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簡儀
鎖定
- 中文名
- 簡儀
- 外文名
- abridged armilla
- 發明時間
- 1276年
- 分 類
- 天文儀器
- 發明人
- 郭守敬
- 作 用
- 觀測天體位置
簡儀簡介
簡儀是元代漢族天文學家郭守敬發明的一種天文觀測儀器,它與渾儀一樣用於測量天體的位置。但是,渾儀的結構比較繁雜,觀測時經常發生環與環相互阻擋視線的現象,使用極不方便。郭守敬的簡儀不僅取消了白道環、黃道環,而且把整個渾儀分成了兩部分:一個是赤道經緯儀,一個是立運儀(即地平經緯儀)。兩個裝置同放在一個長方形的底座上。其中赤道經緯儀是簡儀的主要部分,有時也就把它稱為簡儀。它由一個赤道環和一個帶着望管的四遊環組成,並且赤道環被移到四遊環的邊緣,整個儀器北高南低、傾斜地架在支架上,使赤道環平行於天球赤道,四遊環穿過一根垂直於赤道環的軸轉動起來,正好和天球轉動的方式一樣。
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明英宗正統二年(公元1437年)按郭守敬所制儀器仿製的儀器中有簡儀一架,明清兩代欽天監用於觀測,以後就留在北京古觀象台,抗日戰爭前遷往南京,現陳列於紫金山天文台。
簡儀結構特點
簡儀的赤道裝置用於測量天體的去極度和入宿度(赤道座標),與現代望遠鏡中廣泛應用的天圖式赤道裝置的基本結構相同。它由北高南低兩個支架,託着正南北方向的極軸,圍繞極軸旋轉的是四遊雙環,四遊環上的窺管兩端安有十字絲,這是後世望遠鏡中十字絲的鼻祖。極軸南端重疊放置固定的百刻環和遊旋的赤道環。為了減少百刻環與赤道環之間的摩擦,郭守敬在兩環之間安裝了四個小圓柱體,這種結構與近代"滾柱軸承"減少摩擦阻力的原理相同。
簡儀的地平裝置稱為立運儀,它與近代的地平經緯儀基本相似。它包括一個固定的陰緯環和一個直立的、可以繞鉛垂線旋轉的立運環,並有窺管和界衡各一。這個裝置可以測量天體的地平方位和地平高度。簡儀的底座架中裝有正方案,用來校正儀器的南北方向。在明制簡儀中正方案改為日晷。
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簡儀的主要裝置是由兩個互相垂直的大圓環組成,其中的一個環面平行於地球赤道面,叫做“赤道環”;另一個是直立在赤道環中心的雙環,能繞一根金屬軸轉動,叫做“赤經雙環”。雙環中間夾着一根裝有十字絲裝置的窺管,相當於單鏡筒望遠鏡,能繞赤經雙環的中心轉動。觀測時,將窺管對準某顆待測星,然後在赤道環和赤經雙環的刻度盤上直接讀出這顆星星的位置值。有兩個支架託着正南北方向的金屬軸,支撐着整個觀測裝置,使這個裝置保持着北高南低的形狀。這是我國首先發明的赤道裝置,要比歐洲人使用赤道裝置早500年左右。
簡儀發明人簡介
郭守敬自小師從祖父郭榮學習天文、算學和水利。他對天文學尤其感興趣,常自己動手製造天文土儀器用於觀察天象。公元1276年,元太祖忽必烈下令編制新曆,郭守敬奉命參加修歷。四年後,新曆《授時歷》基本完成。這是中國古代一部優秀的歷法,在制定過程中,郭守敬作出了卓越的成績。郭守敬在制歷之初就提出了"歷之本在於測驗,而測驗之器莫先於儀表"。為此,他在三年之內,共設計出簡儀、圭表、星晷定時儀,以及立運儀、日月食儀、玲瓏儀等12種新天文儀器,其精巧程度和準確度大大超過前人。除此之外,他還是位傑出的水利專家和地理學家,曾主持了若干重要的水利工程,至今受到中外專家讚譽。
郭守敬創制的簡儀,在清康熙五十四年(公元1715年)被傳教士紀理安當作廢銅熔化。現保存在南京紫金山天文台的簡儀是明代正統二年到七年(公元1437-1422年)間的複製品。
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- 參考資料
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- 1. 馬銀文,汪建民.中華傳統文化知識一本通:台海出版社,2014
- 2. 任中原.中國歷史2000問:中國華僑出版社,2014
- 3. 簡儀 .網易[引用日期2016-11-19]
- 4. 秦泉.中國少年兒童百科全書:外文出版社,2012
- 5. 尹百策.人間巧藝奪天工 發明創造卷.北京:北京工業大學出版社,2013:68