概述
現存於北京古觀象台的象限儀製造於1673年,它又被叫做地平緯儀,是專門測量天體地平高度的觀測儀器。
所謂“地平高度”,就是觀測者到某顆星星的視線與地平面的夾角。在天文學上,這一角度叫做“天體地平高度”。
象限儀的下端是一根方形橫樑和一對十字底座,在兩個十字底座的交叉點上,各豎起一根高三米多的圓柱,兩邊均有一條龍扶持,起到裝飾和加固雙重作用。兩根圓柱支撐著一根雕有雲紋圖案的橫樑,一根可以鏇轉的立軸連線在上下兩梁的中間,固定著整個扇形的象限環。象限環內雕有騰雲駕霧的巨龍,既增添了儀器的生氣,又起著平衡作用;象限環的橫邊呈水平狀,並且與立邊垂直,在兩邊的交叉點處掛有一根游表,貼附在象限環面上。
實際觀測時,轉動象限環,將游表對準待測星,觀看游表所指的弧面上的刻度,就可以知道這顆待測星的地平高度。
結構
象限儀是由
1、 主體工作面(垂直面);
2、 齒弧;
3、 導向指針;
4、 弧桿;
5、 水泡座;
6、 調節螺釘;
7、 調節螺套;
8、 鏇帽,等組成。
特點
象限儀鑄造精美,在象限弧的中間鑄有一騰雲戲珠的蒼龍,造型優雅,同時又具有平衡重心的妙用,使整個象限弧的重心落在中心的立軸上。軸的兩端是圓的,可以使象限弧垂直於地面自由地鏇轉。
在象限弧的圓心,立有一與弧面垂直的橫表,長三寸一分。在橫表上有一長與象限弧半徑相齊的窺衡,可繞圓心在弧面上下移動。在窺衡的下端有一立耳,旁有游表,今已遺失。
實際觀測時,移動窺衡,使立耳看橫表與待測的天體位於一條直線上,這是把窺衡定位,則游表所指的環弧上的刻度,就是該天體的地平高度或天頂距。
如從象限弧的上端向下起算,弧尺面上的刻度為天體的地平高度;如從下向上起算,從弧尺外側面的刻度上可以讀出天體的天頂距(在弧尺外側面的刻度上同時還標有從上端向下起算的測量天體地平高度的度數)。天體的地平高度H與天頂距Z的關係為:H=90°-Z。象限儀環弧面上的刻度亦採用第谷的橫向劃分法,可將一度分為60分,若用游表可精確到10秒。
古台的象限儀與第谷設計的四種象限儀中的鏇轉式地平象限儀最為接近,觀測方法完全一樣,只是在外觀設計方面獨具特色,採用了中國傳統的龍雲裝飾。
用途
(一) 用於測量火炮在垂直平面內自0—1500密位(0°~90°)範圍內的傾斜角,檢查火炮瞄準裝置及火炮之角度。
(二) 賦予火炮可調整至所需發射的密位置。
Ⅱ:象限儀規格:
(一) 由測量之密位的範圍確定。本象限儀的規格:0—1500密位(0°~90°)(一個密位等於1/6000圓周長)
(二) 精度:1.8分。
(三) 外形尺寸:長190×寬160×高36毫米。
(四) 重量:約1.4公斤。
戴維斯象限儀
16世紀末英國航海家約翰·戴維斯(John Davis)使用的象限儀,用於在航海時測量地球的緯度。
約翰·戴維斯在1585~1587年期間,曾為找尋西北航道,經格陵蘭島、巴芬灣做了三次探險航行。約翰·戴維斯的象限儀,或叫“竿式投影儀”(backstaff),是16世紀和17世紀最偉大的航海發明。
其原理很簡單。航海者無需像使用星盤或簡單象限儀時所要求的那樣設法看太陽,而是利用棍棒投射到刻度計上的影子,其影子端的位置表明了太陽的高度,這樣緯度就可以計算出來了。航海者在平靜的海面上,甲板穩定的時候使用戴維斯象限儀時,能取得最佳效果。
這種儀器幫助約翰·戴維斯成為當時一名非常優秀的航海家。在一個多數人對緯度的計算只能停留於度數的時代,戴維斯能精確到分。他的這一技能使他經常被航行到遠東的英國和荷蘭探險隊雇用,也使他完成了三次找尋西北航道的探險。
象限儀座
象限儀座是一個已經廢棄不用的星座名,在20世紀早期的星圖中,可以在天龍座、武仙座、牧夫座之間找到它,在1922年,它和其它一些星座一起被國際天文聯合會正式從擁擠的星空中排除,從而確定了今天國際上通行的88個星座。象限儀座則通過一個著名的流星雨記錄下了曾經有過這樣一個星座名字的歷史。
公元1795年時,前蘇聯的La Lande和他的侄子Michel le francais使用“象限儀”這種儀器進行一系列恆星觀測時,自創了這個名詞,不過,這個名詞並不被現代天文學承認,所以只能拿來當作“俗稱”。1922年,它和其他一些星座一起被國際天文聯合會正式從擁擠的星空中排除,從而確定了今天國際上通行的88個星座。而象限儀座這個名字卻通過其著名的流星雨保留了下來。象限儀流星雨是每年幾個最強的流星雨之一。