Astronomische Ringe - Astronomical rings

Diagramm der astronomischen Ringe (Johannes Dryander, Annulorum trium diversi generis..., Marburg, 1537 veröffentlicht)

Astronomische Ringe ( lateinisch : annuli astronomici ), auch als Gemma-Ringe bekannt , sind ein frühes astronomisches Instrument. Das Instrument besteht aus drei Ringen, die den Himmelsäquator , die Deklination und den Meridian darstellen .

Es kann als Sonnenuhr verwendet werden , um die Uhrzeit anzuzeigen, wenn der ungefähre Breitengrad und die Jahreszeit bekannt sind, oder um den Breitengrad anzuzeigen, wenn die Uhrzeit bekannt ist oder beobachtet wird (bei Sonnenmittag ). Es kann als vereinfachte, tragbare Armillarsphäre oder als komplexere Form des Astrolabiums angesehen werden .

Geschichte

Teile des Instruments gehen auf Instrumente zurück, die von antiken griechischen Astronomen hergestellt und verwendet wurden . Gemma Frisius kombinierte mehrere der Instrumente zu einem kleinen, tragbaren, astronomischen Ringinstrument. Er veröffentlichte das Design erstmals 1534 und in Petrus Apianus ' Cosmographia 1539. Diese Ringinstrumente kombinierten irdische und himmlische Berechnungen.

Typen

Fixe astronomische Ringe

Äquinoktale Sonnenuhr

Feste astronomische Ringe sind wie Armillarsphären auf einem Sockel montiert und können als Sonnenuhren verwendet werden .

Reisesonnenuhr oder universelles äquinoktales Ringzifferblatt

Das Zifferblatt ist an einer Schnur oder Kette aufgehängt; der Aufhängepunkt am vertikalen Meridianring kann an den örtlichen Breitengrad angepasst werden. Die Zeit wird am Äquatorring abgelesen; Im folgenden Beispiel wird der Mittelstab verdreht, bis ein Sonnenstrahl durch ein kleines Loch fällt und auf den horizontalen Äquatorring fällt.

Sonnenring

Ein Sonnenring oder Bauernring ist eine Breitengrad-spezifische Vereinfachung astronomischer Ringe. Bei einteiligen Sonnenringen ist die Zeit- und Monatsskala auf der Innenseite des Rings markiert; Ein Sonnenstrahl, der durch ein Loch im Ring fällt, beleuchtet einen Punkt auf dieser Skala. Neuere Sonnenringe werden oft in zwei Teilen hergestellt, von denen einer den Monat verschiebt; sie sind normalerweise weniger genau.

  • Schema eines einteiligen Sonnenrings, mit Sonnenstrahl

  • Ein zweiteiliger Sonnenring oder Bauernring mit Lichtstrahl, der die Uhrzeit anzeigt

  • Ein einfacherer Sonnenuhrenring, nicht in Gebrauch

Meeresring

Moderner Sonnenuhr-Kompass

Im Jahr 1610 schuf Edward Wright den Meeresring , bei dem ein universelles Ringzifferblatt über einem Magnetkompass angebracht war. Dies ermöglichte es den Seefahrern, die Zeit und die magnetische Variation in einem einzigen Schritt zu bestimmen . Diese werden auch als "Sonnenuhrenkompasse" bezeichnet.

Struktur und Funktion

Die drei Ringe sind in Bezug auf den lokalen Meridian , den Äquator des Planeten und ein Himmelsobjekt ausgerichtet. Das Instrument selbst kann als Senklot verwendet werden , um es mit der Vertikalen auszurichten. Das Instrument wird dann gedreht, bis ein einzelner Lichtstrahl durch zwei Punkte auf dem Instrument geht. Dadurch wird die Ausrichtung des Instruments in allen drei Achsen festgelegt .

Der Winkel zwischen der Senkrechten und dem Lichtstrahl ergibt die Sonnenhöhe . Die Sonnenhöhe ist eine Funktion von Breitengrad, Tageszeit und Jahreszeit. Jede dieser Variablen kann mit astronomischen Ringen bestimmt werden, wenn die anderen beiden bekannt sind.

Der Sonnenstand ändert sich an einem einzigen Tag an den Polen (wo die Sonne einmal im Jahr auf- und untergeht) nicht viel, sodass grobe Messungen des Sonnenstands in hohen Breiten nicht mit der Tageszeit variieren.

Verwendung als Kalender-Sonnenuhr

Wenn die Sonnenzeit genau Mittag ist oder von einer anderen Uhr bekannt ist, kann mit dem Instrument die Jahreszeit bestimmt werden.

Der Meridianring kann als Gnomon fungieren , wenn die Ringe als Sonnenuhr verwendet werden . Eine auf einem Meridian ausgerichtete horizontale Linie mit einem der Mittagssonne zugewandten Gnomon wird als Meridianlinie bezeichnet und gibt nicht die Zeit, sondern den Tag des Jahres an. Historisch wurden sie verwendet, um die Länge des Sonnenjahres genau zu bestimmen. Ein feststehender Meridianring allein kann als Analemma-Kalender-Sonnenuhr verwendet werden , die nur mittags abgelesen werden kann.

Wenn die Schatten der Ringe so ausgerichtet sind, dass sie an derselben oder fast derselben Stelle zu sein scheinen, identifiziert sich der Meridian.

Meridionalring

Der Meridianring wird vertikal platziert und dann (relativ zum Himmelsobjekt) gedreht, bis er parallel zur lokalen Nord-Süd-Linie ist. Der gesamte Ring ist somit parallel zum Längenkreis, der durch die Stelle verläuft, an der der Benutzer steht.

Da das Instrument oft vom Meridianring getragen wird, ist er oft der äußerste Ring, wie es bei den oben abgebildeten Traveller-Ringen der Fall ist. Dort ist oben am Meridianring ein verschiebbarer Aufhängebügel befestigt, an dem das ganze Gerät aufgehängt werden kann. Der Meridianring ist in Breitengraden (0–90, für jede Hemisphäre) markiert. Bei sachgemäßer Verwendung zeigt der Zeiger auf der Halterung auf den Breitengrad des Gerätestandorts. Dadurch wird der Äquatorring gekippt, sodass er im gleichen Winkel zur Vertikalen wie der lokale Äquator liegt.

Äquatorialer Ring

Der Äquatorring nimmt eine Ebene parallel zum Himmelsäquator ein, im rechten Winkel zum Meridian. Es ist ausgerichtet von

  • wird am Meridianring an der Markierung für den Breitengrad Null befestigt (siehe oben)
  • ausgerichtet auf den Deklinationsring, der auf das Himmelsobjekt ausgerichtet ist.

Oft mit einer graduierten Skala ausgestattet, kann es zur Messung der Rektaszension verwendet werden . Bei der oben abgebildeten Reisesonnenuhr ist es der Innenring.

Dieser Ring ist manchmal mit den Monaten auf einer Seite und entsprechenden Tierkreiszeichen auf der Außenseite graviert; einem Astrolabium sehr ähnlich. Andere wurden mit zwei 12-Stunden-Zeitskalen eingraviert. Jede Zwölf-Stunden-Skala ist über 180 Grad gedehnt und stündlich mit Hashes alle 20 Minuten und kleineren Hashes alle vier Minuten nummeriert. Das Innere zeigt eine kalendarische Skala mit den Namen der Monate, die durch ihre Anfangsbuchstaben angezeigt werden, mit einer Markierung für alle 5 Tage und anderen Markierungen für einzelne Tage. Auf diesen ist die Außenseite des Rings mit den entsprechenden Symbolen der Tierkreiszeichen eingraviert. Die Position des Symbols zeigt das Datum des Eintritts der Sonne in dieses besondere Zeichen an. Die Frühlings-Tagundnachtgleiche wird am 15. März und die Herbst-Tagundnachtgleiche am 10. September markiert.

Deklinationsring

Astronomischer Ring mit einer Alidade auf dem Deklinationsring (zugeklappt).

Die Deklination Ring beweglich ist, und dreht sich auf schwenkt eingestellt in dem Meridian - Ring. Eine gedachte Linie, die diese Drehpunkte verbindet, verläuft parallel zur Erdachse. Die Deklination „Ring“ der Wandersonnenuhr oben ist gar kein Ring, sondern eine längliche Schleife mit einem Schieber zum Einstellen der Jahreszeit.

Dieser Ring ist oft mit Flügeln und Nadellöchern ausgestattet, um als Allidade einer Dioptra verwendet zu werden (siehe Bild). Es kann verwendet werden, um die Deklination zu messen .

Dieser Ring ist auch oft mit den Tierkreiszeichen und fünfundzwanzig Sternen gekennzeichnet, ähnlich dem Astrolabium .

Verweise

Literaturverzeichnis