определения времени года.

Меридиональное кольцо может функционировать как гномон, когда кольца используются как солнечные часы. Горизонтальная линия, выровненная по меридиану с гномоном, обращенным к полудню-солнцу, называется линией меридиана и указывает не время, а день года. Исторически они использовались для точного определения продолжительности солнечного года. Фиксированное меридиональное кольцо само по себе может использоваться как аналемма календарь солнечные часы, который можно прочитать только в полдень.

Когда тени колец выровнены так, что кажется, что они находятся в одном или почти одном месте, меридиан идентифицирует себя.[требуется разъяснение ]

Меридиональное кольцо

В меридиан Кольцо помещается вертикально, затем поворачивается (относительно небесного объекта) до тех пор, пока оно не станет параллельным местной линии север-юг. Таким образом, все кольцо параллельно кругу долготы, проходящему через место, где стоит пользователь.

Поскольку инструмент часто поддерживается меридиональным кольцом, это часто самое внешнее кольцо, как в кольцах путешественника, показанных выше. Там к верхней части меридионального кольца прикреплена скользящая подвеска, на которой можно подвесить все устройство. Меридиональное кольцо обозначено в градусах широты (0–90 для каждого полушария). При правильном использовании указатель на опоре указывает на широту местоположения инструмента. Это наклоняет экваториальное кольцо так, что оно лежит под тем же углом к ​​вертикали, что и местный экватор.[5][6]

Экваториальное кольцо

В экваториальное кольцо занимает плоскость, параллельную небесному экватору, под прямым углом к ​​меридиану. Это согласовано

  • будучи прикрепленным к меридиональному кольцу на отметке нулевой широты (см. выше)
  • выровнены по кольцу склонения, которое выровнено по небесному объекту.

Часто оснащенный градуированной шкалой, он может использоваться для измерения прямое восхождение. На показанных выше солнечных часах путешественника это внутреннее кольцо.

Иногда на этом кольце выгравированы месяцы на одной стороне и соответствующие знаки зодиака снаружи; очень похоже на астролябию. На других были выгравированы две двенадцатичасовые шкалы времени. Каждая двенадцатчасовая шкала растянута на 180 градусов и пронумерована по часам с хешами каждые 20 минут и меньшими хешами каждые четыре минуты. Внутри отображается календарная шкала с названиями месяцев, обозначенными их первыми буквами, с отметкой, отображаемой каждые 5 дней, и другими отметками, представляющими отдельные дни. На них на внешней стороне кольца выгравированы соответствующие символы знаков зодиака. Положение символа указывает на дату вхождения солнца в этот конкретный знак. Весеннее равноденствие отмечается 15 марта, а осеннее равноденствие отмечается 10 сентября.[7]

Кольцо склонения

Астрономическое кольцо с алидада на кольце склонения (в сложенном состоянии).

В склонение звенеть подвижна и вращается на шарнирах, установленных в меридиональном кольце. Воображаемая линия, соединяющая эти точки поворота, параллельна оси Земли. «Кольцо» склонения солнечных часов путешественника вверху - это вовсе не кольцо, а продолговатая петля с ползунком для установки времени года.

Это кольцо часто оснащено лопатками и отверстиями для прокола для использования в качестве алидада из диоптрия (см. изображение). Его можно использовать для измерения склонение.

Это кольцо также часто отмечается знаками зодиака и двадцатью пятью звездами, похожими на астролябия.

Рекомендации

  1. ^ "Кольцо Астрономикус". Получено 2009-07-18.
  2. ^ Соргелоос, Клод (2001). "Un post-incunable retrouvé: L'Usus annuli astronomici de Gemma Frisius, Louvain et Anvers, 1534" [Открытие после инкунабулы: «Использование астрономических колец» Джеммы Фризиус]. Quaerendo (На французском). Лейден. 31 (4): 255–264. Дои:10.1163 / 157006901X00155. ISSN  0014-9527. Получено 2009-07-19.
  3. ^ Уоллис, Хелен (1984). "Англия в поисках северных проходов в шестнадцатом и начале семнадцатого веков". Арктический. 37 (4): 453–472. Дои:10.14430 / arctic2228. JSTOR  40510308.
  4. ^ Мэй, Уильям Эдвард, История морской навигации, G. T. Foulis & Co. Ltd., Хенли-он-Темз, Оксфордшир, 1973 г., ISBN  0-85429-143-1
  5. ^ https://www.britishmuseum.org/research/collection_online/collection_object_details/collection_image_gallery.aspx?partid=1&assetid=494614&objectid=55055 Проверено 10 ноября 2013 г.
  6. ^ http://www.gilai.com/product_848/Mid-18th-Century-Brass-Astronomical-ring-dial.
  7. ^ [1]

Библиография