Экспериментальное определение географической долготы местности
Контрольная работа - География
Другие контрольные работы по предмету География
е шарики. Когда стержень догорал до обусловленного места, шарик падал в фарфоровую вазу. Это был огненный будильник.
Совершенно очевидно, то ни песочные, ни огненные часы для транспортировки времени с места на место в течение многих месяцев, так же как солнечные и водяные часы не годились.
Для определения долгот астрономы нуждались в надежных механически часах, а именно таких в то время не было.
Толчок к развитию часового дня дал Галилео Галилей, предложивший использовать в качестве регулятора часов маятник. Но наиболее удачное решение этой задачи предложил независимо от Галилея Христиан Гюйгенс. Он сконструировал устройство, в котором маятник регулирует вращение системы зубчатых колес, сам получая при этом импульс, необходимый для того, чтобы размах колебаний не затухал. Так были заложены принципиальные основы точнейшего измерительного прибора - механических часов.
По мере усовершенствования часов обычный маятник был заменен качающимся балансиром. Так появись на свет первые хронометры. Но они еще оставались очень капризными. Ход хронометров в сильной степени зависел от температуры.
Наибольшую озабоченность в развитии часового дела повлияло британское адмиралтейство. Во второй половине XVII в. Великобритания все больше выдвигается на мировую арену как крупнейшая морская держава, оттесняя Голландию и Францию.
Специальным Биллем от 20 июля 1714 г. Английский парламент для поощрения изобретателей установил фантастическую по тем временам премию. За разработку надежного способа определения долготы на море с точностью до ? правительство обещало награду 20 тыс. фунтов стерлингов. Одним из экспертов при рассмотрении Билля выступал в парламенте президент Лондонского королевского общества Исаак Ньютон.
Решающего успеха в усовершенствовании хронометра добился английский часовой мастер Гаррисон. Он первым изготовил балансир из материалов с различными коэффициентами расширения. Изменения температуры компенсировалось изменением формы балансира.
Новый хронометр Гаррисона подвергся суровому испытанию 1761 г. В плавании от Портсмута до Ямайки и обратно. Ни тряска, ни штормы, ни повышенная влажность воздуха не вывели его из строя. По возвращению в Англию, после 161 дня пути, его показания были ошибочными всего на несколько секунд.
Появление точных хронометров было первым симптомом грядущей технической революции в Англии. Зачинатели машинного прядильного производства Харгривс, Кромптон, Аркрайт учились в часовых мастерских. Именно у английских часовщиков они перенял умение воплощать свои технические идеи в реальные, действующие механизмы.
Хронометры широко использовались для определения долгот важных астрономических пунктов. Из пункта в пункт везли на кораблях или каретах комплекс из нескольких хронометров - это называлось хронометрическим рейсом. Использование нескольких хронометров служило гарантией о грубых ошибок из-за неисправности одного из них, повышало точность определения долгот.
Точнейшие хронометрические экспедиции были предприняты в 1843 и 1845 гг. по инициативе основателя Пулковской обсерватории и обсерватории в городе Альтоне в течение лета 1843 г было совершено 16 морских переездов из Санкт-Петербурга в Альтону и обратно с 68 хронометрами. Это позволило определить долготу Пулкова относительно Альтоны с точностью до 0s,06. Через два года разности долгот между Пулковым, Москвой и Варшавой определялись по результатам восьмикратной перевозки в рессорном фургоне 40 хронометров.
Значение хронометров при определении долгот резко пошло на спад с изобретением телеграфа. Время нулевого меридиана стало передаваться пункт наблюдений по телеграфу. А впоследствии телеграф заменило радио. Сравнивая передаваемое специальным образом по радио время нулевого меридиана с местным временем в пункте наблюдения, астрономы определяют географические долготы с точностью до сотых и тысячных долей секунды времени.
Проблема определения времени географических долгот как одна из сложнейших проблем астрономии XVII - XVIII вв. в наше время перестала существовать.
А в наследство от былого времени кое-где сохранились старинные традиции. Чтобы оповещать горожан о точном времени, на башнях прежде устанавливались часы-куранты с громким боем, а в крупных городах точно в полдень палила пушка.
Определение географической долготы места из уравнения времени
Долгота места определяется как разность местного времени полдня местонахождения наблюдателя Тн и местного времени в данный момент времени в Гринвиче Тгр.
?= Тн - Тгр (1)
Местное время полдня:
Тн= 12+?, (2)
Где ? - временная поправка на данный день. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Тогда Тгр будет равно:
Тд= Тд - (n+1) (3)
По карте часовых поясов определяем свой часовой пояс n. Определяем момент кульминации Солнца в данный день по декретному времени. Для этого используем следующий метод определения направления полуденной линии.
На ровной площадке закапываем прямой столбик высотой около 1 м, его вертикальность контролируем с помощью отвеса. Вокруг этого столбика выравниваем площадку с северной его стороны радиусом ?1 м и площадью ?0,5?R2. Горизонтальность площадки проверяем с помощью плотницкого уровня. Сам столбик должен быть достаточно тонким (диаметр ?1 см).
Наблюдение за тенью от столбика начинаем за полтора часа до наступления полдня. Начав наблюдения,