六分仪的使用方法(古航海定位神器“六分仪”)
为啥叫这个名字也很好理解,简化一下,我们可以看到,六分仪的整个框架只占圆大小的六分之一。
六分仪的构造
上面连接有指标臂、望远镜、指标镜、地平镜,以及底部的刻度尺(0到120度)。看到这里,我不禁要问,刻度尺上的度数为啥和六分仪的夹角不一样?它又是怎么靠这几样东西在海上定位的呢?
六分仪是怎么在海上定位的?
咱们不妨先来演示一下,当指标臂还没有发生转动时(归零状态下),你会发现地平镜和指标镜刚好平行。
地平镜的一侧是镜子,另一侧是玻璃,从望远镜中看过去,这时镜子和玻璃中的图像还是相同的。
然后将指标臂转动一定的角度,相应的,指标镜也会跟着转动相同的角度(α)。
但光线的偏转角度(β)是指标镜实际转动角度的2倍【即入射光线与海平线之间的夹角】,与游标卡尺上的刻度数刚好对应上了。
同时从地平镜中的镜子里反射的图像也发生了改变,是不是很神奇,这就是双反射原理。
而在实际观测中,观测者一般是先通过望远镜在地平镜中找到太阳,然后再调整六分仪,直至太阳与海平线相切,这时指示的刻度值就是太阳的高度角。
后面只需要在天文历中查到当天的赤纬角(太阳直射点的维度),再将二者进行对比计算(太阳高度角和赤纬角),观测者就能知道自己所在的经纬度了。
再简单点,把太阳换成北极星,连天文历都不用拿出来,因为北极星的高度角刚好等于观测者所在地的维度!
过洋牵星术
当然,利用星星辅助定位的技术可不止这个,比如郑和下西洋时用到的一项黑科技,“过洋牵星术”,就是这个其貌不扬的硬木板,它又叫“牵星板”,一共有12块,分别是1指到12指。
使用方法很简单,一只手拿着木板,一只手拉着绳子,这里选择的木板,要能够保证它的上边缘与星体相切,下边缘对准海平线。
如这些郑和常用到的星星,北极星对应一指,西北部司星对应四指,织女星对应十一指。