Секстант (инструмент)

Секстант (спрема латински ''sexstans'', генитив ''sextantis'': шести дел) – рачен мерен инструмент за мерење аголна висина на небесните тела, најчесто се применува при навигација на бродови или воздухоплови. Се развил од квадрантот на Томас Годфреј (1731) и Џон Хедли (1732). Телото на секстантот носи рачка, дурбин, кружна плоча (лимб) поделена на степени, рамка на мало огледало (во кое една половина е обично стакло), подвижна рачка (алхидада) и затемнето стакло (вештачки хоризонт). На алхидадата се наоѓа подвижно големо огледало и нониус или микрометарско тапанче. Низ дурбинот и стаклото на малото огледало се посматра морскиот хоризонт, а со поместување на алхидадата се врти големото огледало сè додека сликата на небесните тела не се преклопи со хоризонтот. Тогаш на алхидадата се отчитува аголната висина. Со него може да се мерат агли до 120°.
Либелниот секстант се употребува на воздухопловите, аголната висина се мери од средината на воздушното меурче во либелата, кое го надоместува морскиот или вештачкиот хоризонт. Перископскиот секстант служи за мерење аголна висина на подморниците и воздухопловите. Радарски секстант со примопредајна антена се употребува за мерење на аголна висина и азимут на Месечината. Електромагнетните бранови емитирани кон Месечината се одбиваат од нејзината површина и се враќаат на антената. Со мерење на аголот на елевација и аголот на носот на бродот се добиваат аголната висина и азимут на Месечината (радар). Радиосекстантот автоматски го следи Сонцето и кога има магла, бидејќи е осетлив на микробранови со бранова должина од приближно 0,8 cm, што ги зрачи Сонцето.
1 Историја
Сер Исак Њутн (1642 - 1727) го измислил начинот на работа на навигацискиот инструмент со двојна рефлексија на зраците на светлината и изработил скици на октантот, кои останале необјавени до 1742. Двајца научници, независно еден од друг и скоро истовремено (околу 1730 година) работеле на изработка на октантот. Англискиот математичар Џон Хедли и Американецот Томас Годфреј. Октантите ги замениле мерните инструменти кои дотогаш биле користени. Меѓутоа, се покажало дека максималниот агол од 90° којшто може да го мери октантот не е доволен, па се појавил инструмент со поголема скала – секстантот. Првиот секстант со агол од 120° го направил Џон Берд во 1757 година.
2 Примена
Секстантот првенствено се користи како навигациски инструмент за одредување на географските координати на посматрачот со мерење на аголната висина на различни небесни тела (Сонцето и некои ѕвезди) во дадениот момент (астрономска навигација). Во минатото бил широко користен во морепловството, но со појавата на помодерни системи за навигација (на пр. сателитска навигација) ја добил улогата на резервен инструмент кому не му треба електрична струја.
2.1 Мерење со секстант
Начинот на работа на секстантот е многу едноставен. По оптички пат, со помош на две огледала, истовремено се посматра хоризонтот и небесното тело (обично Сонцето). Со приборот директно се мери аголот меѓу зраците кои стигнуваат од хоризонтот и зраците од небесното тело. Прво двете огледала се поставуваат во рамнина вертикална на хоризонтот. Долното огледало е неподвижно и по ширина е разделено на две половини, непропусна и пропусна. Држејќи го секстантот во раката, треба да се намести така што низ дурбинот да се види хоризонтот. Ова го дозволува пропусната половина на неподвижното огледало. Со тоа мерниот инструмент е ''хоризонтиран''. Ако хоризонтот не се гледа, инструментот мора да се хоризонтира на друг начин, на пример со либела. Хоризонтот може да се посматра со помош на горното, подвижно огледало, но само ако тоа огледало за заврти и постави напоредно со долното огледало. Од оптика е познато дека две паралелни огледало не ја менуваат насоката на зраците, туку доведуваат до паралелно поместување на зраците. Зракот кој стигнал од подвижното огледало ќе го одбие во дурбинот непропусната половина на неподвижното огледало.
После тоа во дурбинот треба да се види небесното тело кое се наоѓа на некоја висина ''h'' над хоризонтот, што се постигнува со завртување на подвижното огледало. Ако огледалото се заврти за 90°, одбиениот зрак ќе опише лак од 180°. Одбиениот зрак секогаш се завртува за двоен агол од завртувањето на огледалото. Тоа значи, ако зракот се оддалечи од хоризонтот за агол ''h'', огледалото треба да се заврти за двојно помал агол ''h/2''. Одбиениот зрак и понатаму ќе го погаѓа неподвижното огледало и во дурбинот истовремено ќе ја здогледаме сликата на небесното тело, преклопена настрана со сликата на хоризонтот, која стигнува директно низ неподвижното огледало. Поместувањето на подвижното огледало ''h/2'' се мери со положбата на неговата рачка на работ на агломерот (лимбата). Но наместо положбата на рачката да се означува во степен (агол)степени на завртување на огледалото, веднаш се означува во двојна мера или во степени на висината ''h''. Висината над хоризонтот не е исправно измерена ако посматрачот се наоѓа над морското ниво, бидејќи тогаш на аголот над водорамната рамнина ''h'' му се додава депресија на хоризонтот ''ϑ'' која настанува заради закривеноста на Земјата. Депресијата на хоризонтот зависи од надморската висна и треба да се земе предвид.
3 Начин на работа
Секстантот се заснова на својството на аголното огледало, а служи за мерење агли во астрономската навигација. На рамката на мерниот инструмент се наоѓаат две мали рамни огледала, едно неподвижно, другото подвижно, но и двете вертикални на површината на рамката. Паралелно со рамката на секстантот се наоѓа дурбин. Неподвижното огледало само на долната половина е обложено со сребро за да зракот светлина би можел директно да помине низ необложениот дел и да дојде во дурбинот, односно во окото. Зракот светлина од телото паѓа на подвижното огледало, каде се одразува и после повторната рефлексија на неподвижното огледало доаѓа низ дурбинот во окото.
Како и кај секое аголно огледало, аголот на зракот светлина пред и после рефлексијата е еднаков на двојниот агол меѓу огледалата:
:<math> \beta = 2 \cdot \alpha </math>
Секстантот на долниот крај има кружен сектор, со големина 1/6 круг, заради што се нарекува секстант. На тој кружен сектор се наоѓа скала од 0° до 150° и така намалена така што може директно да се чита аголот, а да не се множи со два. Подвижното огледало се завртува околу оската со рачка која се вика алхидада, а на долниот крај се наоѓа нониус за читање на аглите.
При мерењето од едното тело се добива директна слика во дурбинот, а од другото рефлектирана слика, која со поместување на подвижното огледало со помош на алхидадата мора точно да се намести над првата слика. После тоа со помош на нониусот се отчитува аголот.
4 Поврзано
* Квадрант (инструмент)
* Октант