Meridiaaninstrumente

Meridiaaninstrumente word gebruik om die posisies van sterre te bepaal, veral ten opsigte van die meridiaanvlak, Met ouer instrumente kon slegs die hoogte van 'n ster bepaal word, waaruit die deklinasie dan bepaal moes word, maar met moderne instrumente kan ook die deurgangstyd verkry word.

As die deurgangstyd sowel as die posisie van die ster bekend is, kan die sterretyd noukeurig bepaal word. 'n Meridiaaninstrument word gebruik om die posisies van sterre noukeurig te bepaal. Hiervoor word die meridiaanteleskoop gebruik, ʼn teleskoop wat om 'n suiwer horisontale oos-wesgerigte as geroteer kan word.

Die optiese as van die teleskoop lê by elke stand in die meridiaanvlak, dit wil sê die vlak deur die hemelpool en die noord- en suidpunte op die horison. Die ster se posisie word gemeet wanneer dit in die suide die hoogste stand ten opsigte van die horison bereik. Hierdie hoogte hang af van die geografiese breedtelyn waarop die waarnemer hom bevind, asook van die boogafstand tussen die ster en die hemelekwator (deklinasie). Die geografiese breedte kan maklik vasgestel word; dit is dus net nodig om die hoogte van die ster te meet om die deklinasie te bereken.

Ontwikkeling

Een van die eerste meridiaaninstrumente was die muurkwadrant (16e tot 17e eeu). Dit het bestaan uit 'n kwart sirkelboog met 'n graadindeling en is noordsuid-gerig. Dit het ook 'n visierarm gehad wat langs die kwadrant kon beweeg. Deur die visierarm (met twee visiere daarop) op 'n ster te rig, kon die hoogte van die ster afgelees word.

Hoewel waarneming met die blote oog gedoen is, kon waarnemers met 'n noukeurigheid van 1 boogminuut meet. Hoewel die teleskoop al omstreeks 1600 uitgevind is, is dit eers in 1689 by meridiaaninstrumente gebruik. Die teleskoop was op 'n sogenaamde deurgangsinstrument gemonteer, en het in die meridiaanvlak geroteer. Voor die teleskoop is 'n aantal vertikale drade gespan, en wanneer die teleskoop op 'n ster gerig was, kon die tyd wat die ster geneem het om voor die drade verby te beweeg, gemeet word.

So kon die deklinasie sowel as die deurgangstyd van die ster bepaal word. Die deurgangsinstrument is later deur 'n sogenaamde meridiaansirkel vervang, 'n instrument met 'n volledige sirkel as gradeboog en twee afteesmikroskope. Die meridiaansirkel is 'n belangrike hulpmiddel by die opstel van kaarte van die sterrehemel.

Meetmetodes

Die moderne meridiaansirkel is 'n teleskoop (ligbreker) met 'n opening van 15 tot 25 cm en 'n brandpuntafstand van 2 tot 3 cm. Die optiese as van die instrument behoort in elke stand met die meridiaanvlak ooreen te stem. Die instrument het ook ʼn noukeurig verdeelde gradeboog (met grade en minute) wat van 0 tot 360 ˚ kan meet.

Die gradeboog draai saam met die teleskoop, en lesings word met behulp van twee afleesmikroskope gedoen. In die brandvlak van die teleskoop is daar 'n horisontale draad, en die teleskoop word tydens die meting so ingestel dat die ster presies oor die draad gaan wanneer die ster deur die meridiaan beweeg.

Die deurgangstyd deur die meridiaan is aanvanklik met behulp van een of meer vertikale drade in die brandvlak gemeet, maar later 'n papierstrook gebruik waarop ‘n merk gemaak word as die ster verbybeweeg, 'n Verdere ontwikkeling is die gebruik van 'n selfregistrerende, lopende draad, waarmee die ster gevolg word. Die draad is aan ʼn mikrometer gekoppel, waarvan die skroef met elke omwenteling ʼn elektriese kontak sluit, sodat die beweging op 'n bewegende papierstrook vasgelê kan word.

Die modernste metode is am die deurgangstyd met behulp van fotoëlektriese apparaat vas te lê. Die apparaat bevat spieëls op gelyke afstande in die brandvlak van die teleskoop, en tel kens wanneer die sterlig op 'n spieël val, reflekteer dit die lig na 'n fotosel. Die fotosel verskaf dan pulse aan die registreerapparaat. Met die fotoëlektriese metode kan die posisie van dowwe sterre bepaal word, aangesien die fotosel baie sensitiewer as die oog is.

Foute

Meetnoukeurigheid word deur 'n aantal faktore beïnvloed, en een van die foute wat voorkom, is die sogenaamde hellingsfout. Dit word veroorsaak as die rotasie-as van die teleskoop nie presies horisontaal is nie. 'n Ander fout is die asimutfout; dit is 'n afwyking in die rotasie in die oos-wesrigting.

Die kollimasiefout (riglynfout) kom voor as die optiese as van die teleskoop nie loodreg op die rotasie-as is nie, Hierdie drie foute moet in berekening gebring word by die meting van die deurgangstyd. Ander foute is die eksentrisiteitsfout, wat veroorsaak word deurdat die draaipunt van die teleskoop nie met die middelpunt van die gradeboog saamval nie, en die refraksiefout, die breking van die lig wat deur die lens van die teleskoop val. Afgesien van instrumentfoute, word menslike foute ook gemaak.

'n Waarnemer kan byvoorbeeld te vroeg of te laat reageer by die meting van die deurgangstyd. Dowwer en helderder sterre word ook nie ewe akkuraat waargeneem nie. Die dampkring om die aardbol bemoeilik ook waarnemings, omdat dit die sterlig buig of breek, en korreksies moet voortdurend gedoen word.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409591, volume 18, bl. 131