第10章 六分儀
「開始測量航速！」
又經歷了一個多時辰的折磨後，少年們總算能把船往一個方向開了，隨後在林昊的催促下，立即開始第二項技能的演練。
開始！」隨著林一一聲令下，他同時把手裡的沙漏翻個身開始計時，同時另一名少年手中握著麻繩開始釋放。
麻繩的一頭綁著一個竹板，另一頭繞在一個紡錘裡面，隨著帆船不斷前進，紡錘上的麻繩不斷被
翻了個身，開始計時。另一名海員手握麻繩，繩子的一頭綁著一塊三角形木版，飄在海面上，另一頭繞在紡錘里，隨著帆船的前行，不斷從紡錘上鬆開，從那名少年的手心裡通過。
「停！」隨著沙漏中的沙子漏完，林一喊了一聲。
隨後放竹板的的少年報出一個數字，這就是這段時間裡通過他手掌心的繩節數量。
林一快速的心算一下，隨後朝著林昊道，「報告少爺，航速測量完畢，當前航速5節。」
「嗯，你們這個倒是測得不錯，下一組繼續測量航速，持續檢測。到了晚上再練習測量緯度，然後計算一下船隻的位置。」
林昊點點頭，一旦不需要複雜的操作了，這些少年的表現倒是符合林昊的期待了，當然也許是測航速太簡單的緣故。
航海的方向和航速在這個時代必須隨時測量，並且按時記錄，在大明，這東西整理後就是針路圖，在西方則是叫航海日誌。
知道方向和速度，再知道兩點的緯度，只需要簡單的結合三角函數知識就能知道當前點對於上一個點的位置，所有的點連接起來就是航行的路線圖，理論上可以精確的知道所在的位置。
嗯，是理論上，實際上這種誤差挺大，而且隨著時間和天氣情況的變化會越來越離譜。
真正想知道位置還是得測量經緯度，可惜在航海鍾發明之前，經度的測量太難了。
雖然所有人都知道只要知道當地準確的時間，就能算出經度，但這個根本實現不了，當前的鐘擺時鐘在海上的顛簸環境下根本無法準確計時。直到18世紀航海鐘的發明才真正解決這個問題。
倒是緯度這個東西，無論東西方都玩的很成熟。
大明使用牽星板進行測量，所謂牽星板，就是由12塊烏木正方形板組成，最大邊長24厘米（十二指板），最小2厘米（一指板），輔以帶缺刻的象牙塊進行微調。
使用牽星板進行緯度測量時，觀測人員需要將手臂伸直，隨後保持板子垂直海面，隨後調整板子使其上邊緣與星體相切，下邊緣與海面平行。通過板子所在的指數（1指≈1.9°）就可以得到星高（緯度）。
在《鄭和航海圖》記載中，鄭和下西洋時經過馬六甲海峽測得的數據緯度數據為「北辰星七指三角平水」。
對應的緯度就是14度2，與真實緯度相差僅20公里。
這個時候西方則用的是星盤或者十字杆，兩者原理基本一致，真正導致後面產生差距的是六分儀，由著名的牛頓和胡克基於幾何光學原理提出，隨後18世紀成為航海標配。
而林昊讓學員進行緯度測量的自然是六分儀，只要知道了原理，再加上一個手法及格的鐵匠，六分儀很簡單就能造出來，反倒是為了將上面的刻度弄准，費了林昊不少功夫。
到了晚上，在林昊的吩咐下，眾人沒有迴轉，反而繼續航行。
眾人簡單的用了飯菜，隨後開始測量緯度。
晚上的緯度測量比白天方便的多，白天只能測正午的太陽，但晚上，可以測量的星體太多了。
不過，大家最喜歡的還是測量北極星，因為北極星是在地球自轉軸上，且北極星距離地球無限遠。這就導致了北極星與當前所在位置的連線與地軸平行，測得的高度角就是緯度大小，不需要再結合天體位置進行換算。
首先進行測量的依舊是林一，只見其拿出一個金屬儀器開始對著海面操作。
這個儀器相當於一個圓的六分之一，這也是六分儀名稱的來源。
整個六分儀的關鍵是兩面鏡子，第一面鏡子是固定在最上面一個可選擇標杆上的指標鏡，隨著手臂轉動改變方向，標杆最下方指向刻度。
第二面是固定在六分儀框架上不可移動的水平方向的鏡子。
重點在於第二面鏡子，它一半是反射鏡子，另一半是玻璃透鏡，這樣可以使觀測者同時觀測到海面地平線和天體。
根據反射定律，入射角等於反射角。當引入第二面鏡子並與第一面形成夾角時，光線偏折角度將是該夾角的兩倍。這一原理構成了六分儀放大角度測量的數學基礎，儀器的刻度也依此標定。
標臂旋轉20度時，兩面鏡子夾角為20度，但光線偏轉角為40度，故刻度盤直接標註40度。
林一先是花了十幾秒確定北極星的位置，隨後開始將眼睛放在一起最前方的圓筒上開始測量。
只見其不斷地轉動那根標杆，大約過了半分鐘，林一終於完成測量，隨後固定好標杆，仔細的查看此時的刻度。
「報告少爺，測得的北辰星角度為26.5度。」林一匯報的結果讓林昊沉默了片刻。
不是測的不對，既然對方測出來了，那結果大差不差，林昊沉默是因為，他們正式航行的時候是正午，那時候在東洛島正午通過測量太陽得到的東洛島緯度為26.4度。
這代表著，少年們卯足勁開了了一天，才向北走了10公里，這速度也是沒誰了。
不過想到眾人今天的操船的拙劣表現，林昊又表示理解。
「知道了，你們交換著測量一下，同時測量織女星和其他星辰進行位置糾正。」六分儀好造，但上面的鏡子與玻璃不好弄，剛開始林昊都是用銅鏡糊弄的，最近才從澳門採購到鏡子，老貴了，所以裝備玻璃鏡的六分儀就只有區區兩個而已。
雖然說身為穿越者，手搓玻璃鏡乃是基本操作，畢竟其原理只要是攻讀過初中化學學位的人都能耳熟於心，但不是不會，而是不敢。
再有一個穩固基地和足夠的武力之前，林昊不敢把任何過於先進的東西拿出來，否則最後連自己怎麼死的都不知道。
「好想要個長久的基地啊，東洛島終究是太小了。」
又經歷了一個多時辰的折磨後，少年們總算能把船往一個方向開了，隨後在林昊的催促下，立即開始第二項技能的演練。
開始！」隨著林一一聲令下，他同時把手裡的沙漏翻個身開始計時，同時另一名少年手中握著麻繩開始釋放。
麻繩的一頭綁著一個竹板，另一頭繞在一個紡錘裡面，隨著帆船不斷前進，紡錘上的麻繩不斷被
翻了個身，開始計時。另一名海員手握麻繩，繩子的一頭綁著一塊三角形木版，飄在海面上，另一頭繞在紡錘里，隨著帆船的前行，不斷從紡錘上鬆開，從那名少年的手心裡通過。
「停！」隨著沙漏中的沙子漏完，林一喊了一聲。
隨後放竹板的的少年報出一個數字，這就是這段時間裡通過他手掌心的繩節數量。
林一快速的心算一下，隨後朝著林昊道，「報告少爺，航速測量完畢，當前航速5節。」
「嗯，你們這個倒是測得不錯，下一組繼續測量航速，持續檢測。到了晚上再練習測量緯度，然後計算一下船隻的位置。」
林昊點點頭，一旦不需要複雜的操作了，這些少年的表現倒是符合林昊的期待了，當然也許是測航速太簡單的緣故。
航海的方向和航速在這個時代必須隨時測量，並且按時記錄，在大明，這東西整理後就是針路圖，在西方則是叫航海日誌。
知道方向和速度，再知道兩點的緯度，只需要簡單的結合三角函數知識就能知道當前點對於上一個點的位置，所有的點連接起來就是航行的路線圖，理論上可以精確的知道所在的位置。
嗯，是理論上，實際上這種誤差挺大，而且隨著時間和天氣情況的變化會越來越離譜。
真正想知道位置還是得測量經緯度，可惜在航海鍾發明之前，經度的測量太難了。
雖然所有人都知道只要知道當地準確的時間，就能算出經度，但這個根本實現不了，當前的鐘擺時鐘在海上的顛簸環境下根本無法準確計時。直到18世紀航海鐘的發明才真正解決這個問題。
倒是緯度這個東西，無論東西方都玩的很成熟。
大明使用牽星板進行測量，所謂牽星板，就是由12塊烏木正方形板組成，最大邊長24厘米（十二指板），最小2厘米（一指板），輔以帶缺刻的象牙塊進行微調。
使用牽星板進行緯度測量時，觀測人員需要將手臂伸直，隨後保持板子垂直海面，隨後調整板子使其上邊緣與星體相切，下邊緣與海面平行。通過板子所在的指數（1指≈1.9°）就可以得到星高（緯度）。
在《鄭和航海圖》記載中，鄭和下西洋時經過馬六甲海峽測得的數據緯度數據為「北辰星七指三角平水」。
對應的緯度就是14度2，與真實緯度相差僅20公里。
這個時候西方則用的是星盤或者十字杆，兩者原理基本一致，真正導致後面產生差距的是六分儀，由著名的牛頓和胡克基於幾何光學原理提出，隨後18世紀成為航海標配。
而林昊讓學員進行緯度測量的自然是六分儀，只要知道了原理，再加上一個手法及格的鐵匠，六分儀很簡單就能造出來，反倒是為了將上面的刻度弄准，費了林昊不少功夫。
到了晚上，在林昊的吩咐下，眾人沒有迴轉，反而繼續航行。
眾人簡單的用了飯菜，隨後開始測量緯度。
晚上的緯度測量比白天方便的多，白天只能測正午的太陽，但晚上，可以測量的星體太多了。
不過，大家最喜歡的還是測量北極星，因為北極星是在地球自轉軸上，且北極星距離地球無限遠。這就導致了北極星與當前所在位置的連線與地軸平行，測得的高度角就是緯度大小，不需要再結合天體位置進行換算。
首先進行測量的依舊是林一，只見其拿出一個金屬儀器開始對著海面操作。
這個儀器相當於一個圓的六分之一，這也是六分儀名稱的來源。
整個六分儀的關鍵是兩面鏡子，第一面鏡子是固定在最上面一個可選擇標杆上的指標鏡，隨著手臂轉動改變方向，標杆最下方指向刻度。
第二面是固定在六分儀框架上不可移動的水平方向的鏡子。
重點在於第二面鏡子，它一半是反射鏡子，另一半是玻璃透鏡，這樣可以使觀測者同時觀測到海面地平線和天體。
根據反射定律，入射角等於反射角。當引入第二面鏡子並與第一面形成夾角時，光線偏折角度將是該夾角的兩倍。這一原理構成了六分儀放大角度測量的數學基礎，儀器的刻度也依此標定。
標臂旋轉20度時，兩面鏡子夾角為20度，但光線偏轉角為40度，故刻度盤直接標註40度。
林一先是花了十幾秒確定北極星的位置，隨後開始將眼睛放在一起最前方的圓筒上開始測量。
只見其不斷地轉動那根標杆，大約過了半分鐘，林一終於完成測量，隨後固定好標杆，仔細的查看此時的刻度。
「報告少爺，測得的北辰星角度為26.5度。」林一匯報的結果讓林昊沉默了片刻。
不是測的不對，既然對方測出來了，那結果大差不差，林昊沉默是因為，他們正式航行的時候是正午，那時候在東洛島正午通過測量太陽得到的東洛島緯度為26.4度。
這代表著，少年們卯足勁開了了一天，才向北走了10公里，這速度也是沒誰了。
不過想到眾人今天的操船的拙劣表現，林昊又表示理解。
「知道了，你們交換著測量一下，同時測量織女星和其他星辰進行位置糾正。」六分儀好造，但上面的鏡子與玻璃不好弄，剛開始林昊都是用銅鏡糊弄的，最近才從澳門採購到鏡子，老貴了，所以裝備玻璃鏡的六分儀就只有區區兩個而已。
雖然說身為穿越者，手搓玻璃鏡乃是基本操作，畢竟其原理只要是攻讀過初中化學學位的人都能耳熟於心，但不是不會，而是不敢。
再有一個穩固基地和足夠的武力之前，林昊不敢把任何過於先進的東西拿出來，否則最後連自己怎麼死的都不知道。
「好想要個長久的基地啊，東洛島終究是太小了。」