Jacobs personale - Jacob's staff

For anlægget nogle gange kaldet Jacobs personale, se Ocotillo .
Jacobs personale i Museo Galileo, Firenze
Måling af højden på en stjerne med en Jacobs stav

Udtrykket Jakobs personale bruges til at henvise til flere ting, også kendt som cross-personale , en ballastella , en forgrunden-personale , en ballestilla , eller en balestilha . I sin mest basale form er en Jacobs stav en pind eller stang med længdemarkeringer; de fleste stabe er meget mere komplicerede end det og indeholder normalt et antal måle- og stabiliseringsfunktioner. De to hyppigste anvendelser er:

  • inden for astronomi og navigation til en simpel enhed til at måle vinkler , senere erstattet af de mere præcise sekstanter ;
  • i landmåling (og videnskabelige felter, der bruger landmålingsteknikker, såsom geologi og økologi ) for en lodret stang, der trænger ind i eller sidder på jorden og understøtter et kompas eller andet instrument.

Den enkleste brug af Jacobs personale er at foretage kvalitative vurderinger af et objekts højde og vinkel i forhold til brugeren af ​​personalet.

I astronomi og navigation

I navigationen kaldes instrumentet også en krydstav og blev brugt til at bestemme vinkler, for eksempel vinklen mellem horisonten og Polaris eller solen til at bestemme et skibs breddegrad eller vinklen mellem toppen og bunden af ​​et objekt for at bestemme afstand til objektet, hvis dets højde er kendt, eller objektets højde, hvis dens afstand er kendt, eller den vandrette vinkel mellem to synlige placeringer for at bestemme ens punkt på et kort.

Jacobs personale blev, når de blev brugt til astronomiske observationer, også omtalt som en radius astronomicus . Med krydsstabens død er navnet "Jacobs personale" i den moderne æra primært anvendt på den enhed, der bruges til at yde support til landmålerinstrumenter.

Historie

Oprindelsen til instrumentets navn er ikke sikker. Nogle henviser til den bibelske patriark Jacob , specifikt 1 Mos 32:11 . Det kan også tage sit navn efter dets lighed med Orion , der kaldes Jacob på nogle middelalderlige stjernekort . En anden mulig kilde er Pilgrimsstaben, symbolet på St James (Jacobus på latin). Navnet cross staff kommer simpelthen fra sin korsform .

Den oprindelige Jacobs personale blev udviklet som en enkeltpolet enhed i det 14. århundrede, der blev brugt til at foretage astronomiske målinger. Det blev først beskrevet af den fransk-jødiske matematiker Levi ben Gerson fra Provence i sin "Bog om Herrens krige" (oversat på latin såvel som hebraisk). Han brugte et hebraisk navn på personalet, der oversættes til "afslørende profundities", mens udtrykket "Jacobs personale" blev brugt af hans kristne samtidige. Dens opfindelse skyldtes sandsynligvis den fransk-jødiske astronom Jacob ben Makir , som også boede i Provence i samme periode. Attribution til 15. århundrede østrigske astronom Georg Purbach er mindre sandsynligt, fordi Purbach ikke var født før 1423. (Sådanne tilskrivninger kan henvise til et andet instrument med samme navn.) Dens oprindelse kan spores tilbage til de kaldæerne omkring 400 f.Kr. .

Selvom det er blevet ganske accepteret, at Ben Gerson først beskrev Jacobs personale, teoretiserer den britiske sinolog Joseph Needham , at Song-dynastiets kinesiske videnskabsmand Shen Kuo (1031-1095) i sine Dream Pool Essays fra 1088 beskrev en Jacobs personale. Shen var en antikvarier interesseret i gamle objekter; efter at han havde udgravet en gammel armbrøstlignende enhed fra et hjems have i Jiangsu , indså han, at det havde et syn med en gradueret skala, der kunne bruges til at måle højderne i fjerne bjerge og sammenligne det med, hvordan matematikere måler højder ved at bruge ret vinkel trekanter. Han skrev, at når man så hele bjergets bredde med det, var afstanden på instrumentet lang; når man ser en lille del af bjergsiden, var afstanden kort; dette, skrev han, skyldtes tværstykket, der skulle skubbes længere væk fra øjet, mens gradueringen startede fra den anden ende. Needham nævner ikke nogen praktisk anvendelse af denne observation.

Under den middelalderlige europæiske renæssance udviklede den hollandske matematiker og landmåler Metius sit eget Jacobs personale; Den hollandske matematiker Gemma Frisius forbedrede dette instrument. I det 15. århundrede gjorde den tyske matematiker Johannes Müller (kaldet Regiomontanus ) instrumentet populært i geodesik og astronomiske målinger.

Konstruktion

En Jacobs personale, fra John Sellers ' Practical Navigation (1672)

I den oprindelige form af tværstangen blev stangen eller hovedstaben markeret med graderinger for længde. Tværstykket ( BC på tegningen til højre), også kaldet akterspejlet eller tværgående , glider op og ned på hovedpersonalet. På ældre instrumenter blev enderne af akterspejlet skåret lige på tværs. Nyere instrumenter havde messingbeslag i enderne med huller i messing til observation. (I havarkæologi er disse fittings ofte de eneste komponenter i et tværstab, der overlever.)

Det var almindeligt at give flere akterspejle, hver med forskellige vinkler, det ville måle; tre akterspejle var almindelige. I senere instrumenter blev separate akterspejle skiftet til fordel for kun en med pinde for at indikere enderne. Disse pinde blev monteret i et af flere par huller symmetrisk placeret på hver side af akterspejlet. Dette gav den samme kapacitet med færre dele. Akterspejlet på Frisius 'version havde en glidende vinge på akterspejlet som slutpunkt.

Anvendelse

Brugeren placerer den ene ende af hovedpersonalet mod kinden lige under øjet. Ved at se horisonten ved enden af ​​den nederste del af akterspejlet (eller gennem hullet i messingbeslaget) [ B ] og derefter justere tværarmen på hovedarmen, indtil solen er i den anden ende af akterspejlet [ C ], kan højden bestemmes ved at aflæse krydsarmens position på skalaen på hovedpersonalet. Denne værdi blev konverteret til en vinkelmåling ved at slå værdien op i en tabel.

Tværpersonale til navigation

Nautisk tværpersonale dateret 1776, udstillet på Musée national de la Marine , Paris.

Den oprindelige version blev ikke rapporteret at blive brugt til søs indtil Age of Discoveries . Dens anvendelse blev rapporteret af João de Lisboa i sin afhandling om den nautiske nål fra 1514. Johannes Werner foreslog, at tværpersonalet blev brugt til søs i 1514, og forbedrede instrumenter blev introduceret til brug i navigation. John Dee introducerede det til England i 1550'erne. I de forbedrede versioner blev stangen gradueret direkte i grader. Denne variant af instrumentet betegnes ikke korrekt som en Jacobs personale, men er en krydstav.

Tværpersonalet var vanskeligt at bruge. For at få ensartede resultater måtte observatøren placere enden af ​​stangen præcist mod kinden. Han måtte observere horisonten og en stjerne i to forskellige retninger, mens han ikke bevægede instrumentet, da han flyttede sit blik fra den ene til den anden. Derudover krævede observationer af solen, at navigatoren skulle se direkte på solen. Dette kunne være en ubehagelig øvelse og gjorde det vanskeligt at opnå en nøjagtig højde for solen. Søfarende tog montering af røget glas på enderne af akterspejlet for at reducere solens blænding.

Som et navigationsværktøj blev dette instrument til sidst erstattet af først personale eller kvadrant , hvor ingen af ​​dem krævede, at brugeren stirrede direkte ind i solen og senere af oktanten og sekstanten . Måske påvirket af bagpersonalet, ændrede nogle navigatører krydsstaben for at fungere mere som den tidligere. Vinger blev føjet til enderne af det længste tværstykke og en til slutningen af ​​hovedpersonalet. Instrumentet blev vendt, så skyggen af ​​den øverste vinge på tværstykket faldt på vingen i slutningen af ​​staven. Navigatoren holdt instrumentet, så han kunne se horisonten på linje med den nederste vinge og vingen i slutningen af ​​staben. Ved at tilpasse horisonten med solens skygge på vingen i slutningen af ​​staben kunne solens højde bestemmes. Dette øgede faktisk instrumentets nøjagtighed, da navigatoren ikke længere behøvede at placere stavens ende præcist på hans kind.

En anden variant af tværstaben var en spiegelboog , opfundet i 1660 af hollænderen Joost van Breen.

I sidste ende kunne tværpersonalet ikke konkurrere med backstaff i mange lande. Med hensyn til håndtering viste det sig, at backstaff var lettere at bruge. Det er imidlertid blevet bevist af flere forfattere, at krydsstaben med hensyn til nøjagtighed var bedre end bagpersonalet. Backstaves var ikke længere tilladt om bord på hollandske East India Company skibe i henhold til 1731, med oktanter ikke tilladt før 1748.

I landmåling

I landmåling er en jacobsstang en enkelt lige stang eller stang lavet af ikke-jernholdigt materiale, spids og metalbeklædt i bunden for at trænge ind i jorden. Det har også en skruebase og lejlighedsvis en kugleled på holderen og bruges til at understøtte et kompas , transit eller andet instrument.

Udtrykket tværpersonale kan også have en anden betydning i landmålingens historie. Mens det astronomiske tværstab blev brugt til opmåling til måling af vinkler, blev der også anvendt to andre enheder kaldet et tværstab.

  1. Cross-head , cross-sight , landmålerens cross eller cross - en tromle eller kasse formet enhed monteret på en stang. Den havde to sæt gensidigt vinkelrette seværdigheder. Denne enhed blev brugt af landmålere til at måle forskydninger. Sofistikerede versioner havde et kompas og et vaterpas på toppen. De franske versioner var ofte ottesidede snarere end runde.
  2. Optisk firkant - en forbedret version af krydshovedet, den optiske firkant brugte to sølvfarvede spejle ved 45 ° til hinanden. Dette tillod landmåler at se langs begge akser på instrumentet på én gang.

Tidligere blev mange landmålerinstrumenter brugt på en Jacobs personale. Disse inkluderer:

Nogle enheder, såsom de moderne optiske mål til laserbaseret landmåling, er stadig i almindelig brug hos en Jacobs personale.

I geologi

I geologi bruges Jacobs personale hovedsageligt til at måle stratigrafiske tykkelser i marken, især når sengetøj ikke er synligt eller uklart (f.eks. Overdækket fremspring), og når der på grund af konfigurationen af ​​en fremspring , afviger den tilsyneladende og reelle tykkelse af senge derfor vanskeliggør brugen af ​​et målebånd. Der er et vist niveau af fejl, der kan forventes, når du bruger dette værktøj på grund af manglen på et nøjagtigt referenceværdi til måling af stratigrafisk tykkelse. Højpræcisionsdesign inkluderer en laser, der er i stand til at glide lodret langs personalet og rotere på et plan parallelt med sengetøjet.

Se også

Yderligere læsning

Referencer