Backstaff - Backstaff
Backstaff a, seyir ölçmek için kullanılmıştır alet yükseklik a gök gövde , özellikle de Güneş veya Ay . Güneşi gözlemlerken, kullanıcılar Güneşi arkalarında tuttu (dolayısıyla adı) ve üst kanat tarafından bir ufuk kanadı üzerine düşen gölgeyi gözlemlediler. 1594'te Seaman's Secrets adlı kitabında anlatan İngiliz denizci John Davis tarafından icat edildi .
Arka personel türleri
Backstaff, bir gölgenin izdüşümü ile güneşin yüksekliğini ölçen herhangi bir alete verilen isimdir. Geriye dönük gözlemleri kullanarak güneşin yüksekliğini ölçme fikrinin Thomas Harriot'tan kaynaklandığı anlaşılıyor . Arka sıralar olarak sınıflandırılabilecek çapraz kadrodan birçok enstrüman türü geliştirilmiştir . Navigasyon aletlerinin tarihinde sadece Davis kadranı baskın olmaya devam etmektedir. Gerçekte, Davis kadranı esasen backstaff ile eş anlamlıdır. Bununla birlikte, Davis böyle bir enstrümanı tasarlayan ne ilk ne de sonuncuydu ve diğerleri de burada değerlendiriliyor.
Davis kadranı
Kaptan John Davis , 1594 yılında arka personelin bir versiyonunu icat etti. Davis, denizcinin usturlapı , kadran ve çapraz personel gibi günün enstrümanlarına oldukça aşina olan bir denizciydi . Her birinin doğal dezavantajlarını fark etti ve bu sorunları azaltabilecek ve güneş yükselmelerini elde etmenin kolaylığını ve doğruluğunu artırabilecek yeni bir araç yaratmaya çalıştı .
Kadran personelinin erken bir versiyonu Şekil 1'de gösterilmektedir . Bir asaya, asa boyunca kayabilmesi için yapıştırılmış bir yayı vardı (kavisli şekil seçilmesine rağmen şekil kritik değildir). Yay (A), gölgesini ufuk kanadına (B) yansıtacak şekilde yerleştirildi . Seyirci asaya bakar ve ufuk kanadındaki bir yarıktan ufku gözlemlerdi. Yay, gölge ufka hizalanacak şekilde kaydırılarak, güneşin açısı dereceli kadroda okunabilir. Bu basit bir kadrandı, ancak birinin istediği kadar doğru değildi. Enstrümandaki doğruluk, personelin uzunluğuna bağlıdır, ancak uzun bir personel, enstrümanı daha hantal hale getirdi. Bu aletle ölçülebilen maksimum yükseklik 45 ° idi.
Kadranının bir sonraki versiyonu Şekil 2'de gösterilmektedir . Önceki versiyonda aletin üst kısmındaki yay , bir vasistas üzerine yerleştirilmiş bir gölge kanat ile değiştirildi . Bu aynalık, değnek üzerindeki gölgenin açısını belirtmek için dereceli bir ölçek boyunca hareket ettirilebilir. Asanın altına 30 ° 'lik bir yay eklendi. Soldaki ufuk kanadından görülen ufuk, gölge ile aynı hizadadır. Nişan kanatlı ufka görüntüsü ile aynı hizaya gelene kadar yay üzerinde hareket eder. Ölçülen açı, kıç yatırmasının konumu ile gösterilen açı ile yay üzerindeki ölçekte ölçülen açının toplamıdır.
Şimdi Davis ile özdeşleşen enstrüman Şekil 3'te gösterilmektedir . Bu form, 17. yüzyılın ortalarında gelişti. Çeyrek yay iki bölüme ayrılmıştır. 60 ° açıklığa sahip daha küçük yarıçaplı yayı, çubuğun üzerine monte edildi. 30 ° açıklığa sahip daha uzun yarıçaplı ark, aşağıya monte edildi. Her iki yay da ortak bir merkeze sahiptir. Ortak merkeze, oluklu bir ufuk kanadı monte edildi (B). Üst yay üzerine, gölgesi ufuk kanadına düşecek şekilde hareketli bir gölge kanadı yerleştirildi. Alt yaya (C) hareketli bir gözetleme kanadı monte edildi.
Bir kişinin belirli bir konuma bir kanat yerleştirmesi, yayı keyfi bir konumda okumaktan daha kolaydır. Bu, bir kişinin iki çizgi segmentini doğru bir şekilde hizalama yeteneği olan Vernier keskinliğinden kaynaklanmaktadır . Bu nedenle, gölge kanadını belirli bir açıyla doğru bir şekilde yerleştirmek için nispeten az sayıda derecelendirme ile işaretlenmiş küçük yarıçaplı bir yay kullanılabilir. Öte yandan, gözetleme kanadını ufuk çizgisinin gölgeyle buluştuğu konuma hareket ettirmek büyük bir yay gerektirir. Bunun nedeni, konumun bir derecenin kesirinde olabilmesidir ve büyük bir ark, kişinin daha küçük derecelendirmeleri daha yüksek doğrulukla okumasına izin verir. Daha sonraki yıllarda aletin geniş yayı , arkın ana derecelendirmelerin izin verdiğinden daha yüksek doğrulukta okunmasını sağlamak için enine çizgilerle işaretlendi .
Böylece Davis, kadranın yapısını hem küçük hem de büyük bir yaya sahip olacak şekilde optimize edebildi ve tüm aleti çok büyük yapmadan büyük yarıçaplı tek bir yay çeyreğinin etkili doğruluğunu sağladı. Enstrümanın bu formu arka personel ile eşanlamlı hale geldi. Arka personelin en yaygın kullanılan biçimlerinden biriydi. Kıta Avrupası gezginleri buna İngiliz Çeyreği adını verdi .
Davis kadranının daha sonraki bir modifikasyonu , gölge kanadı yerine bir Flamsteed camı kullanmaktı ; bu, John Flamsteed tarafından önerildi . Bu, kanadın üzerine gölge yerine ufuk kanadına güneşin bir görüntüsünü yansıtan bir mercek yerleştirdi. Gökyüzünün puslu veya hafif kapalı olduğu koşullarda kullanışlıdır; Gölgenin görülemediği ufuk kanadında güneşin loş görüntüsü daha parlak gösteriliyordu.
Şekil 1 - Seaman's Secrets adlı kitabındaki bir illüstrasyondan sonra Davis Quadrant'ın basit bir habercisi . Ark, 45 ° 'lik açıları ölçmekle sınırlıydı.
Şekil 2 - Seaman's Secrets adlı kitabındaki bir illüstrasyondan sonraki ikinci Davis Quadrant'ı . Yukarıdaki yay, alttaki bir yay ve üstte gölge veren bir travers ile değiştirilir. Bu cihaz artık 90 ° 'ye kadar ölçüm yapabilir.
Şekil 3 - 17. yüzyılın ortalarında gelişen Davis Çeyreği. Üst aynalık 60 ° 'lik bir yay ile değiştirildi.
Kullanım
Enstrümanı kullanmak için, gezgin, gölge kanadını güneşin yüksekliğini tahmin eden bir konuma yerleştirir. Enstrümanı önünde tutarak, güneş arkasına alarak, enstrümanı tutar, böylece gölge kanadının bıraktığı gölge, yarığın yanındaki ufuk kanadına düşer. Ardından, aynı anda gölgenin konumunu korurken, görüş kanadından ufuk kanadının yarığına doğru bir çizgi halinde ufku gözlemlemesi için gözetleme kanadını hareket ettirir. Bu, iki yaydan okunan açının toplamı olarak ufuk ile güneş arasındaki açıyı ölçmesine izin verir.
Gölgenin kenarı güneşin kolunu temsil ettiğinden , güneşin yarı çapı değerini düzeltmelidir .
Davis çeyreğinden türetilen araçlar
Elton kadran Davis kadran türetilen. O bir indeks kolunu eklenen su terazileri , yapay bir ufuk sağlamaktır.
Yarı çapraz
Demi-cross Davis kadran ile çağdaş olan bir enstrüman oldu. İngiltere dışında popülerdi.
Dikey vasistas, çapraz bir kadranda yarı travers gibiydi , dolayısıyla adı yarı haçtı . Birkaç yükseklikten birine (Mayıs'a göre üç, de Hilster'e göre dört) ayarlanabilen bir gölge kanadını ( Şekil 4'te A ) destekledi. Gölge kanat yüksekliği ayarlanarak, ölçülebilen açı aralığı belirlendi. Kıç aynalık, personel boyunca kaydırılabilir ve açı, personel üzerindeki dereceli ölçeklerden birinden okunabilir.
Görme kanadı (C) ve ufuk kanadı (B), ufuk ile görsel hale getirilmiştir. Gölge kanadının gölgesi ufuk kanadına dökülerek ve ufuk ile aynı hizaya getirilerek açı belirlendi. Uygulamada, enstrüman doğruydu ancak Davis çeyreğinden daha kullanışsızdı.
Pulluk
Pulluk kısa bir süre için var olan alışılmadık bir enstrüman verilen isimdir. Kısmen çapraz personel ve kısmen de arka personeldi . Olarak Şekil 5 , bir de ufuk pervane üzerindeki gölge vasistas olan B . Şekil 1'deki kadro ile aynı şekilde çalışır . C , gözetleme kanadıdır. Navigatör, cihazı yatay olarak hizalamak için nişan kanadını ve ufuk kanadını kullanır. Gözetleme kanadı, personel boyunca soldan sağa hareket ettirilebilir. D , bir çapraz asada bulduğu gibi bir aynadır. Bu vasistasın üzerinde, farklı uzunluktaki vasistasları taklit etmek için kadrodan daha yakın veya daha uzağa hareket ettirilebilen iki kanat vardır. Kıç aynalık değne üzerinde hareket ettirilebilir ve açıları ölçmek için kullanılabilir.
Almucantar personeli
Almucantar personel özellikle düşük irtifalarda güneşin yüksekliğini ölçmek için kullanılan bir cihazdır.
Çapraz personel
Çapraz personel normal olarak doğrudan bir gözlem aracı oldu. Ancak, daha sonraki yıllarda geriye dönük gözlemlerle kullanılmak üzere değiştirildi.
Çeyrek
Bir ufuk kanadındaki gölge dökülmesini gözlemleyerek güneşin yüksekliğini ölçmek için kullanılan kadranın ( Arka gözlem kadranı) bir varyasyonu vardı .
Thomas Hood personel kadrosu
Thomas Hood , bu çapraz kadroyu 1590'da icat etti. Ölçme, astronomi veya diğer geometrik problemler için kullanılabilir.
Bir vasistas ve bir avlu olmak üzere iki bileşenden oluşur. Kıç aynalık dikey bileşendir ve üstte 0 ° ile altta 45 ° arasında derecelendirilmiştir. Kıç aynalığının tepesine gölge düşürmek için bir kanat monte edilmiştir. Avlu yataydır ve 45 ° ile 90 ° arasında derecelendirilmiştir. Vasistas ve bahçesinde özel uydurma (birleştirilir çift yuva içinde , Şekil 6 dikey vasistas ve yatay yarda bağımsız ayarlama sağlar).
Enstrümanı avlu ile alttan ziyade vasistasın üst kısmına yerleştirmek mümkündü.
Başlangıçta, kıç yatırması ve avlu, ikisi ilgili 45 ° ayarlarında birleştirilecek şekilde ayarlanır. Alet, avlu yatay olacak şekilde tutulur (navigatör buna yardımcı olmak için avlu boyunca ufku görebilir). Soket gevşetilir, böylece kıç yatırması dikey olarak hareket ettirilir ve kanadın gölgesi bahçenin 90 ° ayarına getirilinceye kadar. Sadece kıç yatırmasının hareketi bunu başarabilirse, yükseklik kıç aynalığının derecelendirmeleriyle verilir. Güneş bunun için çok yüksekse, soketteki avlu yatay açıklığı gevşetilir ve gölgenin 90 ° işaretine inmesi için avlu hareket ettirilir. Avlu daha sonra rakımı verir.
Bu oldukça doğru bir enstrümandı, çünkü mezuniyetler geleneksel bir çapraz kadroya kıyasla iyi aralıklıydı . Ancak, biraz hantal ve rüzgarda tutulması zordu.
Benjamin Cole kadran
Navigasyon dünyasındaki arka plan koleksiyonuna geç eklenen bu cihaz, 1748'de Benjamin Cole tarafından icat edildi .
Enstrüman , bir ucunda dönen bir kadrana sahip bir kadrodan oluşur . Kadran, dereceli ölçeğin üst ucunda isteğe bağlı olarak Davis çeyreğinin Flamsteed camı gibi bir merceği alabilen bir gölge kanadına sahiptir ( Şekil 7'de A ). Bu, ufuk kanadına (B) bir gölge düşürür veya güneşin bir görüntüsünü yansıtır . Gözlemci , aletin düz olduğundan emin olmak için görüş kanadındaki (D) bir delikten ve ufuk kanadındaki bir yarıktan ufku görür. Kadran bileşeni, ufuk ve güneşin görüntüsü veya gölgesi hizalanana kadar döndürülür. Yükseklik daha sonra kadran ölçeğinden okunabilir. Okumayı iyileştirmek için, çubuğa (C) dairesel bir sürgü monte edilmiştir.
Böyle bir enstrümanın 18. yüzyılın ortalarında tanıtılmış olması, kadranın oktantın varlığında bile hala geçerli bir enstrüman olduğunu göstermektedir .
İngiliz bilim adamı George Adams , aynı zamanda çok benzer bir backstaff yarattı. Adam'ın versiyonu, Flamsteed camı ile ufuk kanadı arasındaki mesafenin, kanattan gözetleme kanadına olan mesafeyle aynı olmasını sağladı.
Çapraz yay kadranı
Edmund Gunter , 1623 civarında denizci yayı olarak da adlandırılan çapraz yay kadranını icat etti. Adını okçunun tatar yayına olan benzerliğinden alıyor .
Bu alet, arkın 120 ° olması, ancak yalnızca 90 ° yay olarak derecelendirilmesi açısından ilginçtir. Bu nedenle, yay üzerindeki bir derecenin açısal aralığı bir dereceden biraz daha büyüktür. Enstrümanın örnekleri, 0 ° ila 90 ° derecelendirmeli veya yayın orta noktasında ortalanmış iki aynalı 0 ° ila 45 ° segmentli olarak bulunabilir.
Enstrümanın üç kanadı, ufku gözlemlemek için bir açıklığı olan bir ufuk kanadı ( Şekil 8'de A ), ufuk kanadına gölge düşürmek için bir gölge kanadı (B) ve navigatörün kullandığı bir gözlem kanadı (C) vardır. ufuk kanadındaki ufku ve gölgeyi görüntülemek için kullanılır. Bu, aynı anda güneşin yüksekliğini ölçerken aletin düz olmasını sağlamaya hizmet eder. İrtifa, gölgenin ve gözetleme kanatlarının açısal konumlarındaki farktır.
Bu enstrümanın bazı versiyonlarında , yılın her günü için güneşin eğimi yay üzerinde işaretlendi. Bu, navigatörün gölge kanadını tarihe ayarlamasına ve enstrümanın rakımı doğrudan okumasına izin verdi.
Referanslar
- Ephraim Chambers, Cyclopædia, The First Volume, 1728 backstaff kullanımını açıklıyor
- Maurice Daumas, Onyedinci ve Onsekizinci Yüzyılların Bilimsel Aletleri ve Yapımcıları , Portman Books, Londra 1989 ISBN 978-0-7134-0727-3
- Gerard L'Estrange Turner, Antik Bilimsel Aletler , Blandford Press Ltd. 1980 ISBN 0-7137-1068-3
Notlar
Dış bağlantılar
- Answers.com'da "Backstaff" - Bir backstaff'ın nasıl kullanıldığını gösteren güzel bir diyagram.
- İlişkilendirme
Bu makale şu anda kamu malı olan bir yayından metin içermektedir : Chambers, Ephraim , ed. (1728). Cyclopædia veya bir Evrensel Sanat ve Bilim Sözlüğü (1. baskı). James ve John Knapton, vd. Eksik veya boş |title= ( yardım )