ما کجا ايستاده ايم؟

ما کجا ايستاده ايم؟

موقعيت هر ستاره در آسمان به همان روشي معلوم مي‌شود که موقعيت يک نقطه در روي زمين با آن مشخص مي‌گردد. در روي زمين به هر نقطه يک طول و عرض جغرافيايي نسبت مي‌دهيم. و به همين ترتيب به ستارگان در آسمان نيز يک جفت عدد، ـ که براي هر ستاره عددي است منحصر به فردـ نسبت مي‌دهيم. که بُعد و ارتفاع (ميل) ستاره نام دارد.

اين نشاني‌ها با گذشت زمان، به کندي بسيار تغيير مي‌کنند. از اين رو، اگر بخواهيم دقيق باشيم، بايد تاريخي را که ستاره داراي بعد و ارتفاع خاصي بوده است، مشخص کنيم. اين تاريخ را دوره مي‌نامند. تغييرات اندک اين ارقام در نتيجه‌ي پديده‌اي است به نام "تقديم اعتدالين" که خود از حرکت تقديمي محور زمين حاصل مي‌شود. بر اثر اين پديده، نقطه‌ي اعتدال بهاري، نقطه‌اي که بُعد از آن اندازه گرفته مي‌شود، پيوسته به سمت مغرب تغيير مکان مي‌دهد. بُعد و ارتفاع ستارگان و اجرام آسماني ديگر در جداول و تقويم‌هاي نجومي گوناگون فهرست شده‌اند.

1ـ‌ مدارهاي عرض جغرافيايي
2ـ‌ نصف النهارها
3ـ‌ کره‌ي آسمان
4ـ مدارهاي ميل
5 ـ دايره‌هاي ساعتي
6ـ بيان رياضي طول و عرض جغرافيايي و بُعد و ارتفاع
7ـ به دست آوردن عرض جغرافيايي محل زندگي‌تان
8ـ ساخت دستگاه ارتفاع سنج


1ـ‌ مدارهاي عرض جغرافيايي :
استوا خطي است فرضي که کره‌ي زمين را به دو نيم‌کره‌ي شمالي و جنوبی تقسيم مي‌کند. هر نيم‌کره با رسم دوايري فرضي که موازي استوا هستند و مدارهاي عرض جغرافيايي نام دارند تقسيم مي‌شود. هر يک از اين مدارها با ارقامي مشخص مي‌شوند که در نيم‌کره‌ي شمالي از صفر در استوا شروع مي‌شود و به 90 درجه‌ي شمالي در قطب شمال پايان مي‌پذيرد. و همين طور در نيم‌کره‌ي جنوبي که از صفر در استوا شروع مي‌شود و تا 90 درجه‌ي جنوبي در قطب جنوب ادامه دارد. گاهي اوقات به جاي واژه‌ي شمالي از حرف N و به جاي واژه‌ي جنوبي از حرف S استفاده مي‌شود.
مدارهاي عرض جغرافيايي براي بيان فاصله‌ي زاويه‌اي هر نقطه از استوا بر حسب درجه، به کار مي‌رود. اين فاصله را عرض جغرافيايي آن نقطه مي‌خوانند. عرض جغرافيايي تا نزديک‌ترين درجه بيان مي‌شود. وقتي دقت بيش‌تر مورد نظر باشد اين زوايا را بر حسب درجه، دقيقه و ثانيه‌ي قوس بيان مي‌کنند.

2ـ‌ نصف النهارها :
براي به دست آوردن طول جغرافيايي يک نقطه، از مدارهاي نصف‌النهار استفاده مي‌کنيم. نصف النهارها همگي از قطب شمال و جنوب گذشته و برابر مي‌باشند. و چون هيچ برتري نسبت به يکديگر ندارند براي استفاده از آنها بايد يکي را به عنوان نصف النهار مبدأ برگزيد و بقيه را بر مبناي آن نام‌گذاري کرد.
در سال 1884، در يک توافق بين‌المللي تصميم گرفته شد که نصف النهاري که از گرينويچ مي‌گذرد، نصف النهار مبدأ (نصف النهار صفر) به شمار آيد. و با انتخاب نصف‌النهار مبدأ بقيه‌ي نصف النهارها بر اساس محل‌شان نسبت به نصف النهار مبدأ به نصف النهار شرقي و غربي تقسيم شدند.
در زیر می‌توانید با جا به جا کردن نقطه‌ی سیاه بر روی کره‌ی زمین طول و عرض جغرافیایی مناطق مختلف را ببینید. Longitude یعنی طول جغرافیایی و Latitude یعنی عرض جغرافیایی.

3ـ‌ کره‌ي آسمان :
کره‌اي است فرضي هم محور و هم مرکز با کره‌ي زمين. از ديد ناظر زميني تمام اجرام سماوي بر روي اين کره قرار دارند. به دليل اينکه کره‌اي فرضي مي‌باشد لذا نمي‌توان براي آن شعاعي در نظر گرفت.
محل تقاطع محور کره‌ي آسمان با شمال کره‌ي سماوي را قطب شمال سماوي و در جنوب، قطب جنوب سماوي مي‌نامند.
خط فرضي که کره‌ي آسمان را به دو نيم‌کره‌ي شمالي و جنوبي تقسيم مي‌کند، معدل النهار نام دارد. معدل النهار و استواي زمين هر دو بر يک صفحه قرار دارند. ولي شعاع معدل النهار بسيار بزرگ‌تر از استوا مي‌باشد.

4ـ مدارهاي ميل :
مشابه مدارهاي عرض جغرافيايي بر روي کره‌ي زمين مي‌باشد و موازي معدل النهار در شمال و جنوب آن به صورت فرضي رسم شده و دو نيم‌کره‌ي شمالي و جنوبي را به تقسيم‌هاي فرعي ديگري قسمت مي‌کند.
از اين مدارها براي بيان فاصله‌ي زاويه‌اي ميان يک شي در آسمان و معدل النهار استفاده مي‌شود، و اين فاصله بر حسب درجه‌ي زاويه، ارتفاع (ميل) آن شي ناميده مي‌شود. و طريقه‌ي نام‌گذاري آن مانند عرض جغرافيايي کره‌ي زمين مي‌باشد.

5 ـ دايره‌هاي ساعتي :
نصف النهارهاي طول جغرافيايي زمين نيز همتاي خود را بر کره‌ي بزرگ‌تر دارند که دواير ساعتي ناميده مي‌شوند. اين دواير از قطب‌هاي شمال و جنوب سماوي مي‌گذرند. آنها همگي از حيث اندازه و اهميت يکسانند. بنابر توافقي بين‌المللي يکي از اين دواير به عنوان دايره‌ي ساعتي مبدأ برگزيده شده است.
دايره‌ي ساعتي که بدين طريق مشخص شده، دايره‌اي است که از نقطه‌ي اول حَمَل (گرينويچ آسمان) مي‌گذرد. نقطه‌ي اول حمل، نقطه‌اي است بر معدل النهار که با علامت γ نموده مي‌شود. و برابر است با اول فروردين. خورشيد در حرکت ظاهري خود در آسمان هنگامي که از نيم‌کره‌ي سماوي جنوبي به نيم‌کره‌ي سماوي شمالي مي‌رود، در اين نقطه استوا را قطع مي‌کند. وقتي خورشيد در اين نقطه است طول شب و روز در همه‌ي نقاط زمين برابرند. به دايره‌ي ساعتي مبدأ نام دايره‌ي ساعتي اعتدال داده‌اند.
در زیر می‌توانید با جا به جا کردن محل ستاره تغییر بُعد و ارتفاع آن را ببینید. Altitude یعنی ارتفاع و azimuth یعنی بُعد ستاره.

6ـ بيان رياضي طول و عرض جغرافيايي و بُعد و ارتفاع :
اگر محور z ها محور زمين باشد، و محور x ها از گرينويچ بگذرد، آن گاه φ را طول جغرافيايي مي‌نامند. با يک تفاوت کوچک که دامنه‌ي φ در رياضي از 0 تا 360 درجه است اما در جغرافيا براي زواياي بيش‌تر از 180 درجه از سوي مخالف مي‌رويم و به آن غربي مي‌گوييم. براي مثال به جاي زاويه‌ي 270 درجه مي‌گوئيم 90 درجه‌ي غربي. اما زاويه‌ي متمم θ را عرض جرافيايي مي‌ناميم. و اگر منفي شود يا همان منفي را به کار مي‌بريم و يا جنوبي مي‌ناميمش. براي مثال زاويه‌ي θ برابر 120 درجه است. که متمم آن مي‌شود 30- درجه (θ-90=λ). پس عرض جغرافيايي مورد نظر ما 30 درجه‌ي جنوبي يا 30- درجه است.
اما براي کره‌ي آسمان، محور x ها از نوروز (نقطه‌ي اول حمل) مي‌گذرد. و به زاويه‌ي φ بُعد مي‌گوييم. اما از صفر تا 24 عدد مي‌دهيم. (معادل 24 ساعت) و به جاي عرض جغرافيايي، ارتفاع مي‌گوييم، يعني به متمم زاويه‌ي θ. در اين نام‌گذاري انقلاب سيفي (اول تير) بُعد 6 دارد، مهرگان بُعد 12 و شب يلدا بُعد 18 و نوروز بُعد 24 يا صفر دارد.

7ـ به دست آوردن عرض جغرافيايي محل زندگي‌تان :
مي‌توان عرض جغرافيايي محل مورد نظرتان را با اين روش به آساني پيدا کنيد. براي اين کار نياز به استفاده از شاخصي داريد. طول سايه‌ي شاخص را در اول فروردين يا اول مهر ماه اندازه بگيريد. توجه داشته باشيد که سايه‌ي شاخص را بايد در يک سطحي صاف و افقي اندازه‌گيري کنيد. مثلثي مانند تصویر ۲ بکشيد.
دقت کنيد که هر ميليمتر آن برابر يک سانتي‌متر از طول سايه يا طول شاخص مي‌باشد. زاويه‌ي بالاي مثلث را اندازه بگيرد. اين زاويه، عرض جغرافيايي محل مورد نظرتان مي‌باشد.
در اول فروردين و اول مهر، خورشيد مستقيماً بالاي استوا قرار دارد. برای مثال عرض جعرافیایی برای شکل زیر ۵۰ درجه می‌باشد.

8ـ ساخت دستگاه ارتفاع سنج :
ارتفاع ستارگان نيز مانند خورشيد تغيير مي‌کند و امتدادشان نيز در شب‌هاي مختلف سال تغيير مي‌کند. با يک وسيله‌ي خيلي ساده مي‌توان نحوه‌ي حرکت آنها را در آسمان مشاهده کرد.
براي ساخت ارتفاع سنج به اين وسايل نياز داريم : نقاله‌ي دايره‌اي به قطر 10 سانتي‌متر، نقاله‌ي نيم‌دايره‌اي به قطر 10 سانتي‌متر، يک قطعه چوب به ابعاد 6/12*2*2 سانتي‌متر، قطعه‌ي ديگري از چوب به ابعاد 2/1*15*15 سانتي‌متر، مقواي ضخيم، 4 عدد پيچ 6 ميليمتري، دو عدد سنجاق، ريسمان پنبه‌اي محکم، وزنه‌ي کوچک، کاغذ ميليمتري، نوار چسب.
در ابتدا يک لوله به طول 10 سانتي‌متر از مقواي ضخيم درست کنيد. مقوا را دور يک مداد خم کنيد و دو طرف آن را نوار چسب بچسبانيد، يک لوله درست مي‌شود.
با مته يک سوراخ کوچک در مرکز نقاله‌ي نيم‌دايره‌اي تعبيه کنيد، به طوري که سنجاق ترسيم در آن محکم قرار گيرد.
مطابق تصویر ۳ در امتداد خط مستقيم نقاله را به مقوا بچسبانيد.

نقاله را با کمک سنجاق ترسيم به بالاي چوب نصب کنيد، به طوري که به راحتي بتواند حول سنجاق دوران کند.
يک عقربه روي چوب درست زير درجه‌ي صفر نقاله وقتي لوله کاملاً افقي قرار گرفته است، رسم کنيد.
يک عقربه به طول 5/4 سانتي‌متر از مقوا درست کنيد و به پايه‌ي چوبي بچسبانيد.
يک شاقول با نخ پنبه‌اي و وزنه‌ي کوچکي درست کنيد و آن را توسط سنجاق معمولي به طرف ديگر چوب بياويزيد. به تصویر ۴ توجه کنيد.

پنچ سوراخ در نقاله‌ي دايره‌اي با مته تعبيه کنيد. سوراخ مرکزي به اندازه‌اي باشد که سنجاق ترسيم در آن جا بگيرد. در چهار سوراخ ديگر بايد پيچ‌هاي 6 ميليمتري نصب شود. مطابق تصویر ۵.

پايه‌ي چوبي را به مرکز نقاله‌ي دايره‌اي شکل با سنجاق ترسيم محکم کنيد. به طوري که چوب بتواند حرکت کند. البته خيلي روان نباشد.
نقاله‌ي دايره‌اي را به تکه‌ي ديگر چوب پيچ کنيد. از واشر مقوايي استفاده کنيد. به طوري که نقاله با پايه‌ي چوبي فاصله داشته باشد تا سنجاق ترسيم گير نکند. با توجه به تصویر ۶.

چوب بايد قائم باشد. يعني شاقول بايد مطابق شکل زير درست از وسط آن آويزان باشد. اين دستگاه را ارتفاع سنج مي‌نامند. و با آن مي‌توان ارتفاع ستاره را از سطح افق و سمت آن (بُعد)، يعني زاويه‌اي که با امتداد شمال و جنوب مي‌سازد، تعيين کرد.
دستگاه را روي يک سطح افقي قرار دهيد، به طوري که صفر نقاله دايره‌اي به طرف شمال و رقم 180 آن به طرف جنوب قرار گيرد.
براي پيدا کردن ارتفاع و بُعد يک ستاره بايد به اين ترتيب عمل کنيد. پايه‌ي دستگاه را ثابت بگيريد و چوب را بگردانيد و نقاله را بالا و پايين ببريد تا بتوانيد ستاره را از داخل لوله ببنيد. ارتفاع را از روي نقاله‌ي نيم‌دايره‌اي و بُعد (سمت) را از روي نقاله‌ي دايره‌اي اندازه بگيريد.

منبع:تبيان