Гномон
- Гно́мон (др.-греч. γνώμων — указатель) — древнейший астрономический инструмент, вертикальный предмет (обелиск, колонна, шест), позволяющий по наименьшей длине его тени (в полдень) определить угловую высоту Солнца. Кратчайшая тень указывает и направление истинного меридиана. Гномоном также называют часть солнечных часов, по тени от которой определяется время в солнечных часах.
Искусство конструирования и изготовления гномонов и солнечных часов называется гномоникой.
Гномон позволяет определить:
* астрономический полдень — момент, когда длина его тени наименьшая.
* направление на географический полюс — по направлению тени в астрономический полдень.
широта места — по длине тени в астрономический полдень.Для точности измерения важное значение имеет высота гномона — чем он выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, что повышает точность измерения. Для удобства отсчёта на конце гномона было отверстие, которое было ярко видно в тени. Другой способ увеличения точности — находить биссектрису утренней и вечерней тени одинаковой длины: на рассвете и закате скорость изменения длины тени выше и её направление (для заданной длины) устанавливается точнее.
Тем не менее точность гномона в принципе невелика, так как угловой диаметр Солнца приблизительно равен 30′, использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно.
Принято считать, что гномон изобрёл древнегреческий философ и астроном Анаксимандр Милетский.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Согласно классической теории дифракции, луч света от удаленного источника, попадая в круглый окуляр, формирует изображение, состоящее из ряда светлых и темных концентрических полос вокруг яркой центральной точки, — так называемую дифракционную картину. Законы оптики говорят нам, что реальный источник света в нашем восприятии будет размыт, и такое размытие наблюдается в любом оптическом приборе. Если мы наблюдаем два близких источника света, их размытые образы накладываются один на другой. Рэлей как.
Источник
Гномон
Гномон — древнейший астрономический инструмент, вертикальный предмет, позволяющий по наименьшей длине его тени определить угловую высоту Солнца. Кратчайшая тень указывает и направление истинного меридиана. Гномоном также называют часть солнечных часов, по тени от которой определяется время в солнечных часах.
Искусство конструирования и изготовления гномонов и солнечных часов называется гномоникой.
Гномон позволяет определить:
направление на географический полюс ближайший, если наблюдатель находится вне тропического пояса — по направлению тени в астрономический полдень.
широта места — по длине тени гномона и величине солнечного склонения в астрономический полдень данной даты.
астрономический полдень — момент, когда длина его тени наименьшая.
Для точности измерения важное значение имеет высота гномона — чем он выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, что повышает точность измерения. Для удобства отсчёта на конце гномона было отверстие, которое было ярко видно в тени. Другой способ увеличения точности — находить биссектрису утренней и вечерней тени одинаковой длины: на рассвете и закате скорость изменения длины тени выше и её направление для заданной длины устанавливается точнее.
Тем не менее точность гномона в принципе невелика, так как угловой диаметр Солнца приблизительно равен половине градуса, использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно. Для повышения точности определения длины и направления тени гномона применялись различные «обострители тени» — диафрагмы с отверстием или шары небольшого диаметра, в этом случае единственным нескомпенсированным источником ошибки окажется явление атмосферной рефракции.
Принято считать, что гномон изобрёл древнегреческий философ и астроном Анаксимандр Милетский.
применяются при астрономических наблюдениях. Первыми такими инструментами были гномоны затем появились астролябии, квадранты, секстанты. В XVII веке появились
часах в Александрии проведём дугу, проходящую через конец тени гномона и основание гномона и этот отрезок дуги произведёт большой круг на чаше, поскольку
проекту была построена Гаочэнская обсерватория, на которой был установлен гномон высотой 12, 8 м. Создал 13 астрономических приборов, многие из которых имели
звёздам. Тосканелли построил в соборе Святой Марии де Фиоре во Флоренции гномон при помощи которого с точностью до полусекунды определялся полдень местного
100 лет Эратосфен, зная расстояние от Александрии до Сиены и используя гномон около Александрийской библиотеки во время положения Солнца над Сиеной в
он открыл вековое ускорение среднего движения Луны. Он усовершенствовал гномон и доказал, что его тень показывает высоту над горизонтом верхнего края а
епископским гербом. Некоторые из меркат — кроссов выполняют также роль гномона солнечных часов. Самое раннее документальное упоминание о меркат — кроссах
для установки в его доме в Белпере. Часы добротно сделаны, имеют толстый гномон одна сторона которого отбрасывает тень до полудня, а шпиль с другой стороны
имитация Armilla, сделана в Династия Юань 1: 3, имитация солнечные часы Гномон В настоящее время обсерватория является музеем, работающим под эгидой Пекинского
часами. Медиафайлы на Викискладе Траншейные часы Михаль С., Часы. От гномона до атомных часов. — М.: Знание, 1983. Пипуныров В. Н., История часов
Источник
1.4. Угломерные инструменты.
С зарождением торговли возникла потребность ориентироваться не только во времени, но и в пространстве, точнее говоря, на поверхности Земли (ориентировались за Солнцем, Луной, а со временем и за яркими звездами). Для этого начали применять угломерные инструменты . Но первой задачей для угломерных инструментов стало уточнение календаря, поскольку погрешность его составляла около 5 дней в год (Египетский календарь (360 дней в году) – применялся для регистрации разливов Нила), поэтому измерять время начали с помощью гномона – одного из самых старых инструментов.
Гномон — вертикальный стержень, который отбрасывает тень (от Солнца) на горизонтальную плоскость. Если измерить длину гномона (L) и длину отбрасываемой тени (l) то можно определить угловую высоту Солнца, а за высотой – время. Эти вычисления можно сделать, используя современную формулу: tg h = L / l . Также с помощью гномона, следя за длиной отбрасываемой тени, можно довольно точно определить моменты, когда она становится наиболее длинной или наиболее короткой, то есть, иначе говоря, зафиксировать дни солнцестояний. За этими данными легко вычислить длину года, а отсюда – и даты солнцестояний. Таким образом, не смотря на простую конструкцию, гномон разрешает измерять очень важные в астрономии величины. Эти измерения будут тем точнее, чем выше гномон, поскольку конец тени не бывает резко очерченным и всегда имеет полутень. Древние наблюдатели, чтобы лишиться полутени, закрепляли сверху вертикальную пластинку с маленьким круглым отверстием. Еще за тысячу лет до начала нашей эры в Египте был построен гномон в виде обелиска высотой в 117 римских футов. Во время царствования императора Августа гномон перевезли в Рим, установили на Марсовом поле и определяли с помощью его момент полудня. В Пекинской обсерватории в XIII в. н.э. был установлен гномон высотой 13 м, а известный узбекский астроном Улугбек (XV в.) пользовался гномоном высотой 55 м. Наибольший же гномон работал в XV в. на куполе Флорентийского собора. Вместе со зданием его высота достигала 90 м.
К числу древнейших астрономических инструментов принадлежит также астрономический посох , с помощью которого наблюдатель мог определить высоту светила над горизонтом. Он состоит из линейки и рейки, которая может перемещаться по линейке. На концах рейки размещены небольшие стержни – визиры. В некоторых случаях визир с отверстием был еще на двух концах линейки, к которым наблюдатель прикладывал глаз. За положением рейки и определялась высота светила над горизонтом.
Древние греческие астрономы пользовались еще так называемым трикветром , который состоял из трех соединенных между собою линеек.
Но астрономический посох и трикветр не могли обеспечить высокую точность измерений, поэтому эти измерения начали делать с помощью квадрантов – угломерных инструментов, которые достигли большой точности до конца средневековья. В простейшем варианте квадрант представляет собой плоскую доску в форме четверти градуированного круга. Вокруг центра этого круга оборачивается подвижная линейка с двумя диоптрами (иногда вместо линейки пользовались трубками). Если плоскость квадранта вертикальная, то за положением линейки, которая направлена на светило, легко измерять высоту светила над горизонтом.
В тех случаях, если вместо четверти круга использовали его шестую часть, инструмент назывался секстантом , а если восьмую часть – октантом . Как и в других случаях, чем больший был квадрант или секстант, тем более точные измерения можно было с ним выполнять. Для того чтобы большие квадранты были стойкими и прочными их закрепляли на вертикальных стенах. Такие настенные квадранты еще в XVIII веке считались лучшими угломерными инструментами.
К такому же типу инструментов, как и квадрант, принадлежит астролябия или астрономическое кольцо . Астролябия представляет собой двухмерную модель ночного неба, разделенный на градусы металлический круг, который подвешен к какой-нибудь опоре. В центре астролябии закреплена алидада – линейка с двумя диоптрами, которая может вращаться (направляется на светило). За расположением алидады легко вычислить угловую высоту светила. В основном с помощью астролябии древние астрономы определяли положения Солнца, Луны, планет и наиболее ярких звезд.
Часто древним астрономам необходимо было измерять не высоты светил, а угловое расстояние между ними. Для этого они применяли универсальный квадрант . Этот инструмент имел две трубки – диоптры, из которых одна неподвижно скреплялась с дугой квадранта, а вторая – вращалась вокруг его центра. Главная особенность универсального квадранта – его штатив, с помощью него квадрант можно было фиксировать в любом положении. При измерениях углового расстояния, например, от звезды к планете неподвижный диоптр направлялся на звезду, а подвижный – на планету. Отсчет за шкалой квадранта давал искомый угол.
Широкое применение в астрономии нашла и армиллярная сфера , или армилла . Она представляла собой модель небесной сферы с ее важнейшими точками и кругами – полюсами и осью мира, меридианом, горизонтом, небесным экватором и эклиптикой. Армиллярные сферы также иногда дополнялись маленькими кругами – небесными параллелями и другими деталями. Почти все круги были градуированы, и сама сфера могла оборачиваться вокруг оси мира. Наклон оси мира можно было изменять соответственно широте местности.
Для точного измерения времени древние астрономы пользовались солнечными горизонтальными и экваториальными часами. Простейшие солнечные часы – экваториальные. Они состоят из стержня и циферблата, который направляется на полярную звезду за счет поднимания его на определенный угол. В горизонтальных часах роль стержня играет треугольная пластина, верхняя сторона которой направлена на полярную звезду. Эти часы отличаются еще тем, что секторы часов не равны между собой. Самые большие солнечные часы было построено в XVIII в. н.э. в Дели. Тень от треугольной 18 метровой стены, падает на оцифрованные мраморные дуги, диаметр которых достигает 6 м. Эти часы исправно работают и по сей день и показывает время с точностью до 1 минуты. Солнечные часы имеют большой недостаток – они показывают время только во время солнечной погоды, а ночью они вообще не работают. Поэтому для измерения времени древние астрономы применяли еще песчаные часы, а также клепсидры (жидкостные часы).
Источник
География
С помощью какого астрономического инструмента в древности определяли высоту Солнца над горизонтом?
В древности определяли высоту Солнца над горизонтом с помощью гномона. Гномон состоит из вертикального стержня, установленного на горизонтальной площадке. По длине и направлению тени стержня можно определить высоту Солнца над горизонтом.
Ещё по теме
Что такое ветер? Можно ли считать ветром движение воздуха, создаваемое вентилятором?
Движения земли. Как отражается движение Земли вокруг Солнца на изменении вашего режима дня в течение года?
Где в Мировом океане чаще всего возникают штормы?
Погода и климат. Закончите предложение: «Климат — это. ».
Найдите и покажите на карте территории, покрытые ледниками.
Как люди открывали землю (1). В чём состоит подвиг X. Колумба? Какой вклад он внёс в развитие цивилизации? Чем привлекает личность X. Колумба?
Рельеф земли. Горы. На какие группы разделяют горы по высоте?
Что такое планета?
Определите по контурам, какие географические объекты изображены?
Какую роль в природе играет биологический круговорот?
Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!
О сайте
На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.
Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.
calcsbox.com
На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.
© 2021 Все калькуляторы online
Копирование материалов запрещено
Источник
Астрономические инструменты
Вы будете перенаправлены на Автор24
Астрономические инструменты — это приборы и аппараты которые используются в ходе астрономических наблюдений за небесными объектами.
Первыми в истории подобными инструментами были гномоны, позже появились такие инструменты как астролябия, квадрант и секстант.
В Новое время, в XVII веке, в Европе появились в телескопы. Первый телескоп был создан знаменитым итальянским астрономом Галилео Галилеем. В ХХ веке на вооружении астрономов появились более совершенные приборы. Это были радиотелескопы, рентгеновские, нейтринные, а также гравитационные телескопы.
Гномон и астролябия
Гномон – из всех астрономических инструментов он является наиболее древним. Он представляет собою поставленный вертикально столбик. Таким предметом может быть обелиск или колонна, например. Используя его, древние могли узнавать по наименьшей его тени в полдень угловую высоту Солнца. В результате, полуденная кратчайшая тень указывала и направление истинного меридиана.
Готовые работы на аналогичную тему
Рисунок 1. Гномон. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Считается, что его изобрел древнегреческий философ Анаксимандр, из древнегреческого города Милет, расположенного в Малой Азии, на берегу Эгейского моря.
Кроме того, гномоном называли ещё и часть солнечных часов. В них по направлению его тени можно определить время.
С помощью гномонов можно определить следующие астрономические величины:
- астрономический полдень. Астрономическим полднем считается момент, когда длина тени гномона становится наименьшей.
- направление на географический полюс – такое направление можно выяснить по направлению тени гномона в астрономический полдень.
- широта места – её определяют по длине тени, которую можно наблюдать в астрономический полдень.
Чем выше сам гномон, тем выше его точность.
Астролябия.Этот астрономический инструмент также является одним из древнейших в мире. Он использовался для измерения горизонтальных углов и определения широты и долготы тех или иных небесных тел. Само слово астролябия происходит от древнегреческого слова, означающего «берущий звезды». Астролябия работала по принципу стереографической проекции, которая переводила окружность на сфере в окружность на плоскости.
Рисунок 2. Астролябия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Этот прибор использовался для определения времени и продолжительности дня, математических вычислений и астрологических предсказаний.
Впервые астролябия появилась во времена Древней Греции. Её изобретателем считается Аполлоний Пергский, живший в третьем веке до нашей эры.
Начиная с восемнадцатого века, астролябия стала использоваться при межевании земель, чтобы измерить горизонтальные углы при работе. В настоящее время астролябия вытеснена теодолитом.
Квадрант и секстант
Квадрант является ранним прототипом другого астрономического прибора секстанта и предназначен для определения высот небесных объектов и угловых расстояний между светилами.
Квадрант устроен из пластины с лимбом в четверть окружности, для того чтобы иметь возможность отсчитывать углы. Также у квадранта есть планка для телескопа
Рисунок 3. Квадрант. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Использовались большие стенные квадранты, которые прикреплялись к стенам астрономических обсерваторий. К концу семнадцатого века квадрант вышел из употребления.
Секстант. Это измерительный навигационный прибор, который используется для измерения высоты Солнца и иных небесных объектов над горизонтом. Целью таких измерений является определение географических координат той точки, в которой, собственно, и производится измерения.
Рисунок 4. Секстант. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Под горизонтом, в основном, понимается горизонт моря. А под точкой измерения понимается судно, с которого и производится операция.
Использование секстанта позволяет узнать широту того места, в котором располагается наблюдатель. Для этого нужно узнать высоту Солнца, а также дату, в которой и производилось измерение.
Также с помощью секстанта можно проводить измерение горизонтального угла, который расположен между направлениями на разные объекты.
Секстант был изобретен независимо друг от друга в 1730 году английским математиком Джоном Хэдли и американским изобретателем Томасом Годфри
Секстант основан на принципе совмещения изображений при использовании двойного отражения одного из них. Такой метод был придуман ещё Исааком Ньютоном в 1699 году, однако, не был опубликован.
Телескопы
Телескоп — это прибор, с помощью которого люди могут проводить визуальные наблюдения отдалённых небесных объектов.
Изобретателем телескопа считается Галилео Галилей который в 1609 году создал телескоп с восьмикратным увеличением, имевшим длину около полуметра. Само, название, «телескоп» было предложено в 1611 году греческим математиком Иоаннисом Димисианосом.
Различают несколько видов телескопов.
Оптический телескоп – телескоп, который собирает и фокусирует электромагнитное излучение оптического диапазона. С помощью оптического телескопа происходит увеличение наблюдаемого объекта, и его становится возможным наблюдать или фотографировать.
Рисунок 5. Оптический телескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Оптические телескопы в основном делятся на следующие типы:
- Линзовые телескопы – в них в качестве объектива используется линза либо система линз.
- Зеркальные телескопы, они же рефлекторы, в них в роли объектива выступает вогнутое зеркало.
- Зеркально-линзовые телескопы – в таких телескопах объективом выступает в основном сферическое главное зеркало.. В качестве компенсации его аберраций используются линзы.
Радиотелескопы. Они применяются при изучении космических объектов в радиодиапазоне.
Рисунок 6. Радиотелескопы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Радиотелескоп состоит из таких основных элементов как принимающая антенна, принимающая аппаратура и радиометр, являющийся чувствительным радиоприемником, который перестраивается по частоте.
Так как радиодиапазон является больше оптического, то для отслеживания и регистрации радиоизлучения специалисты используют радиотелескопы той конструкции, которая подходит для того или иного радиодиапазона.
Для регистрации радиоизлучения в длинноволновой области телескопы составляются из большого числа от десятков до тысяч элементарных приемников, в основном диполей.
Если нужен радиодиапазон коротких волн, то специалистами используется полу- или полноповоротные параболические антенны.
Радиоинтреферометрия — радиотелескопы, расположенные в разных частях земного шара и объединенные в одну сеть.
Рентгеновский телескоп – такой телескоп используется при наблюдении объектов в рентгеновском спектре. Поскольку атмосфера Земли не является прозрачной для рентгеновских лучей, то такие телескопы используют на искусственных спутниках или высотных ракетах.
Гравитационно-волновой телескоп или детектор гравитационных волн используется для поиска и регистрации гравитационных волн.
Детектор гравитационных волн (гравитационно-волновой телескоп) техническое устройство, предназначенное для регистрации гравитационных волн. Такие волны могут образовываться в результате процесса слияния двух черных дыр.
Впервые такие волны были непосредственно обнаружены в 2015 году. Таким образом, было подтверждено одно из утверждений общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Источник