Sekstant
Ovo je glavno značenje pojma Sekstant. Za druga značenja pogledajte Sekstant (razdvojba).
Sekstant (prema latinskom sexstans, genitiv sextantis: šesti dio) je ručni mjerni instrument za mjerenje kutne visine nebeskih tijela, najčešće se primjenjuje u navigaciji broda ili zrakoplova. Razvio se iz kvadranta Thomasa Godfraya (1731.) i Johna Hadleya (1732.). Tijelo sekstanta nosi ručku, dalekozor, kružnu ploču (limb) podijeljenu na stupnjeve, okvir maloga zrcala (u kojem je jedna polovica obično staklo), pomičnu ručicu (alhidadu) i zatamnjena stakla (umjetni obzor). Na alhidadi se nalaze pomično veliko zrcalo i nonius ili mikrometarski bubnjić. Kroz dalekozor i staklo maloga zrcala motri se morski obzor (horizont), a pomicanjem alhidade okreće se veliko zrcalo sve dok se slika nebeskih tijela ne preklopi s obzorom. Na alhidadi se tada očita kutna visina. Njime se u stvari mogu mjeriti kutovi do 120°.
Libelni sekstant upotrebljava se na zrakoplovima; kutna se visina mjeri od sredine zračnoga mjehurića u libeli, koji nadomješta morski ili umjetni obzor. Periskopski sekstant služi za mjerenje kutne visine na podmornicama i zrakoplovima (periskop). Radarski sekstant s emisijsko-prijamnom antenom upotrebljava se za mjerenje kutne visine i azimuta Mjeseca. Elektromagnetski valovi emitirani prema Mjesecu odražavaju se s Mjesečeve površine i vraćaju na antenu. Mjerenjem kuta elevacije i pramčanoga kuta broda dobivaju se kutna visina i azimut Mjeseca (radar). Radiosekstant automatski prati Sunce i za magle, jer je osjetljiv na mikrovalove s valnom duljinom od približno 0,8 cm, što ih zrači Sunce.[1]
Povijest
Sir Isaac Newton (1642. - 1727.) izumio je način rada navigacijskog instrumenta s dvostrukom refleksijom zrake svjetlosti i izradio skice oktanta, koji su međutim ostali neobjavljeni do 1742. Dvojica znanstvenika su nezavisno i skoro istovrijemeno (oko 1730.) radili na izradi oktanta: engleski matematičar John Hadley i amerikanac Thomas Godfrey. Oktanti su zamijenili do tada korištene mjerne instrumente. Međutim, ispostavilo se da maksimalni kut od 90° koji oktant može mjeriti nije dovoljan, pa se pojavio instrument s većom skalom - sekstant. Prvi sekstant s kutom od 120° napravio je John Bird 1757.
Primjena
Sekstant se prvenstveno koristi kao navigacijski instrument za određivanje geografskih koordinata promatrača mjerenjem kutne visine različitih nebeskih tijela (Sunca i nekih zvijezda) u datom trenutku (astronomska navigacija). U prošlosti bio je široko korišten u pomorstvu, ali je s pojavom modernijih sustava navigacije (npr. satelitska navigacija) dobio ulogu pričuvnog instrumenta, koji ne treba električnu struju.
Mjerenje sekstantom
Način rada sekstanta veoma je jednostavan. Optičkim putem, uz pomoć dvaju zrcala, istodobno se promatra obzor (horizont) i nebesko tijelo (obično Sunce). Priborom se izravno mjeri kut između zrake koja stiže s točke na obzoru i zrake s nebeskog tijela. Prvo se postave oba zrcala u ravninu okomitu na obzor. Donje zrcalo je nepomično i po širini razdijeljeno na dvije polovice, nepropusnu i propusnu. Držeći sekstant u ruci, treba ga namjestiti tako da se kroz dalekozor ugleda obzor; to dopušta propusna polovica nepomičnog zrcala. Time je mjerni instrument horizontiran. Ako se obzor ne vidi, instrument se mora horizontirati nekim drugim putem, na primjer libelama. Obzor se može promatrati i uz pomoć gornjeg, pomičnog zrcala, ali samo ako se to zrcalo zakrene i postavi usporedno s donjim zrcalom. Iz optike je poznato da dva paralelna zrcala ne mijenjaju smjer zrake, već dovode do usporednog pomaka zrake. Zraku koja je stigla s pomičnog zrcala odbit će u dalekozor nepropusna polovica nepomičnog zrcala.
Nakon toga u dalekozoru treba ugledati nebesko tijelo koje se nalazi na nekoj visini h iznad obzora, što se postiže zakretanjem pomičnog zrcala. Ako se zrcalo zakrene za 90°, odbijena zraka će opisati luk od 180°. Odbijena se zraka uvijek zakreće za dvostruki kut zakreta zrcala. To znači, ako se zraka odmakne od obzora za kut h, zrcalo treba zakrenuti za dvostruko manji kut h/2. Odbijena zraka i dalje će pogađati nepomično zrcalo i u dalekozoru ćemo istodobno ugledati sliku nebeskog tijela, preklopljenu postrance sa slikom obzora, koja stiže izravno kroz nepomično zrcalo. Pomak pokretnog zrcala h/2 mjeri se položajem njegove ručke na rubu kutomjera (limbu). No umjesto da se položaji ručke označuju u stupnjevima zakreta zrcala, odmah se označuju u dvostrukoj mjeri ili stupnjevima visine h. Visina nad obzorom nije ispravno izmjerena ako se promatrač nalazi iznad morske razine, jer se onda kutu iznad vodoravne ravnine h dodaje depresija obzora ϑ koja nastaje zbog zakrivljenosti Zemlje. Depresija obzora ovisi o nadmorskoj visini i treba je uzeti u obzir.[2]
Način rada
Podrobniji članak o temi: ZrcaloSekstant se osniva na svojstvu kutnog zrcala, a služi za mjerenje kutova u astronomskoj navigaciji. Na okviru mjernog instrumenta nalaze se dva mala ravna zrcala, jedno nepokretno, drugo pokretno, ali oba okomita na ravninu okvira. Paralelno s okvirom sekstanta nalazi se dvogled. Nepokretno zrcalo obloženo je samo na donjoj polovini sa srebrom kako bi zraka svjetlosti mogla od tijela izravno proći kroz neobloženi dio i doći u dvogled, odnosno u oko. Zraka svjetlosti s tijela pada na pokretno zrcalo, gdje se odrazi i nakon ponovne refleksije na nepokretnom zrcalu dolazi kroz dalekozor u oko.
Kao i kod svakog kutnog zrcala, kut koji čini zraka svjetlosti nakon refleksije sa svojim prvobitnim smjeru jednak je dvostrukom kutu između zrcala:
- [math]\displaystyle{ \beta = 2 \cdot \alpha }[/math]
Sekstant ima na donjem dijelu kružni sektor, veličine 1/6 kruga, radi čega se zove sekstant. Na tom kružnom sektoru nalazi se skala od 0° do 150° i tako umanjena da se može direktno čitati kut, a da se ne množi sa dva. Pokretno zrcalo pokreće se oko osi pomoću ravnala, koje se zove alhidada, a na donjem je kraju nonius za čitanje kutova.
Pri mjerenju se od jednog tijela dobije direktna slika u dvogledu, a od drugoga reflektira slika, koja se pomicanjem pokretnog zrcala pomoću alhidade mora namjestiti točno iznad prve slike. Nakon toga se pomoću noniusa očita kut.[3]
Izvori
- ↑ sekstant , [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
- ↑ Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.
- ↑ Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
- "Vojna enciklopedija", drugo izdanje, knjiga 8, strana 498. Vojnoizdavački zavod Beograd, 1974.
- "Hrvatska opća enciklopedija", knjiga 9, str. 669, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Zagreb 2007. ISBN 978-953-6036-39-4
