如何自制经纬仪

男人真难

一、赤经及赤纬
9 i; U$ ]! T- c5 m" A5 z7 R在茫茫大海中，航行的船只遇到危险，求急救时，第一就是要让救援的人知道船只的所在处，也就是说要将船只所在的经纬度告知救援的人。经纬度不仅能在海洋上指出船只的位置。它的最大好处是能将一个物体的确实位置，很简洁地让大家都能明了。同样的，在无际无涯的夜空星海中，一旦发现了新的星体，你如何将它的正确位置，公诸于世呢?你是否想到应该有一种类似经纬度的度量系统，来标定星球位置，制作星图呢?天文学家所使用的度量系统是赤经(Right ascension)及赤纬(Declination)，赤纬的单位是度(Degrees)，赤经单位是时(Hours)、分(Minutes)，我们对这些也许并不熟悉，但要了解也并不难。
$ ^( \) M. C9 @* G) R由于星辰距我们甚远，单靠眼睛实在辨别不出它们之间的远近差别，因此这些星球在我们看来都好像同样远近。我们就假想有一悬空之球壳罩住了整个地球，这个假想的球就叫做天球(Celestial sphere)，而这些星星就固定在球壳内面，每次我们只能看到半个球面。因为地球自转的结果，天球便好像由东至西不断地绕著我们旋转，而天球北(南)极恰在地球地理北(南)极的正上空，天球赤道也恰在地球赤道的正上空，即位在二天极的中央。像地球一样，我们将天球刻划上了经纬度，在天文学中这相当于地球纬(经)度的，便叫做赤纬(赤经)。从天极到天球赤道间，赤纬共分90°;而赤经共分24时，1时又分60分，即1h=60m=15°，这是因为地球或天球每小时旋转15°而得名。
这套决定天体位置的方法，看起来相当复杂，但是它有许多好处。例如，天球不断旋转，所以星星的视位置不断改变，像是由东至西横过夜空;同时，又因地球公转结果，虽在同一时刻，隔几天后，星星位置也稍稍偏西;或是你由北向南行走时，星星对地平线之相对位置，也都有所改变。既然星星之视位置，如此善变，故要依照所见来说明其位置，是相当困难的，只能藉著赤经、赤纬来说明了，因为每一个星球恰与一组赤经纬度相对应。但也由于星象瞬息万变，到底应如何去测量其赤经及赤纬呢?
) t2 m* L0 b; E: A7 q: j% m/ c8 E二、经纬仪之制作
经纬仪(Theodolite)是用来量度赤经、赤纬的，它是一种具有许多天文望远镜特性的观测装置。
' U# C5 B+ ^8 x3 G现在介绍一种简单的经纬仪做法，所须材料列于表一，各材料之尺寸大小仅供参改，可自斟酌，但各零件之相关位置必须弄清。
, K: z, s- z$ `. @6 t制作之前先看看图1，图2，图3，及作法：
1.用厚(3/8)"之三夹板，锯下二个圆盘，直径比量角器(分度器)稍大约(1/2)"即可。以强力胶在每一圆盘上，黏上二块量角器，量角器底边中点，须确实黏在圆盘中心上。(见图2)。
2.把一个圆盘用二根螺丝钉，固定在D上，圆盘之圆心与90°之连线，必须与D之中线重叠，在D之两端各钉上一个螺丝圈，(注意不是钉在有圆盘的那一面，见图2)视线便可通过两个小圈观察。
3.在另一圆盘圆心处，凿一(1/4)"的洞，这洞要同时穿过A、C，(见图3)，用一螺丝穿过栓好，调整一下松紧程度，使C很容易旋转。
: y' O- J+ |6 V. \2 a4.从附于D之量角器圆心凿洞，以木栓或螺丝将D、C旋紧。但D、C间要能转动，不要固定。
9 Z* P" H- f2 h! E% X- ]5.用铁片截取三个三角形，以螺丝钉或小钉子将它们附于C上，三角形之尖端必须平贴于量角器上。
6.以铰鍊将A、B接好。(见图1)
" \; L  Y2 V2 j7.G、H上距一端(3/4)"处凿一小洞，距此洞 1"处起，沿每一木绦之中线，凿一宽(3/16)"之细缝，直到距另一端1"处。在小洞处以螺丝钉将G、H栓在A之二边，再用座钻通过细缝将G、H栓在B 之边上，这是用来调整角度x的。钉螺丝或座钻时，应钉在适当位置，以致当调整至细缝末端时，A、B能够重合。
经纬仪这时便可使用了。
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