郭守敬制造的仪器有哪些

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郭守敬制造的仪器有高表、景符、浑天象、玲珑仪、立运仪、候极仪、窥几、简仪、仰仪、证理仪、日月食仪、星晷定时仪、正方案、丸表、悬正仪、座正仪、宝山漏、七宝灯漏、灵台水运浑天漏等。

郭守敬,字若思,是元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家,世称“郭太史”,著有《推步》、《立成》等天文历法著作。

为了完成《授时历》工作,郭守敬发明了十二件天文台上用的仪器和四件可携带至野外观测的仪器,均记载于齐履谦所撰的《知太史院事郭公行状》中。

除此之外,郭守敬还发明和制造了计时器或与计时器有关的仪器,例如柜香漏、屏风香漏、行漏等,七宝灯漏是中国第一架与天文仪器相分离的独立的计时器。

郭守敬制造了哪些天文仪器

中国古代天文仪器——仰仪

在科学尚不发达的古代,人们不明白日食发生的原因,以为太阳被“天狗”吃掉了。因此,每当发生日食,人们都非常恐慌,敲盆击鼓要把“天狗”轰走。古代统治者把日食看作是上天的警告,因此对日食观测很重视,设有专门机构和官员负责。

我们的古人是如何逐渐学会在不伤害眼睛的情况下观测太阳的呢?

汉代时人们已经学会用水盆照映的办法,日食时观察水中映出的太阳影像,从而避免了眼睛直接接触阳光而被灼伤的问题。后来,人们用油代替水,进一步减少了日光的刺激。13世纪,元代天文学家郭守敬发明了一种叫仰仪的半球形仪器,里面有刻度,可以比较准确地测定各个食相的时刻,并估计出食分。

郭守敬纪念馆仰仪模型

仰仪形似一口仰放着的大锅,因而得名。“仰”字在古代有“把覆合着的物体翻过来,使底部朝上”之意。

仰仪结构示意图

仰仪的结构

仰仪的主体是一只直径约一丈二尺(元代天文尺)的铜质半球面。仪唇(半球面的边缘)上边刻着时辰和方位,相当于地平圈,上面还有水槽,用以校正水平。

在仪唇的南部放置东西向和南北向的杆子各一根,称为缩竿。南北向缩竿末端延伸到半球的中心,顶端装置一小方板,称为璇玑板。

璇玑板

板可以南北向和东西向转动。板的中央开一小孔,小孔的位置正好在半球的中心。

仰仪的内部球面上,纵横交错地刻划出一些规则网格,是赤道地平坐标网。用来量度天体的位置。

锅口水槽

在仰仪的锅口上刻有一圈水槽,用来注水校正锅口的水平,使其保持水平设置;在水槽边缘均匀地刻划出24条线,以示方向。

那么仰仪是如何使用呢?

观测过程

模拟日食观测过程

转动璇玑板,使它正对太阳。太阳光通过小孔在球面上成像,从坐标网上立刻可以读出太阳去极度数和时角,由此可知当地的真太阳时和季节。

仰仪是采用直接投影方法的观测仪器,非常直观、方便。例如,当太阳光透过中心小孔时,在仰仪的内部球面上就会投影出太阳的映像,观测者便可以从网格中直接读出太阳的位置。尤其在日全食时,它能测定日食发生的时刻,利用仰仪能清楚地观看日食的全过程,连同每一个时刻、日食的方位角、食分多少和日面亏损的位置、大小都能比较准确地测量出来。

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