六分仪的原理 基于光的反射定律,即光线的反射角等于入射角。六分仪是一种光学仪器,用于测量远方两个目标之间的夹角,广泛应用于航海和航空中。其结构包括一个扇形框架、活动臂、指标镜、半反射式地平镜和滤光片等部分。
结构组成
扇形框架:六分仪的外部结构,形状为扇形,便于携带和操作。
活动臂:连接在框架上,用于调节指标镜的位置。
指标镜:安装在活动臂的末端,通过转动指标镜使目标与海平线重合。
半反射式地平镜:安装在六分仪的左侧,用于反射望远镜中的图像,使观测者能够看到被测天体在地平线上的位置。
滤光片:用于测量太阳等明亮天体时,减少光线的干扰。
测量原理
观测者手持六分仪,保持望远镜镜筒水平,通过望远镜观察被测天体经地平镜反射所成的像。
调节活动臂,使星象落在望远镜中所见的地平线上。
利用几何光学中的反射定律,当天体的像与地平线重合时,该天体的高度等于地平镜与指标镜夹角的二倍。
通过设计圆弧标尺上的刻度,观测者可以直接读出天体的高度角。
精度与使用
六分仪的精度较高,最高可达10角秒。
具有轻便易用的特点,适用于海上测量地理坐标和确定航线。
在航空中,六分仪通常配有水准器代替地平线,以提高测量精度。
历史与发展
六分仪的原理最初由牛顿提出,经过多次改进,其测量夹角从90度发展到144度,但名称一直为六分仪。
1769年,库克船长在六分仪的帮助下成功抵达塔希提岛观测金星凌日。
综上所述,六分仪是一种基于光的反射定律的测量仪器,通过其独特的结构设计和操作方法,能够准确地测量出远方目标之间的夹角,在航海和航空中发挥着重要作用。