خط کش نجومی

ما بر روی یک جسم کروی بزرگ زندگی می کنیم که نامش را زمین نهاده ایم. وقتی که از این جسم به بالا نگاه می کنیم آسمان را می بینیم که مثل یک کره مدور اطراف ما نا را فرا گرفته است و همواره حدود نیمی از آن در بالای سر ما قرار دارد. بدلیل بزرگی زمین نمیتوانیم کروی بودن آن را احساس کنیم و از اینرو همیشه زمین در نظر ما و همه ساکنان دیگر آن، مثل یک جسم مسطح بنظر می آید. حتی حرکت زمین هم بدور خودش برای ما قابل احساس نیست و با این حال همیشه این احساس پیش می آید که ستارگان و سایر اجرام سماوی در حال گردش بدور زمین هستند.
اجرام سماوی در آسمان پراکنده اند و هر کدام از آنها در بخشی از آسمان قرار گرفته اند. فاصله واقعی اجرام سماوی را اصلاً نمیتوان با نگاه کردن به آسمان متوجه شد اما فاصله بین هر کدام از آنها را میتوان مشاهده و اندازه گرفت. آنچه که ما از زمین میبینیم فواصل ظاهری بین این اجرام است. معیار اندازه گیری فواصل بین اجرام سماوی زاویه است. زاویه را با درجه، دقیقه و ثانیه نشان میدهند. اگر دور تا دور آسمان را یک دایره بزرگ بکشیم و محیط آنرا به ۳۶۰ قسمت مساوی تقسیم کنیم آنگاه به هر قسمت از آن یک درجه میگویند. با این حساب آسمان به ۳۶۰ درجه تقسیم میشود. اندازه گیری زوایا در آسمان با استفاده از وسایلی همچون تئودولیت یا پایه های مدرج امکان پذیر است. اما در این میان برای کارهائی که اندازه گیری زوایا تا حد مثلاً یک دهم درجه جوابگوست لزومی ندارد که بخواهیم از وسایل مذکور استفاده کنیم. بر همین اساس وسیله ای بسیار ساده و کارا به شما معرفی میکنیم که در نوع خود از لحاظ سادگی، دقت و مقرون به صرفه بودن نظیـری در دنـیا ندارد. نام ایـن وسیـله را خط کش نجومی گذاشته ام. همانطوریکه گفتیم موقعیت هر جرم سماوی را در آسمان میتوان نسبت به یک جرم دیگر نشان داد. این کار از طریق تعریف دستگاه مختصاتی امکان پذیر است. برای کره سماوی چهار دستگاه مختصات تعریف شده که دو تا از آنها که دستگاههای مختصات افقی و قطبی هستند، از اهمیت و کاربرد بیشتری برخوردارند.
در بحث نجوم کروی اندازه گیری زوایا اهمیت زیادی دارد و در این میان وسیله ای هم که با آن میخواهیم زوایا را بسنجیم جای خود را دارد. فکر ساخت خط کش نجومی از روابط ساده بین شعاع یک دایره و اندازه محیط آن دایره در ازای یک درجه قوسی الهام گرفته شده است. سالها قبل برای نخستین بار از این وسیله برای رؤیت هلال ماه استفاده کردم.
● اساس کار خط کش نجومی
همه ما میدانیم که یک دایره را میتوان نسبت به مرکزش در نظر گرفت و محیط آنرا به ۳۶۰ قسمت مساوی تقسیم نمود. محیط دایره از رابطه ساده r بدست می آید. که r شعاع دایره و &#۹۶۰; عدد جادوئی و معروف پی است که بطور خلاصه میشود ۱۴/۳ . هر چه قطر یک دایره کوچکتر باشد محیط آن هم کوچکتر است . بالعکس هر چه دایره بزرگتر باشد به همان نسبت محیط آن نیز بزرگتر میشود. حال فرض کنیم میخواهیم دایره ای داشته باشیم که محیط آن دقیقاً ۳۶۰ سانتی متر باشد. یعنی هر یک سانتی متر بر روی محیط دایره برابر یک درجه باشد. با یک محاسبه ساده شعاع دایره ما میشود ۳/۵۷ سانتی متر. خوب حالا اگر چشم ما در مرکز چنین دایره ای قرار گیرد. اگر دستگاه زاویه سنج نداشته باشیم میتوانیم با استفاده از یک خط کش زوایا را اندازه نشان دهیم. آنچه که در سطور فوق گفته شد را علناً میتوانیم با استفاده از یک خط کش قابل انعطاف و مقداری نخ یا طناب به طور فیزیکی بسازیم و از ان به راحتی در تعیین زوایا استفاده کنیم.
● مواد لازم برای ساخت خط کش نجومی
▪ یک عدد خط کش قابل انعطاف (ترجیحاً از جنس پلاستیک شفاف) به طول ۳۰ سانتی متر
▪ حدود ۱۲۰ سانتی متر نخ یا روبان محکم (نخ یا روبان نباید انعطاف داشته باشد و کش بیاید)
▪ میخ یا چاقو نوک تیز
در ابتدا خط کش معمولی را بر میداریم و دو سر آنرا به وسیله نوک چاقو یا میخی که روی اجاق گاز حرارت داده ایم سوراخ میکنیم. سوراخ ها باید هر چه نزدیک به انتهای دو سر خط کش انجام شوند و به اندازه ای باشند که بتوان از آنها نخ تهیه شده رابا دست عبور داد. پیس از آن ۱۲۰ سانتی متر از نخ را چیده و دو سر آنرا از سوراخهای ایجاد شده روی خط کش عبور میدهیم و انتهای هر کدام را از پشت خط کش به طور مجزا گره میزنیم. هنگام گره زدن باید حتماً مواظب باشیم تا فاصله خط کش تا محل تا شدن نخ برابر ۳/۵۷ سانتی متر شود. برای اندازه گیری این فاصله میتوانیم از متر استفاده کنیم.
● نحوه کار دستگاه
استفاده از خط کش نجومی کار ساده ای است. در یک دست خط کش را نگه میداریم و با انگشت اشاره بند خط کش را میگیریم و میکشیم. آنگاه انگشت اشاره را در کنار چشم میگذاریم و با دست دیگر وسط خط کش را گرفته و آنرا تا حدی که نخ اجازه میدهد میکشیم. البته برای اینکه خط کش ما دقیقتر عمل کند و درجات را به صورت قوسی به ما نشان دهد لازم است حین کار با خط کش، با فشار دادن مرکز آن به بیرون کاری کنیم که خط کش به اندازه حدود ۲ سانتی متر از سطح صاف خود به سمت بیرون قوس بردارد. در این حالت فاصله همه نقاط سطح خط کش تا انتهای نخ (یعنی جائی که انگشت اشاره قرار دارد) به یک اندازه خواهد بود.
اینک میتوان فاصله بین کلیه اجرام سماوی را با قرار دادن یکی از آنها در راستای عدد صفر و دیگری در کنار سطح مدرج خط کش اندازه گرفت. فاصله بین دو جرم سماوی در معیار زاویه برابر است با فاصله آندو جرم بر روی خط کش به معیار سانتی متر.
یک خط کش نجومی ۳۰ سانتی متری میتواند فاصله بین دو جرم سماوی را که حداکثر ۳۰ درجه جدائی زاویه ای دارند را اندازه بگیرد. البته با همین شیوه میتوان خط کش بزرگتری اختیار کرد و زوایای بزرگتری را در آسمان اندازه گرفت.
● مهارت در زاویه سنجی
با خط کشی که خودتان درست میکنید فاصله بین هر کدام از ستارگان واقع در نقشه زیر را در آسمان شب پاییز اندازه بگیرید و سپس مابین آنها خط مستقیمی بکشید و زاویه را در کنار خط بنویسید.

منبع: اخترنما

منبع : مرکز ریاضیات