林煜也不管三人到底有没有搞懂六分仪的工作原理,接着又用手演示起了六分仪的使用方法。
六分仪的用法并不难,在测量天体地平的高度时,作为观测者需要手持六分仪,让望远镜镜筒保持水平面,并从望远镜中观察被测天体经地平镜反射所成的像,同时调节活动臂,使星象落在望远镜中所见的地平线上。
这也是地平镜需要用半反射玻璃(春秋战国时期就有玻璃了)来制造的原因。
而在牛顿提出的几何光学反射定律中,只要天体的星象与地平线重合,那该天体的高度就等于六分仪地平镜与指标镜夹角的二倍。
接着,只需要根据这个定律,恰当地设计圆弧标尺上的刻度,就可以直接读出天体的高度数值,并据此去测算精确的地理经纬度。
实际上,最早的六分仪并不是六分仪,而是八分仪,也叫直角仪,因为它的测量角度为90°。
八分仪一经问世,就迅速取代了原来很不方便,也很不精确的星盘,但八分仪的缺陷也很明显,它的角度相对而言还是太低了。
哪怕比象限仪(测角45°)放大了一倍,但依旧无法去测量月球与其它天体的角距。
于是乎,后来者对其进行改进,将八分仪继续扩大,变成了360°的完整圆圈测角仪。
效果很好,精确度拉满,可笨重程度也拉满,完全没法用了。
那就折中一下,把360°圆圈给弄成120°的弧形三角板,这也就成了六分仪。
不过,六分仪虽然能测量地理经纬度,靠大明目前的工业水平也能生产得出来。
但也不是全无缺点的。
六分仪最大的缺点就是容易受到天气的干涉影响,不能在阴雨天使用。
而且,因为工业技术不达标,制作的过程中必定会引入机械误差,从而降低六分仪的测量精度。
一般来说,经验丰富的天文学家,正常白天观测的均方误差为±0.7′~±1.0′。
这点误差林煜还是能够接受的,大不了后面再改进就是。
此外,六分仪除了观星测算以外,也可以在沿岸航行时观测两个地面物标之间的水平夹角,用于在海图上定位。
反正突出一个方便好用!