Меню

Древний прибор для измерения углов



Древний прибор для измерения углов

Проблема измерения углов восходит к глубокой древности. Астрономические наблюдения, необходимость определения положе­ния солнца и звёзд на небе потребовали создания специальных прибо­ров для определения углов, под которыми видны эти светила. На ста­ринной гравюре (рис. 13 1) художник изобразил моряка эпохи Великих географических открытий, прокладывающего курс корабля с помощью из мерител ьных инструментов.

Одним из первых угломерных инструментов была астролябия (рис. 13.2), изобретённая Гиппархом (180-125 гг. до н. э.) и усовершен­ствованная впоследствии немецким учёным Региомонтаном (1436- 1476). Она состояла из тяжёлого медного диска — лимба, который под­вешивался за кольцо так, чтобы он висел вертикально и линия Г\Г 2 принимала горизонтальное положение. По краю лимба наносилась шкала, разделённая на градусы. Кроме этого, на лимбе имелась полоса А 1 А 2 , называемая алидадой, которая могла вращаться вокруг центра лимба и имела на концах поперечные пластинки с отверстиями, на­зываемыми диоптрами.

Для определения высоты звезды над горизонтом наблюдатель прикладывал глаз к нижнему диоптру и поворачивал алидаду так, что­бы звезда была видна через другой диоптр. Деление на шкале, около которого останавливался край алидады, и показывало высоту звезды над горизонтом в градусах.

Располагая плоскость лимба горизонтально, можно измерять углы и в горизонтальной плоскости. Для этого после установки астролябии алидаду сначала наводят на один объект наблюдения и засекают угол на шкале лимба, а затем на другой объект и также засекают угол. Разность между этими значениями и есть искомая величина угла.

Другим инструментом для измерения углов был квадрант, представляющий собой одну четвёртую часть астролябии (рис. 13.3).

Квадрант имел то преимущество перед астролябией, что его можно было сделать значительно больших размеров и тем самым увеличить точность измерения углов.

Существенные усовершенствования в конструкции астролябии и квадранта были сделаны французским учёным Жаном Пикаром в се­редине XVII в. Пикар заменил диоптры зрительной трубой, изобретён­ной незадолго до этого Галилеем. Перед линзой трубы он установил сетку из перекрещивающихся волосков, а для плавного вращения али­дады использовал микрометрический винт, что значительно повысило точность измерения.

Наиболее совершенным угловым инструментом, приме­няющимся для выполнения геодезических работ, является теодолит (рис. 13.4), состоящий из двух лимбов, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что позволяет измерять вертикальные и горизонтальные углы одновременно. На вертикальном лимбе имеется зрительная труба, с помощью которой алидады вертикального и горизонтального лимбов наводятся на объект наблюдения.

1. Какие инструменты служат для измерения градусной величины угла?

1. Найдите величины углов АОВ, АОС, АОВ, ВОС, BOD, COD, изображённых на рисунке 13.5.

2. Колесо имеет: а) 10 спиц; 6) 12 спиц (рис. 13.6, а, 6). Найдите величину угла (в градусах), который образуют две соседние спицы.

3. Колесо имеет: а) 18 спиц; б) 20 спиц (рис. 13.7, а, б). Найдите величину угла (в градусах), который образуют две соседние спицы.

4. Колесо зубчатой передачи имеет 72 зубца (рис. 13.8). Сколько градусов содержится в дуге окружности, заключённой между середи­нами двух соседних зубцов?

5. Сколько оборотов в минуту делает зубчатое колесо с 32 зуб­цами, если сцепленное с ним зубчатое колесо с 8 зубцами делает 12 оборотов в минуту (рис. 13.9)?

6. Чему равен угол между минутной и часовой стрелками на ча­сах в: а) 3 ч; б) 6 ч; в) 5 ч?

7. На сколько градусов повернётся минутная стрелка за:

а) 20 мин; 6) 10 мин; в) 50 мин?

8. На сколько градусов повернётся часовая стрелка за: а) 1 ч;

б) 30 мин; в) 20 мин?

9. На сколько градусов повернётся Земля вокруг своей оси за 8 часов (рис. 13.10)?

10. За сколько часов Земля повернётся вокруг своей оси на 90° (рис. 13.10)?

Под каким углом виден наблюдателю с Земли диск Солн­ца? Укажите примерную градусную величину этого угла.

Источник

Астролябия – что собой представляет этот прибор, как сделать своими руками

Можно сразу понять назначение древнейшего астрономического приспособления, если обратить внимание на его современных потомков:

  • подвижную карту звездного неба, знакомую каждому со школы,
  • приспособления для преобразования прямого восхождения, склонения звезд,
  • инструменты, способные измерять величину вертикальных углов.

Астролябия и ее назначение

Издревле людям стали требоваться устройства, помогающие ориентироваться в пространстве. Они были необходимы мореплавателям, путешественникам, священнослужителям, торговцам, чтобы возвращаться домой из дальних странствий, астрономам для изучения небесных светил, координат объектов.

Древние астрономы назвали астролябией прибор для измерения широты и долготы точки нахождения объектов, небесных светил. Он давал возможность определить высоту расположения звезд, Солнца над поверхностью планеты Земля, а также, благодаря полученным данным, рассчитать местоположение. В путешествиях такое изделие служило единственным ориентиром для определения координат, времени суток. Говоря кратко, астролябия стала одним из старейших средств измерения, придуманных людьми еще в античные времена.

В разные века она использовалась как:

  • часы,
  • дальномер,
  • навигатор,
  • счётная машина,
  • справочник координат,
  • атлас тригонометрических функций.

Видео обзор астролябии

Ей посвящались трактаты на разных языках мира, слагались стихи, рисовались картины. Такой астрономический инструмент был ценным подарком для царей, королей, султанов, аристократов.

История происхождения

Удивительно, что началом конструирования приспособления были времена геоцентрического видения картины, когда считалось, что все небесные объекты вращаются вокруг Земли. Но это не помешало ученым сконструировать для измерений модель такого точного прибора.

Основа названия астрономического инструмента слово «астра». Если перевести с греческого языка — «звезда». Вторая часть переводится, как «захват». У многих элементов арабские термины. Причина – длительная эволюция приспособления для измерений.

Родом из античности

Развитие астрономии вместе с другими науками тесно связано с историей Древней Греции. Считается, что почти за два века до начала нашей эры здесь пользовались прообразом изделия, созданного Гиппархом. Во втором веке схожий угломерный инструмент описан Клавдием Птолемеем. Им же изготовлено устройство, способное определять местонахождение звезд на небе.

Кто придумал

Обычно астролябии изготавливали из дерева, сплава меди с цинком. Неизвестно, кем изобретена астролябия из металла. Достоверно лишь то, что первый такой прибор существовал уже в IV веке. Сделан он, вероятнее всего, последним управителем знаменитой Александрийской библиотеки Теоном Александрийским.

Усовершенствование

Арабы быстро оценили все достоинства конструкции, расширили область применения астролябии. Ее стали использовать для математических вычислений, предсказаний астрологов. Западноевропейцы стали пользоваться прибором с XII века. Но пик его популярности пришелся на эпоху Возрождения, когда астрономические знания считались базой образования, а умение пользоваться астрономическим инструментом – престижным.

Художественное оформление превратило прибор в предмет коллекционирования при королевских дворах. Модели украшались инкрустацией из драгоценных камней, декорировались золотом и серебром. Указатели изготавливались как листья, причудливые завитки.

Стереографическая проекция – разворот сферы на плоскости

В основу работы астрономического устройства положена стереографическая проекция. Любой круглый объект небесной сферы при планисферном проецировании остается круглым на плоскости, причем величина углов сохраняется. Этот принцип изображения сферы на плоской поверхности – изобретение древнегреческого математика Аполлония Пергского.

Как устроена астролябия

С помощью прибора фиксируется разница показаний между горизонтом и направлением на небесный объект. С учетом местного времени, специальных таблиц определяется широта расположения точки. Древние изделия подвешивали вертикально с помощью кольца. Через алидаду, снабженную диоптрами, велось наблюдение за звездами, чья высота отсчитывалась по шкале. Позже прибор превратился стал геодезическим приспособлением для измерения величины углов горизонтальной плоскости, съемки планов местности.

Из каких деталей состоит

Астролябия Теона Александрийского, как все последующие модели, включала:

  • каркас всей конструкции,
  • диски – «тимпаны», содержащие отметки линий горизонта, меридианов, кругов равных высот и азимутов,
  • систему небесных координат с полюсом мира, зодиакальным кругом с набором звезд, чье положение фиксировалось указателями,
  • алидаду с визиром для наблюдения за звездами и небесными светилами,
  • Скреплялась вся конструкция осью.
  • Разные гравировки на шкалах позволяли вычислять положение небесных тел, разное на протяжении суток и всего года.
  • Иногда модели комплектовались шкалами с дополнительной информацией.

На что похожа Астолябия

Конструкция похожа на «тарелку» с разными пазами, мелкими элементами, шестеренкой, градусной разметкой. В основе классической астролябии диск круглой формы с высоким бортом, кольцом для точной нивелировки. С внешней стороны на лимбе расположена шкала, оцифрованная в градусах, часах, минутах. Чаще астролябии изготавливали небольших размеров, чтобы удобно было, взяв в руки, использовать для навигации.

Где применялась

Функции прибора настолько разнообразны, что его вполне можно считать компьютером звездочетов. Еще в Х столетии ас-Суфи в трактате 386 глав описал почти 1000 вариантов области применения астролябии.

Возможно, арабский ученый несколько преувеличил возможности изделий, но с их помощью:

  • велся пересчет координат,
  • через визир определялся вектор направления,
  • уточнялось время,
  • строились гороскопы,
  • измерялись глубины или высоты земных предметов,
  • вычислялись тригонометрические функции.
Читайте также:  Народный метод измерения давления

Другие виды астролябий

Конструкции астрономических изделий изготавливались соответственно целям измерений.

  • сферическими,
  • челночнообразными,
  • наблюдательными,
  • линейными,
  • морскими.

Мастера изготавливали также универсальные конструкции.

Как пользоваться

В формулировке определения, что такое астролябия, нет описания, как правильно проводятся измерения, потому что процесс не требует специальной сноровки.

  • Вначале измеряется высота Солнца или одной из ярких звезд. На результат показывает линейка.
  • Поворачивая сетку «паука», добивается совпадение эклиптических точек с изображением малого круга небесной сферы.
  • При правильном использовании на лицевой поверхности появляется стереографическое изображение неба, позволяющее с помощью шкалы рассчитать координаты.

Где можно увидеть и приобрести старинный инструмент

Увидеть уникальные изделия можно в музеях, частных коллекциях, обсерваториях. История каждого из них удивительна. Сохранилась деревянная модель, изготовленная незадолго до свержения сефевидского правителя Солтана Хусейна I. Эрмитаж хранит такие уникальные устройства, как трофейная астролябия, привезенная после русско-турецкой войны XVIII — XIX века. Надписи на ней сделаны персидской и арабской вязью, числовые значения написаны не цифрами, а прописью.

Такой же инструмент — экспонат Лондонского музея, а модель XVI века — собственность Германии. Ее автор Иоганн Преториус украсил изделие гравюрами, деталями завораживающей красоты. Сегодня разные модели можно купить онлайн, через лавки сувениров, музеи, у ремесленников, на виртуальных аукционах.

Как сделать астролябию своими руками

Самостоятельно точное средство измерений сделать нелегко, потому что необходимы математические знания, навыки черчения и расчетов. Ведь достоверность результата зависит от точности заданных параметров.

Простейшую модель астролябии своими руками можно сделать из картона. Для изготовления надо запастись:

  1. компасом,
  2. транспортиром с дугой 7,5 см,
  3. оргстеклом или куском многослойной фанеры,
  4. латунной полоской шириной 2-3 см.

  • Вначале изготовления астролябии нужно вырезать из фанеры диск диаметром 14-15 см для лимба (круговой шкалы). Разметкой будут два транспортира, приклеенных к поверхности круга.
  • Затем подготовить к монтажу визирную планку из латунной полоски. Ее длина должна быть больше поперечника диска на 5-6 см. Ее концы, выступающие за края диска, следует изогнуть вверх под углом 90 градусов, пропилить в них отверстия.
  • На горизонтальной части просверлить по две прорези пошире, через которые можно видеть показания круговой шкалы.
  • Они должны быть расположены симметрично центру планки. Центр готовой визирной планки прикрепить к центру диска с помощью болта, шайбы, гайки.
  • Она должна свободно вращаться в горизонтальной плоскости. На центр визира приклеить компас.
  • Для измерений визирная планка направляется на Солнце, которое должно быть видно через прорези планки по бокам.
  • Азимутом светила будет отношение разметки транспортира в градусах к указателю севера компаса.

Источник

Естествознание.ру

Астролябия

Одним из старейших астрономических инструментов является астролябия. В переводе с древнегреческого слово «астролабон» переводится как «берущий звезды». В основе астролябии лежит принцип стереографической проекции — это когда объекты с объемной формы переносятся на плоскость. В случае с астролябией объекты шарообразной сферы окружающего космоса (звезды, планеты) переносятся на плоский круг.

  • Описание: механический астрономический прибор, предназначенный для измерения высоты космических объектов над горизонтом с целью определения географических координат точки, в которой производится измерение.
  • Изобретение: IV в. н. э. (древнегреческим математиком и астрономом Теоном Александрийским).
  • Размеры: диаметр от 10-15 см до 5 м.

Основой астролябии служит «тарелка» с круговой шкалой, размеченной градусами либо часами (как вариант— и градусами, и часами). Астролябия оснащена подвесным кольцом. Можно подвесить ее на палец (если прибор небольшой) или на крюк, и тогда астролябия уравновесится в строго вертикальном положении собственной силой тяжести.

Шкала и прицельная планка

Кроме шкалы (1) главной механической составляющей астролябии является вращающаяся прицельная планка (2). На самых сложных астролябиях она оснащалась двумя диоптрами (3) — пластинками с отверстиями, похожими на прицел винтовки. При помощи диоптра достигалась большая точность измерений.

Тимпан и «паук»

Основание астролябии — тимпан (4). Это круглый плоский диск со стереографической проекцией космических объектов, наблюдаемых с Земли. Поскольку из различных точек земного шара мы видим космос по-разному, то для них должны быть изготовлены разные тимпаны. На тимпан накладывается «паук» (5) — фигурная решетка, стрелки которой указывают на самые яркие звезды.

Шарообразная астролябия

Сферическая астролябия использовалась намного реже, чем плоская. Она сложнее в изготовлении, больше по габаритам и тяжелее, однако точнее. Дело в том, что при стереографической проекции космических объектов на плоскость обязательно возникают погрешности.

Как работает астролябия?

Подвесим астролябию на пальце над головой. Установив центральную линию прибора (6) на уровне горизонта и «прицелившись» через прицельную планку (7) на выбранный объект неба (8), можно определить собственные координаты.

Звездная GPS

Такие приборы, как астролябия или поперечный жезл, полезны не только для астрономов. По расположению звезд можно узнать координаты той местности, в которой ты находишься. В те времена, когда не существовало системы глобального позиционирования (CPS), астролябия была очень полезна в дальних плаваниях. По-сути, звездное небо и играло роль CPS для древних мореплавателей.

Источник

От астролябий и секстантов до GPS — коллекционирование старинных научных приборов

На сегодняшний обзор нас натолкнул добрый морской юмор в описании одного из лотов , в котором были предложены следующие способы обсервации с помощью секстана:

  • С помощью секстана измерить угловые высоты светил и рассчитать место по астрономическим таблицам. (Способ самый неудобный, требует громоздких книг, сумасшедших навыков вычислений и уйму времени. Современные штурмана этот способ крайне не любят).
  • Продать секстан, а на вырученные деньги купить самую дешевую GPS-ку и с ее помощью без труда определить место. Продавая секстан, следует помнить, что стоит он намного дороже GPS-ки.
  • Показывать секстан за деньги в глухой береговой деревушке. На деньги купить аппаратуру для дешифровки сигналов аварийного радиобуя. Бросить буй за борт, принять его сигнал и расшифровать.

Согласитесь, что для большинства из нас секстанты, старинные микроскопы, астролябии, теодолиты, кипрегель и иже с ними могут использоваться только в качестве прибора для забивания гвоздей. Из измерительных приборов нас учили пользоваться разве что штангенциркулем. Даже названия не говорят современному человеку практически ни о чем. А знаете ли вы, что есть даже целое общество “ The Scientific Instrument Society (SIS) ”, основанное в 1983 году с целью объединения людей, специализирующихся на изучении и коллекционировании научных приборов?

Давайте попробуем немного разобраться в этой теме и заодно посмотреть по каким критериям оценивают подобные предметы антиквариата.

Что относится к научным приборам?

  • Микроскопы , телескопы
  • Навигационные приборы, глобусы , солнечные часы
  • Медицинские инструменты и оборудование
  • Инженерные приборы
  • Весы
  • Барографы , барометры
  • Оптические приборы, стереоскопы

Конечно же, одним из самых важных факторов, кроме возраста предмета, в оценке является сохранность. Чем лучше выглядит прибор, тем он дороже оценивается. При описании обычно указывают все дефекты, царапины, сколы, разбитые стекла и т.д.

На стоимость также влияют материалы, из которых изготовлен предмет. Позолота, серебро, красное дерево повышают стоимость. Бронзовые и латунные приборы также могут цениться высоко, если прибор в хорошем состоянии и работоспособен. Научные инструменты не только служили по своему прямому назначению, но также зачастую были изготовлены известными мастерами своего дела и высоко оценивались.

Как ни странно, иногда стоимость предмета повышается, если его можно использовать в качестве украшения интерьера. Это относится к старинным весам, глобусам, барометрам и метеостанциям, особенно выполненным в стиле арт-деко.

Научные приборы — что есть что

Октант (октан) — прибор, применяющийся в морской навигации и предназначенный для измерения углов. Его название произошло от латинского слова octans — восемь, так как шкала октанта составляет 45° (1/8 часть окружности). Октант может измерять углы до 90°. С его помощью можно также измерить расположение звезды на небе. Октант стал предшественником секстантов. Октант изобретён английским астрономом и математиком Джоном Хэдли вместе со своими братьями Джорджем (1685—1768) и Генри (1687-?) и был представлен в 1731 году в Лондонском королевском обществе.

Астролябия (астролабон, «берущий звезды») — один из старейших астрономических инструментов, служивший для измерения горизонтальных углов и определения широт и долгот небесных тел. Астролябия впервые появилась в Древней Греции. С XII века астролябии становятся известны в Западной Европе, где вначале использовали арабские инструменты, а позднее стали изготовлять свои по арабским образцам. Пика своей популярности в Европе астролябия достигла в эпоху Возрождения, в XV—XVI столетиях. Знание астрономии считалось основой образования, а умение пользоваться астролябией было делом престижа и знаком соответствующей образованности.

Читайте также:  Мой шаг как измерить

СЕКСТАН (секстант) – инструмент, предназначенный для измерения высот светил над видимым горизонтом, а также горизонтальных и вертикальных углов между ориентирами с целью определить координаты места корабля.

Кипрегель (от нем. kippen «опрокидывать(ся)» + фр. regle «линейка») — механический или оптический геодезический прибор, предназначенный для измерения превышений, расстояний, вертикальных углов, графического построения направлений и нанесения их на топоплан ландшафта.

Нивелир (от фр. niveler — «уравнивать», «ставить в уровень») — геодезический инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.

Теодолит — измерительный прибор для определения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съёмках, геодезических работах, в строительстве и т. п.

Посмотреть, купить или продать старинные научные приборы можно на интернет-аукционе в специальной категории: Техника и приборы

Источник

Древний прибор для измерения углов

Проблема измерения углов восходит к глубокой древности. Астрономические наблюдения, необходимость определения положе­ния солнца и звёзд на небе потребовали создания специальных прибо­ров для определения углов, под которыми видны эти светила. На ста­ринной гравюре (рис. 13 1) художник изобразил моряка эпохи Великих географических открытий, прокладывающего курс корабля с помощью из мерител ьных инструментов.

Одним из первых угломерных инструментов была астролябия (рис. 13.2), изобретённая Гиппархом (180-125 гг. до н. э.) и усовершен­ствованная впоследствии немецким учёным Региомонтаном (1436- 1476). Она состояла из тяжёлого медного диска — лимба, который под­вешивался за кольцо так, чтобы он висел вертикально и линия Г\Г 2 принимала горизонтальное положение. По краю лимба наносилась шкала, разделённая на градусы. Кроме этого, на лимбе имелась полоса А 1 А 2 , называемая алидадой, которая могла вращаться вокруг центра лимба и имела на концах поперечные пластинки с отверстиями, на­зываемыми диоптрами.

Для определения высоты звезды над горизонтом наблюдатель прикладывал глаз к нижнему диоптру и поворачивал алидаду так, что­бы звезда была видна через другой диоптр. Деление на шкале, около которого останавливался край алидады, и показывало высоту звезды над горизонтом в градусах.

Располагая плоскость лимба горизонтально, можно измерять углы и в горизонтальной плоскости. Для этого после установки астролябии алидаду сначала наводят на один объект наблюдения и засекают угол на шкале лимба, а затем на другой объект и также засекают угол. Разность между этими значениями и есть искомая величина угла.

Другим инструментом для измерения углов был квадрант, представляющий собой одну четвёртую часть астролябии (рис. 13.3).

Квадрант имел то преимущество перед астролябией, что его можно было сделать значительно больших размеров и тем самым увеличить точность измерения углов.

Существенные усовершенствования в конструкции астролябии и квадранта были сделаны французским учёным Жаном Пикаром в се­редине XVII в. Пикар заменил диоптры зрительной трубой, изобретён­ной незадолго до этого Галилеем. Перед линзой трубы он установил сетку из перекрещивающихся волосков, а для плавного вращения али­дады использовал микрометрический винт, что значительно повысило точность измерения.

Наиболее совершенным угловым инструментом, приме­няющимся для выполнения геодезических работ, является теодолит (рис. 13.4), состоящий из двух лимбов, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что позволяет измерять вертикальные и горизонтальные углы одновременно. На вертикальном лимбе имеется зрительная труба, с помощью которой алидады вертикального и горизонтального лимбов наводятся на объект наблюдения.

1. Какие инструменты служат для измерения градусной величины угла?

1. Найдите величины углов АОВ, АОС, АОВ, ВОС, BOD, COD, изображённых на рисунке 13.5.

2. Колесо имеет: а) 10 спиц; 6) 12 спиц (рис. 13.6, а, 6). Найдите величину угла (в градусах), который образуют две соседние спицы.

3. Колесо имеет: а) 18 спиц; б) 20 спиц (рис. 13.7, а, б). Найдите величину угла (в градусах), который образуют две соседние спицы.

4. Колесо зубчатой передачи имеет 72 зубца (рис. 13.8). Сколько градусов содержится в дуге окружности, заключённой между середи­нами двух соседних зубцов?

5. Сколько оборотов в минуту делает зубчатое колесо с 32 зуб­цами, если сцепленное с ним зубчатое колесо с 8 зубцами делает 12 оборотов в минуту (рис. 13.9)?

6. Чему равен угол между минутной и часовой стрелками на ча­сах в: а) 3 ч; б) 6 ч; в) 5 ч?

7. На сколько градусов повернётся минутная стрелка за:

а) 20 мин; 6) 10 мин; в) 50 мин?

8. На сколько градусов повернётся часовая стрелка за: а) 1 ч;

б) 30 мин; в) 20 мин?

9. На сколько градусов повернётся Земля вокруг своей оси за 8 часов (рис. 13.10)?

10. За сколько часов Земля повернётся вокруг своей оси на 90° (рис. 13.10)?

Под каким углом виден наблюдателю с Земли диск Солн­ца? Укажите примерную градусную величину этого угла.

Источник

Астролябия – что собой представляет этот прибор, как сделать своими руками

Можно сразу понять назначение древнейшего астрономического приспособления, если обратить внимание на его современных потомков:

  • подвижную карту звездного неба, знакомую каждому со школы,
  • приспособления для преобразования прямого восхождения, склонения звезд,
  • инструменты, способные измерять величину вертикальных углов.

Астролябия и ее назначение

Издревле людям стали требоваться устройства, помогающие ориентироваться в пространстве. Они были необходимы мореплавателям, путешественникам, священнослужителям, торговцам, чтобы возвращаться домой из дальних странствий, астрономам для изучения небесных светил, координат объектов.

Древние астрономы назвали астролябией прибор для измерения широты и долготы точки нахождения объектов, небесных светил. Он давал возможность определить высоту расположения звезд, Солнца над поверхностью планеты Земля, а также, благодаря полученным данным, рассчитать местоположение. В путешествиях такое изделие служило единственным ориентиром для определения координат, времени суток. Говоря кратко, астролябия стала одним из старейших средств измерения, придуманных людьми еще в античные времена.

В разные века она использовалась как:

  • часы,
  • дальномер,
  • навигатор,
  • счётная машина,
  • справочник координат,
  • атлас тригонометрических функций.

Видео обзор астролябии

Ей посвящались трактаты на разных языках мира, слагались стихи, рисовались картины. Такой астрономический инструмент был ценным подарком для царей, королей, султанов, аристократов.

История происхождения

Удивительно, что началом конструирования приспособления были времена геоцентрического видения картины, когда считалось, что все небесные объекты вращаются вокруг Земли. Но это не помешало ученым сконструировать для измерений модель такого точного прибора.

Основа названия астрономического инструмента слово «астра». Если перевести с греческого языка — «звезда». Вторая часть переводится, как «захват». У многих элементов арабские термины. Причина – длительная эволюция приспособления для измерений.

Родом из античности

Развитие астрономии вместе с другими науками тесно связано с историей Древней Греции. Считается, что почти за два века до начала нашей эры здесь пользовались прообразом изделия, созданного Гиппархом. Во втором веке схожий угломерный инструмент описан Клавдием Птолемеем. Им же изготовлено устройство, способное определять местонахождение звезд на небе.

Кто придумал

Обычно астролябии изготавливали из дерева, сплава меди с цинком. Неизвестно, кем изобретена астролябия из металла. Достоверно лишь то, что первый такой прибор существовал уже в IV веке. Сделан он, вероятнее всего, последним управителем знаменитой Александрийской библиотеки Теоном Александрийским.

Усовершенствование

Арабы быстро оценили все достоинства конструкции, расширили область применения астролябии. Ее стали использовать для математических вычислений, предсказаний астрологов. Западноевропейцы стали пользоваться прибором с XII века. Но пик его популярности пришелся на эпоху Возрождения, когда астрономические знания считались базой образования, а умение пользоваться астрономическим инструментом – престижным.

Художественное оформление превратило прибор в предмет коллекционирования при королевских дворах. Модели украшались инкрустацией из драгоценных камней, декорировались золотом и серебром. Указатели изготавливались как листья, причудливые завитки.

Стереографическая проекция – разворот сферы на плоскости

В основу работы астрономического устройства положена стереографическая проекция. Любой круглый объект небесной сферы при планисферном проецировании остается круглым на плоскости, причем величина углов сохраняется. Этот принцип изображения сферы на плоской поверхности – изобретение древнегреческого математика Аполлония Пергского.

Как устроена астролябия

С помощью прибора фиксируется разница показаний между горизонтом и направлением на небесный объект. С учетом местного времени, специальных таблиц определяется широта расположения точки. Древние изделия подвешивали вертикально с помощью кольца. Через алидаду, снабженную диоптрами, велось наблюдение за звездами, чья высота отсчитывалась по шкале. Позже прибор превратился стал геодезическим приспособлением для измерения величины углов горизонтальной плоскости, съемки планов местности.

Из каких деталей состоит

Астролябия Теона Александрийского, как все последующие модели, включала:

  • каркас всей конструкции,
  • диски – «тимпаны», содержащие отметки линий горизонта, меридианов, кругов равных высот и азимутов,
  • систему небесных координат с полюсом мира, зодиакальным кругом с набором звезд, чье положение фиксировалось указателями,
  • алидаду с визиром для наблюдения за звездами и небесными светилами,
  • Скреплялась вся конструкция осью.
  • Разные гравировки на шкалах позволяли вычислять положение небесных тел, разное на протяжении суток и всего года.
  • Иногда модели комплектовались шкалами с дополнительной информацией.
Читайте также:  Сенсор глюкозы ммт 7008 для измерения уровня глюкозы

На что похожа Астолябия

Конструкция похожа на «тарелку» с разными пазами, мелкими элементами, шестеренкой, градусной разметкой. В основе классической астролябии диск круглой формы с высоким бортом, кольцом для точной нивелировки. С внешней стороны на лимбе расположена шкала, оцифрованная в градусах, часах, минутах. Чаще астролябии изготавливали небольших размеров, чтобы удобно было, взяв в руки, использовать для навигации.

Где применялась

Функции прибора настолько разнообразны, что его вполне можно считать компьютером звездочетов. Еще в Х столетии ас-Суфи в трактате 386 глав описал почти 1000 вариантов области применения астролябии.

Возможно, арабский ученый несколько преувеличил возможности изделий, но с их помощью:

  • велся пересчет координат,
  • через визир определялся вектор направления,
  • уточнялось время,
  • строились гороскопы,
  • измерялись глубины или высоты земных предметов,
  • вычислялись тригонометрические функции.

Другие виды астролябий

Конструкции астрономических изделий изготавливались соответственно целям измерений.

  • сферическими,
  • челночнообразными,
  • наблюдательными,
  • линейными,
  • морскими.

Мастера изготавливали также универсальные конструкции.

Как пользоваться

В формулировке определения, что такое астролябия, нет описания, как правильно проводятся измерения, потому что процесс не требует специальной сноровки.

  • Вначале измеряется высота Солнца или одной из ярких звезд. На результат показывает линейка.
  • Поворачивая сетку «паука», добивается совпадение эклиптических точек с изображением малого круга небесной сферы.
  • При правильном использовании на лицевой поверхности появляется стереографическое изображение неба, позволяющее с помощью шкалы рассчитать координаты.

Где можно увидеть и приобрести старинный инструмент

Увидеть уникальные изделия можно в музеях, частных коллекциях, обсерваториях. История каждого из них удивительна. Сохранилась деревянная модель, изготовленная незадолго до свержения сефевидского правителя Солтана Хусейна I. Эрмитаж хранит такие уникальные устройства, как трофейная астролябия, привезенная после русско-турецкой войны XVIII — XIX века. Надписи на ней сделаны персидской и арабской вязью, числовые значения написаны не цифрами, а прописью.

Такой же инструмент — экспонат Лондонского музея, а модель XVI века — собственность Германии. Ее автор Иоганн Преториус украсил изделие гравюрами, деталями завораживающей красоты. Сегодня разные модели можно купить онлайн, через лавки сувениров, музеи, у ремесленников, на виртуальных аукционах.

Как сделать астролябию своими руками

Самостоятельно точное средство измерений сделать нелегко, потому что необходимы математические знания, навыки черчения и расчетов. Ведь достоверность результата зависит от точности заданных параметров.

Простейшую модель астролябии своими руками можно сделать из картона. Для изготовления надо запастись:

  1. компасом,
  2. транспортиром с дугой 7,5 см,
  3. оргстеклом или куском многослойной фанеры,
  4. латунной полоской шириной 2-3 см.

  • Вначале изготовления астролябии нужно вырезать из фанеры диск диаметром 14-15 см для лимба (круговой шкалы). Разметкой будут два транспортира, приклеенных к поверхности круга.
  • Затем подготовить к монтажу визирную планку из латунной полоски. Ее длина должна быть больше поперечника диска на 5-6 см. Ее концы, выступающие за края диска, следует изогнуть вверх под углом 90 градусов, пропилить в них отверстия.
  • На горизонтальной части просверлить по две прорези пошире, через которые можно видеть показания круговой шкалы.
  • Они должны быть расположены симметрично центру планки. Центр готовой визирной планки прикрепить к центру диска с помощью болта, шайбы, гайки.
  • Она должна свободно вращаться в горизонтальной плоскости. На центр визира приклеить компас.
  • Для измерений визирная планка направляется на Солнце, которое должно быть видно через прорези планки по бокам.
  • Азимутом светила будет отношение разметки транспортира в градусах к указателю севера компаса.

Источник

Естествознание.ру

Астролябия

Одним из старейших астрономических инструментов является астролябия. В переводе с древнегреческого слово «астролабон» переводится как «берущий звезды». В основе астролябии лежит принцип стереографической проекции — это когда объекты с объемной формы переносятся на плоскость. В случае с астролябией объекты шарообразной сферы окружающего космоса (звезды, планеты) переносятся на плоский круг.

  • Описание: механический астрономический прибор, предназначенный для измерения высоты космических объектов над горизонтом с целью определения географических координат точки, в которой производится измерение.
  • Изобретение: IV в. н. э. (древнегреческим математиком и астрономом Теоном Александрийским).
  • Размеры: диаметр от 10-15 см до 5 м.

Основой астролябии служит «тарелка» с круговой шкалой, размеченной градусами либо часами (как вариант— и градусами, и часами). Астролябия оснащена подвесным кольцом. Можно подвесить ее на палец (если прибор небольшой) или на крюк, и тогда астролябия уравновесится в строго вертикальном положении собственной силой тяжести.

Шкала и прицельная планка

Кроме шкалы (1) главной механической составляющей астролябии является вращающаяся прицельная планка (2). На самых сложных астролябиях она оснащалась двумя диоптрами (3) — пластинками с отверстиями, похожими на прицел винтовки. При помощи диоптра достигалась большая точность измерений.

Тимпан и «паук»

Основание астролябии — тимпан (4). Это круглый плоский диск со стереографической проекцией космических объектов, наблюдаемых с Земли. Поскольку из различных точек земного шара мы видим космос по-разному, то для них должны быть изготовлены разные тимпаны. На тимпан накладывается «паук» (5) — фигурная решетка, стрелки которой указывают на самые яркие звезды.

Шарообразная астролябия

Сферическая астролябия использовалась намного реже, чем плоская. Она сложнее в изготовлении, больше по габаритам и тяжелее, однако точнее. Дело в том, что при стереографической проекции космических объектов на плоскость обязательно возникают погрешности.

Как работает астролябия?

Подвесим астролябию на пальце над головой. Установив центральную линию прибора (6) на уровне горизонта и «прицелившись» через прицельную планку (7) на выбранный объект неба (8), можно определить собственные координаты.

Звездная GPS

Такие приборы, как астролябия или поперечный жезл, полезны не только для астрономов. По расположению звезд можно узнать координаты той местности, в которой ты находишься. В те времена, когда не существовало системы глобального позиционирования (CPS), астролябия была очень полезна в дальних плаваниях. По-сути, звездное небо и играло роль CPS для древних мореплавателей.

Источник

Угломерные астрономические инструменты

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .

Смотреть что такое «Угломерные астрономические инструменты» в других словарях:

Инструменты — получить на Академике действующий промокод МИФ издательство или выгодно инструменты купить со скидкой на распродаже в МИФ издательство

МОРЕХОДНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ — инструменты, употребляемые в морском деле в целях обеспечения кораблевождения. К мореходным инструментам относятся: навигационные инструменты (см.) и астрономические инструменты (морские угломерные инструменты, хронометры и часы, вспомогательные… … Морской словарь

Переносные инструменты — (астр.) так называются малые пассажные инструменты и вертикальные круги, универсальные инструменты, теодолиты и прочие астрономические инструменты, употребляемые при определении географического положения мест, при триангуляциях, точных съемках и… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Визарная ось зрительной трубы — в астрономических, геодезических и физических угломерных снарядах линия, проходящая через оптический центр объектива и через точку пересечения нитей (паутиновых), помещенных внутри трубы вблизи окуляра; эта ось совпадает с лучом зрения, идущим от … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Практическая астрономия — учит наиболее целесообразно располагать, производить и обрабатывать наблюдения астрономическими инструментами, необходимые для решения той или другой задачи астрономии. Существенную часть ее составляет теория инструментов (об этом см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Астрономия Древней Греции — Астрономия Древней Греции астрономические познания и взгляды тех людей, которые писали на древнегреческом языке, независимо от географического региона: сама Эллада, эллинизированные монархии Востока, Рим или ранняя Византия. Охватывает… … Википедия

История астрономии — История науки … Википедия

Угломер — (синонимы уклономер, угломерка, угломера, углометр) угломерный прибор (инструмент, снаряд), предназначенный для измерения геометрических углов в различных конструкциях, в деталях и между поверхностями (в основном контактным методом) и … Википедия

Институт астрофизики Академии наук Республики Таджикистан — Тип астрономическая обсерватория Код 191 (наблюдения) Расположение Душанбе, Таджикистан Координаты … Википедия

Испытатель уровней — экзаменатор уровней, прибор для исследования уровней (См. Уровень) высокой чувствительности, которыми снабжаются астрономические, геодезические и др. угломерные инструменты. И. у. определяют цену деления уровня (т. е. угол, на который… … Большая советская энциклопедия

Экзаменатор уровней — прибор для исследования уровней (См. Уровень) высокой чувствительности, которыми снабжаются астрономические, геодезические и другие угломерные инструменты. См. Испытатель уровней … Большая советская энциклопедия

Источник