النطاق الجغرافي لرؤية الأشياء. نظرية الملاحة. تقسيم الأفق الحقيقي ومدى الأفق المرئي إلى أي مدى يمكن للعين البشرية أن ترى

أرز. 4 خطوط ومستويات أساسية للمراقب

للتوجيه في البحر ، تم اعتماد نظام الخطوط والطائرات الشرطية للمراقب. على التين. 4 يُظهر الكرة الأرضية ، على سطحها عند النقطة ميقع المراقب. عينه في هذه النقطة لكن. رسالة هارتفاع عين الراصد فوق مستوى سطح البحر. يسمى الخط ZMn المرسوم من خلال مكان المراقب ومركز الكرة الأرضية بالسطح أو الخط العمودي. يتم استدعاء جميع الطائرات التي تمر عبر هذا الخط عمودي، وعمودي عليها - عرضي. يسمى المستوى الأفقي HH / الذي يمر عبر عين المراقب طائرة الأفق الحقيقية. يُطلق على المستوى الرأسي VV / الذي يمر عبر مكان المراقب M ومحور الأرض مستوى خط الزوال الحقيقي. عند تقاطع هذا المستوى مع سطح الأرض ، يتم تشكيل دائرة كبيرة РnQPsQ / تسمى خط الزوال الحقيقي للمراقب. يسمى الخط المستقيم الذي تم الحصول عليه من تقاطع مستوى الأفق الحقيقي مع مستوى خط الزوال الحقيقي خط الزوال الحقيقيأو خط منتصف النهار N-S. يحدد هذا الخط الاتجاه إلى النقاط الشمالية والجنوبية من الأفق. يسمى المستوى العمودي FF / العمودي على مستوى خط الزوال الحقيقي مستوى العمود الرأسي الأول. عند التقاطع مع مستوى الأفق الحقيقي ، يتشكل خط EW، عموديًا على الخط N-S وتحديد الاتجاهات إلى الشرق و النقطة الغربيةالأفق. تقسم الخطوط N-S و E-W مستوى الأفق الحقيقي إلى أرباع: NE و SE و SW و NW.

الشكل 5. نطاق رؤية الأفق

في البحر المفتوح ، يرى المراقب سطحًا مائيًا حول السفينة ، تحده دائرة صغيرة CC1 (الشكل 5). هذه الدائرة تسمى الأفق المرئي. المسافة De من موقع السفينة M إلى خط الأفق المرئي CC 1 تسمى أفق مرئي. النطاق النظري للأفق المرئي Dt (الجزء AB) دائمًا ما يكون أقل من نطاقه الفعلي De. يفسر ذلك حقيقة أنه نظرًا لاختلاف كثافة طبقات الغلاف الجوي على طول الارتفاع ، فإن حزمة الضوء لا تنتشر فيه في خط مستقيم ، ولكن على طول منحنى التيار المتردد. نتيجة لذلك ، يمكن للمراقب بالإضافة إلى ذلك أن يرى جزءًا من سطح الماء يقع خلف خط الأفق النظري المرئي ومحدودًا بدائرة صغيرة SS 1. هذه الدائرة هي خط الأفق المرئي للمراقب. تسمى ظاهرة انكسار أشعة الضوء في الغلاف الجوي بالانكسار الأرضي. يعتمد الانكسار على الضغط الجوي ودرجة الحرارة والرطوبة. في نفس المكان على الأرض ، يمكن أن يتغير الانكسار حتى خلال يوم واحد. لذلك ، في الحسابات ، يتم أخذ متوسط ​​قيمة الانكسار. صيغة لتحديد مدى الأفق المرئي:

نتيجة الانكسار ، يرى المراقب خط الأفق في الاتجاه AC / (الشكل 5) ، مماسًا لقوس التيار المتردد. هذا الخط مرفوع بزاوية صفوق الخط المباشر AB. ركن صيسمى أيضًا الانكسار الأرضي. ركن دبين مستوى الأفق الحقيقي HH / والاتجاه إلى الأفق المرئي يسمى ميل الأفق الظاهر.

نطاق رؤية الأشياء والأضواء.يسمح لك نطاق الأفق المرئي بالحكم على مدى رؤية الأشياء الموجودة على مستوى الماء. إذا كان الكائن له ارتفاع معين حفوق مستوى سطح البحر ، يمكن للمراقب أن يكتشفها عن بعد:

على المخططات الملاحية وفي المساعدات الملاحية ، يتم توفير نطاق محسوب مسبقًا من رؤية أضواء المنارة. Dkمن ارتفاع عين الراصد 5 م من هذا الارتفاع دييساوي 4.7 ميل. في هيجب تصحيح أكثر من 5 أمتار. قيمته هي:

ثم نطاق الرؤية للمنارة Dnمساوي ل:

يُطلق على نطاق رؤية الأشياء ، المحسوب وفقًا لهذه الصيغة ، اسمًا هندسيًا أو جغرافيًا. تتوافق النتائج المحسوبة مع متوسط ​​حالة الغلاف الجوي في النهار. في الضباب أو المطر أو تساقط الثلوج أو الطقس الضبابي ، تقل رؤية الأشياء بشكل طبيعي. على العكس من ذلك ، في ظل حالة معينة من الغلاف الجوي ، يمكن أن يكون الانكسار كبيرًا جدًا ، ونتيجة لذلك يتضح أن نطاق رؤية الأجسام أكبر بكثير من النطاق المحسوب.

مسافة أفق مرئية. الجدول 22 MT-75:

الجدول محسوب بالصيغة:

دي = 2.0809 ,

دخول الجدول 22 MT-75 مع ارتفاع القطعة حفوق مستوى سطح البحر ، احصل على مدى رؤية هذا الكائن من مستوى سطح البحر. إذا أضفنا إلى النطاق الذي تم الحصول عليه نطاق الأفق المرئي الموجود في نفس الجدول وفقًا لارتفاع عين المراقب هفوق مستوى سطح البحر ، سيكون مجموع هذه المسافات هو نطاق رؤية الجسم ، دون مراعاة شفافية الغلاف الجوي.

للحصول على مدى أفق الرادار دكتور.المقبولة المختارة من الجدول. 22 يزيد نطاق الأفق المرئي بنسبة 15٪ ، ثم Dp = 2.3930 . هذه الصيغة صالحة لظروف الغلاف الجوي القياسية: الضغط 760 مم،درجة الحرارة + 15 درجة مئوية ، درجة الحرارة المتدرجة - 0.0065 درجة للمتر ، الرطوبة النسبية ، ثابتة مع الارتفاع ، 60٪. أي انحراف عن الحالة المعيارية المقبولة للغلاف الجوي سيؤدي إلى تغيير جزئي في مدى أفق الرادار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا النطاق ، أي المسافة التي يمكن من خلالها رؤية الإشارات المنعكسة على شاشة الرادار ، يعتمد إلى حد كبير على الخصائص الفردية للرادار والخصائص الانعكاسية للجسم. لهذه الأسباب ، استخدم المعامل 1.15 والبيانات الواردة في الجدول. يجب اتباع 22 بحذر.

سيكون مجموع نطاقات أفق الرادار لطريق الهوائي والجسم المرصود للارتفاع A هو أقصى مسافة يمكن أن تعود منها الإشارة المنعكسة.

مثال 1 حدد مدى الكشف عن المنارة بارتفاع h = 42 ممن مستوى سطح البحر من ارتفاع عين المراقب e = 15.5 م.
المحلول. من الجدول. 22 اختر:
لـ h = 42 م..... . د= 13.5 ميلاً ؛
إلى عن على ه= 15.5 م. . . . . . دي= 8.2 ميلا ،
ومن هنا نطاق الكشف عن المنارة
Dp \ u003d Dh + De \ u003d 21.7 ميل.

يمكن أيضًا تحديد نطاق رؤية كائن ما من خلال الرسم البياني الموضوع على الملحق (الملحق 6). MT-75

مثال 2 أوجد مدى الرادار لجسم ارتفاعه h = 122 مإذا كان الارتفاع الفعال لهوائي الرادار Hd = 18.3 مفوق مستوى سطح البحر.
المحلول. من الجدول. 22 حدد نطاقات رؤية الجسم والهوائي من مستوى سطح البحر ، على التوالي 23.0 و 8.9 ميلاً. بتلخيص هذه النطاقات وضربها بمعامل 1.15 ، نحصل على أن الجسم في ظل الظروف الجوية القياسية من المرجح أن يتم اكتشافه من مسافة 36.7 ميلاً.

الفصل السابع. التنقل.

الملاحة هي أساس علم الملاحة. تتمثل الطريقة الملاحية في التنقل في السفينة من مكان إلى آخر بأكثر الطرق فائدة وأقصر وأسلم. تحل هذه الطريقة مشكلتين: كيفية توجيه السفينة على طول المسار المختار وكيفية تحديد مكانها في البحر من خلال عناصر حركة السفينة ومراقبة الأجسام الساحلية ، مع مراعاة تأثير القوى الخارجية على السفينة - الرياح والحالية.

للتأكد من سلامة حركة سفينتك ، تحتاج إلى معرفة موقع السفينة على الخريطة ، والتي تحدد موقعها فيما يتعلق بالمخاطر في منطقة ملاحة معينة.

يطور الملاحة أساسيات الملاحة ، فهو يدرس:

أبعاد الأرض وسطحها ، وطرق تصوير سطح الأرض على الخرائط ؛

طرق حساب ووضع مسار السفينة على الخرائط البحرية.

طرق تحديد موقع السفينة في البحر بالأشياء الساحلية.

§ 19. معلومات أساسية عن الملاحة.

1. النقاط الأساسية والدوائر والخطوط والطائرات

أرضنا على شكل كروي مع شبه محور رئيسي عمر الفاروقيساوي 6378 كم،وشبه المحور الصغرى أو 6356 كم(الشكل 37).

أرز. 37.تحديد إحداثيات نقطة على سطح الأرض

في الممارسة العملية ، مع بعض الافتراضات ، يمكن اعتبار الأرض كرة تدور حول محور يشغل موقعًا معينًا في الفضاء.

لتحديد النقاط على سطح الأرض ، من المعتاد تقسيمها عقليًا إلى مستويات رأسية وأفقية تشكل خطوطًا مع سطح الأرض - خطوط الطول والمتوازيات. نهايات المحور التخيلي لدوران الأرض تسمى القطبين - الشمال أو الشمال أو الجنوب أو الجنوب.

خطوط الطول هي دوائر كبيرة تمر عبر القطبين. المتوازيات عبارة عن دوائر صغيرة على سطح الأرض موازية لخط الاستواء.

خط الاستواء عبارة عن دائرة كبيرة يمر مستواها عبر مركز الأرض بشكل متعامد مع محور دورانها.

يمكن تخيل كل من خطوط الطول والمتوازيات على سطح الأرض لا حصر لها. يشكل خط الاستواء وخطوط الطول والمتوازيات شبكة من الإحداثيات الجغرافية للأرض.

موقع أي نقطة لكنعلى سطح الأرض يمكن تحديدها من خلال خط العرض (و) وخط الطول (ل) .

خط العرض للمكان هو قوس خط الزوال من خط الاستواء إلى موازٍ للمكان المحدد. خلافًا لذلك: يقاس خط عرض مكان ما بالزاوية المركزية المحاطة بين مستوى خط الاستواء والاتجاه من مركز الأرض إلى المكان المحدد. يقاس خط العرض بالدرجات من 0 إلى 90 درجة من خط الاستواء إلى القطبين. عند الحساب ، يُعتبر أن خط العرض الشمالي f N له علامة زائد ، خط العرض الجنوبي - علامة f S ناقص.

الفرق في خط العرض (f 1 - f 2) هو قوس الزوال المحصور بين المتوازيات بين هذه النقاط (1 و 2).

خط الطول للمكان هو قوس خط الاستواء من خط الزوال صفر إلى خط الزوال للمكان المحدد. خلاف ذلك: يقاس خط الطول للمكان بقوس خط الاستواء المحاط بين مستوى خط الطول الصفري ومستوى خط الزوال للمكان المحدد.

الفرق في خطوط الطول (l 1 -l 2) هو قوس خط الاستواء المحاط بين خطوط الطول للنقطتين (1 و 2).

خط الزوال الرئيسي - خط الزوال غرينتش. منه ، يقاس خط الطول في كلا الاتجاهين (شرقًا وغربًا) من 0 إلى 180 درجة. يقاس خط الطول الغربي على الخريطة على يسار خط غرينتش ويؤخذ بعلامة ناقص في الحسابات ؛ شرقًا - جهة اليمين وبها علامة زائد.

يسمى خط الطول وخط العرض لأي نقطة على الأرض بالإحداثيات الجغرافية لتلك النقطة.

2. تقسيم الأفق الحقيقي

يُطلق على المستوى الأفقي التخيلي عقليًا الذي يمر عبر عين الراصد مستوى الأفق الحقيقي للمراقب ، أو الأفق الحقيقي (الشكل 38).

لنفترض ذلك عند هذه النقطة لكنهي عين الراصد ، الخط زابك- عمودي ، HH 1 - مستوى الأفق الحقيقي ، والخط P NP S - محور دوران الأرض.

من بين العديد من المستويات الرأسية ، سيتطابق مستوى واحد فقط في الرسم مع محور دوران الأرض والنقطة لكن.يعطي تقاطع هذا المستوى العمودي مع سطح الأرض دائرة كبيرة P N BEP SQ عليها ، تسمى خط الزوال الحقيقي للمكان ، أو خط الزوال للمراقب. يتقاطع مستوى خط الزوال الحقيقي مع مستوى الأفق الحقيقي ويعطي خط الشمال والجنوب على الأخير NS.خط آهعمودي على خط الشمال والجنوب الحقيقي يسمى خط الشرق والغرب الحقيقي (الشرق والغرب).

وبالتالي ، فإن النقاط الأربع الرئيسية للأفق الحقيقي - الشمال والجنوب والشرق والغرب - تحتل موقعًا محددًا تمامًا في أي مكان على الأرض ، باستثناء القطبين ، حيث يمكن أن تكون الاتجاهات المختلفة على طول الأفق فيما يتعلق بهذه النقاط. يحدد.

الاتجاهات ن(شمال) ، S (جنوب) ، ا(شرق)، دبليو(الغرب) تسمى النقاط الرئيسية. ينقسم محيط الأفق بالكامل إلى 360 درجة. التقسيم مصنوع من النقطة نفي اتجاه عقارب الساعة.

الاتجاهات الوسيطة بين النقاط الرئيسية تسمى نقاط الربع ويتم استدعاؤها لا ، سو ، جنوب غرب ، شمال غرب.الأرقام الرئيسية والربعية لها القيم التالية بالدرجات:

أرز. 38.الأفق الحقيقي للمراقب

3. الأفق المرئي ، مدى الأفق المرئي

جسم الماء المرئي من الوعاء محدود بدائرة تتكون من التقاطع الظاهر للجلد مع سطح الماء. هذه الدائرة تسمى الأفق المرئي للمراقب. نطاق الأفق المرئي لا يعتمد فقط على ارتفاع عيون المراقب فوق سطح الماء ، ولكن أيضًا على حالة الغلاف الجوي.

الشكل 39.نطاق رؤية الكائن

يجب أن يعرف قائد القارب دائمًا المسافة التي يرى فيها الأفق في أوضاع مختلفة ، على سبيل المثال ، الوقوف على دفة القيادة ، أو على سطح السفينة ، أو الجلوس ، وما إلى ذلك.

يتم تحديد نطاق الأفق المرئي بواسطة الصيغة:

د = 2.08

أو ، تقريبًا ، لارتفاع عين المشاهد أقل من 20 ممعادلة:

د = 2 ،

حيث d هو مدى الأفق المرئي بالأميال ؛

ح هو ارتفاع عين الراصد ، م.

مثال.إذا كان ارتفاع عين الراصد ع = 4 مثم مدى الأفق المرئي 4 أميال.

مدى الرؤية للشيء المرصود (الشكل 39) ، أو ، كما يطلق عليه ، النطاق الجغرافي D n , هو مجموع نطاقات الأفق المرئي معارتفاع هذا الجسم H وارتفاع عين الراصد A.

يمكن للمراقب أ (الشكل 39) ، الموجود على ارتفاع h ، من سفينته أن يرى الأفق فقط على مسافة d 1 ، أي للنقطة B على سطح الماء. ومع ذلك ، إذا تم وضع مراقب عند النقطة B على سطح الماء ، فيمكنه رؤية المنارة C , تقع على مسافة د 2 منه ; لذلك ، المراقب الموجود عند النقطة لكن،سوف ترى المنارة من مسافة مساوية لـ D n :

Dn = d1 + d2.

يمكن تحديد مدى رؤية الأشياء الموجودة فوق مستوى الماء من خلال الصيغة:

Dn = 2.08 (+).

مثال.ارتفاع المنارة H = 1b.8 مارتفاع عين الراصد ع = 4 م.

المحلول. D n \ u003d l 2.6 ميل ، أو 23.3 كم.

يتم أيضًا تحديد مدى رؤية كائن ما تقريبًا وفقًا لمخطط Struisky nomogram (الشكل 40). من خلال تطبيق المسطرة بحيث تكون الارتفاعات المقابلة لعين المراقب والجسم المرصود متصلة بخط مستقيم واحد ، يتم الحصول على نطاق الرؤية على المقياس المتوسط.

مثال.أوجد مدى رؤية جسم ارتفاعه فوق مستوى سطح البحر في 26.2 معند ارتفاع عين المراقب فوق مستوى سطح البحر 4.5 م.

المحلول. د ن= 15.1 ميلا (خط متقطع في الشكل 40).

على الخرائط ، اتجاهات الإبحار ، في المساعدات الملاحية ، في وصف العلامات والأضواء ، يتم إعطاء نطاق الرؤية لارتفاع عين الراصد البالغ 5 أمتار من مستوى الماء. نظرًا لأن عين المراقب على متن قارب صغير تقع تحت 5 مبالنسبة له ، سيكون نطاق الرؤية أقل مما هو مذكور في الكتيبات أو على الخريطة (انظر الجدول 1).

مثال.تشير الخريطة إلى مدى رؤية المنارة عند 16 ميلاً. هذا يعني أن المراقب سيرى هذا المنارة من مسافة 16 ميلاً إذا كانت عينه على ارتفاع 5 مفوق مستوى سطح البحر. إذا كانت عين الراصد على ارتفاع 3 مثم ستنخفض الرؤية وفقًا لذلك بالاختلاف في نطاق رؤية الأفق للارتفاعات 5 و 3 م.نطاق رؤية الأفق للارتفاع 5 ميساوي 4.7 أميال ؛ للارتفاع 3 م- 3.6 ميل ، الفرق 4.7 - 3.6 = 1.1 ميل.

وبالتالي ، لن يكون نطاق رؤية المرشد مساويًا لـ 16 ميلاً ، ولكن فقط 16 - 1.1 = 14.9 ميلاً.

أرز. 40.مخطط Struisky ل

ينحني سطح الأرض ويختفي من مجال الرؤية على مسافة 5 كيلومترات. لكن حدة رؤيتنا تسمح لنا برؤية ما وراء الأفق. إذا كانت الأرض مسطحة ، أو إذا وقفت على قمة جبل ونظرت إلى مساحة أكبر بكثير من الكوكب من المعتاد ، يمكنك رؤية الأضواء الساطعة على بعد مئات الأميال. في ليلة مظلمة ، يمكنك حتى رؤية شعلة شمعة تقع على بعد 48 كيلومترًا منك.

يعتمد المدى الذي يمكن للعين البشرية أن تراه على عدد جسيمات الضوء أو الفوتونات التي ينبعث منها الجسم البعيد. أبعد شيء يمكن رؤيته بالعين المجردة هو سديم أندروميدا ، الذي يقع على مسافة شاسعة تبلغ 2.6 مليون سنة ضوئية من الأرض. يعطي تريليون نجم في هذه المجرة ما يكفي من الضوء في المجمل لتتصادم عدة آلاف من الفوتونات مع كل سنتيمتر مربع من سطح الأرض كل ثانية. في ليلة مظلمة ، هذا المقدار يكفي لتنشيط شبكية العين.

في عام 1941 ، قام أخصائي الرؤية سيليج هيشت وزملاؤه في جامعة كولومبيا بعمل ما لا يزال يعتبر مقياسًا موثوقًا به للحد المطلق للرؤية - الحد الأدنى لعدد الفوتونات التي يجب أن تدخل الشبكية لإحداث وعي بالإدراك البصري. حددت التجربة عتبة في ظل ظروف مثالية: أعطيت عيون المشاركين وقتًا للتكيف تمامًا مع الظلام المطلق ، وكان طول موجة الضوء الأزرق والأخضر الذي يعمل كمحفز 510 نانومتر (والتي تكون العيون أكثر حساسية لها) ، وكان الضوء موجهاً نحو الحافة المحيطية للشبكية ، مملوءاً بخلايا عصبية تتعرف على الضوء.

وفقًا للعلماء ، لكي يتمكن المشاركون في التجربة من التعرف على وميض الضوء هذا في أكثر من نصف الحالات ، كان من 54 إلى 148 فوتونًا يسقط في مقل العيون. بناءً على قياسات امتصاص الشبكية ، حسب العلماء أنه في المتوسط ​​، يتم امتصاص 10 فوتونات في الواقع بواسطة قضبان الشبكية البشرية. وبالتالي ، فإن امتصاص 5-14 فوتونًا ، أو تنشيط 5-14 على التوالي ، يشير إلى الدماغ أنك ترى شيئًا ما.

أشار هيشت وزملاؤه في مقال حول هذه التجربة: "هذا في الواقع عدد قليل جدًا من التفاعلات الكيميائية".

مع الأخذ في الاعتبار العتبة المطلقة ، وسطوع لهب الشمعة ، والمسافة المقدرة التي يخفت عندها جسم مضيء ، خلص العلماء إلى أنه يمكن لأي شخص تمييز الوميض الخافت لشعلة الشمعة على مسافة 48 كيلومترًا.

ولكن على أي مسافة يمكننا أن ندرك أن الجسم هو أكثر من مجرد وميض للضوء؟ لكي يظهر الكائن ممتدًا مكانيًا ، بدلاً من نقطة ، يجب أن ينشط الضوء المنبعث منه على الأقل اثنين من المخاريط الشبكية المتجاورة - الخلايا المسؤولة عن رؤية الألوان. من الناحية المثالية ، يجب أن يقع الجسم بزاوية لا تقل عن دقيقة قوسية واحدة ، أو سدس درجة لإثارة الأقماع المجاورة. يظل هذا المقياس الزاوي كما هو بغض النظر عما إذا كان الكائن قريبًا أو بعيدًا (يجب أن يكون الكائن البعيد أكبر بكثير ليكون في نفس زاوية الكائن القريب). يقع البدر بزاوية 30 دقيقة قوسية ، بينما الزهرة بالكاد مرئية ككائن ممتد بزاوية حوالي 1 قوس دقيقة.

يمكن تمييز الأشياء التي يبلغ حجمها شخصًا ما إذا كانت ممتدة على مسافة حوالي 3 كيلومترات فقط. بالمقارنة ، عند هذه المسافة ، يمكننا التمييز بوضوح بين اثنين

ينحني سطح الأرض ويختفي من مجال الرؤية على مسافة 5 كيلومترات. لكن حدة رؤيتنا تسمح لنا برؤية ما وراء الأفق. إذا كان مسطحًا ، أو إذا وقفت على قمة جبل ونظرت إلى مساحة أكبر بكثير من الكوكب من المعتاد ، يمكنك رؤية الأضواء الساطعة على بعد مئات الكيلومترات. في ليلة مظلمة ، يمكنك حتى رؤية شعلة شمعة تقع على بعد 48 كيلومترًا منك.

يعتمد المدى الذي يمكن للعين البشرية أن تراه على عدد جسيمات الضوء أو الفوتونات التي ينبعث منها الجسم البعيد. أبعد شيء يمكن رؤيته بالعين المجردة هو سديم أندروميدا ، الذي يقع على مسافة شاسعة تبلغ 2.6 مليون سنة ضوئية من الأرض. يعطي تريليون نجم في هذه المجرة ما يكفي من الضوء في المجمل لتتصادم عدة آلاف من الفوتونات مع كل سنتيمتر مربع من سطح الأرض كل ثانية. في ليلة مظلمة ، هذا المقدار يكفي لتنشيط شبكية العين.

في عام 1941 ، قام أخصائي الرؤية سيليج هيشت وزملاؤه في جامعة كولومبيا بعمل ما لا يزال يعتبر مقياسًا موثوقًا به للحد المطلق للرؤية - الحد الأدنى لعدد الفوتونات التي يجب أن تدخل الشبكية لإحداث وعي بالإدراك البصري. حددت التجربة عتبة في ظل ظروف مثالية: أعطيت عيون المشاركين وقتًا للتكيف تمامًا مع الظلام المطلق ، وكان طول موجة الضوء الأزرق والأخضر الذي يعمل كمحفز 510 نانومتر (والتي تكون العيون أكثر حساسية لها) ، وكان الضوء موجهاً نحو الحافة المحيطية للشبكية ، مملوءاً بخلايا عصبية تتعرف على الضوء.

وفقًا للعلماء ، لكي يتمكن المشاركون في التجربة من التعرف على وميض الضوء هذا في أكثر من نصف الحالات ، كان من 54 إلى 148 فوتونًا يسقط في مقل العيون. بناءً على قياسات امتصاص الشبكية ، حسب العلماء أنه في المتوسط ​​، يتم امتصاص 10 فوتونات في الواقع بواسطة قضبان الشبكية البشرية. وبالتالي ، فإن امتصاص 5-14 فوتونًا ، أو تنشيط 5-14 على التوالي ، يشير إلى الدماغ أنك ترى شيئًا ما.

أشار هيشت وزملاؤه في ورقة بحثية عن التجربة: "هذا في الواقع عدد صغير جدًا من التفاعلات الكيميائية".

مع الأخذ في الاعتبار العتبة المطلقة ، وسطوع لهب الشمعة ، والمسافة المقدرة التي يخفت عندها جسم مضيء ، خلص العلماء إلى أنه يمكن لأي شخص تمييز الوميض الخافت لشعلة الشمعة على مسافة 48 كيلومترًا.

ولكن على أي مسافة يمكننا أن ندرك أن الجسم هو أكثر من مجرد وميض للضوء؟ لكي يظهر الكائن ممتدًا مكانيًا ، بدلاً من نقطة ، يجب أن ينشط الضوء المنبعث منه على الأقل اثنين من المخاريط الشبكية المتجاورة - الخلايا المسؤولة عن رؤية الألوان. من الناحية المثالية ، يجب أن يقع الجسم بزاوية لا تقل عن دقيقة قوسية واحدة ، أو سدس درجة لإثارة الأقماع المجاورة. يظل هذا المقياس الزاوي كما هو بغض النظر عما إذا كان الكائن قريبًا أو بعيدًا (يجب أن يكون الكائن البعيد أكبر بكثير ليكون في نفس زاوية الكائن القريب). يقع الجسم الكامل بزاوية 30 دقيقة قوسية ، بينما الزهرة بالكاد مرئية ككائن ممتد بزاوية حوالي 1 قوس دقيقة.

يمكن تمييز الأشياء التي يبلغ حجمها شخصًا ما إذا كانت ممتدة على مسافة حوالي 3 كيلومترات فقط. بالمقارنة ، على هذه المسافة ، يمكننا التمييز بوضوح بين المصابيح الأمامية للسيارة.

دورة المحاضرة

حسب الانضباط

"الملاحة وغسل البحر"

جمعه المعلم ميلوفانوف ف.

الملاحة والموقع

المفاهيم الأساسية والتعاريف

شكل الأرض وأبعادها

شكل الأرض هو الجيود - جسم هندسي ، يكون سطحه في جميع النقاط عموديًا على اتجاه الجاذبية ، قريب في الشكل من شكل إهليلجي للثورة. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم تبني الشكل الإهليلجي المرجعي لـ F. N. Krasovsky (منذ عام 1946) بأبعاد: المحور شبه الرئيسي 6،378،245 م ؛ المحور شبه الصغرى 6356863 م V دول مختلفةتم اعتماد أحجام مختلفة من المجسم الإهليلجي للأرض ، وبالتالي ، يجب أن يتم الانتقال إلى الخرائط الأجنبية ، خاصة عند الإبحار بالقرب من الساحل والمخاطر الملاحية ، ليس عن طريق الإحداثيات ، ولكن عن طريق الاتجاه والمسافة إلى المعلم الساحلي المرسوم على كلتا الخريطتين.

وحدات بحرية الطول والسرعة

ميل بحري * - متوسط ​​طول قوس لدقيقة واحدة من خط الطول للأرض (* أقل من ميل في كل مكان). طول القوس دقيقة واحدة من خط الطول الأرضي

L` = 1852.23 - 9.34 cos 2f ،

حيث f هو خط عرض موقع السفينة ، deg.

طول الميل البحري المعتمد في مختلف الولايات ، م

كابل- عُشر ميل بحري ، مقربًا يساوي 185 م.

عقدة- ميل بحري واحد في الساعة ، أو 0.514 م / ث.

تستخدم أيضًا على الخرائط الإنجليزية أقدام. (0.3048 م) و القوم(1.83 م).

الأفق المرئي ونطاق رؤية الكائن

مسافة الأفق المرئية: دي = 2.08√e

نطاق رؤية كائن (كائن): موانئ دبي = 2.08√e + 2.08√h

يجب أن يتم إحضار نطاق رؤية الكائن الموضح على الخريطة إلى ارتفاع عين المراقب ، والذي يختلف عن 5 أمتار ، وفقًا للصيغة:

موانئ دبي \ u003d Dk + De - 4.7.

في هذه الصيغ:

دي- مدى الأفق المرئي ، أميال لارتفاع معين لعين الراصد e ، m ؛

2,08 - المعامل المحسوب من شرط أن معامل انكسار الأرض يساوي 0.16 ونصف قطر الأرض R = 6371.1 كم ؛

موانئ دبي- مدى رؤية الجسم ، أميال ؛

ح- ارتفاع الجسم المرصود ، م ؛

Dk- مدى رؤية الكائن المشار إليه على الخريطة.

ملحوظة.يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن هذه الصيغ قابلة للتطبيق في ظل حالة متوسط ​​حالة الغلاف الجوي والنهار.

تصحيح وترجمة النقاط (الشكل 2.1)

العنوان الصحيح (IR)- الزاوية بين الجزء الشمالي من خط الزوال الحقيقي والمستوى القطري للسفينة.

تأثير صحيح (IP)- الزاوية بين الجزء الشمالي من خط الزوال الحقيقي واتجاه الجسم.

عكس الاتجاه الحقيقي (TRB)- يختلف عن IP بمقدار 180 درجة

زاوية العنوان (KU)- الزاوية بين قوس الخط المركزي للسفينة واتجاه الجسم ؛ تقاس من 0 إلى 180 درجة إلى الميمنة والمنفذ ، أو في اتجاه عقارب الساعة من 0 إلى 360 درجة. على الجانب الأيمن KU علامة "زائد" ، والجانب الأيسر KU به علامة "ناقص".

التبعيات بين IC و IP و KU:

IR = IP-KU ؛ IP \ u003d IC + KU ؛ KU = IP-IC.

البوصلة ، عنوان البوصلة الجيروسكوبية (KK ، GKK)- الزاوية بين الجزء الشمالي من البوصلة (الجيروسكوب) خط الطول وقوس خط الوسط للسفينة.

البوصلة ، محمل البوصلة الجيروسكوبية (KP ، GKP) هي الزاوية بين الجزء الشمالي من خط الزوال (الجيروسكوبي) واتجاه الجسم.

تصحيح البوصلة (البوصلة الجيروسكوبية) AK (AGK)- الزاوية بين خطي الطول الحقيقي والبوصلة (الجيروسكوبي). الشرقية (العمود الفقري) LK (LGK) لها علامة "زائد" ، والغربية (الغربية) بها علامة "ناقص".

أرز. 2.1. تصحيح وترجمة الاتهام

IR \ u003d KK + ΔK ؛

IP \ u003d KP + ΔK ؛

KK = IR - ΔK ؛

KP \ u003d IP - ΔK ؛

IR = GKK - ΔGK ؛

IP = GKP + ΔGK ؛

GKK = IR - ΔGK

GKP \ u003d IP - ΔGK

الإحداثيات الجغرافية

دع السفينة والمراقب الموجودين على متنها يقعان عند النقطة M على سطح الأرض (انظر الشكل 2). لنرسم خطًا متوازيًا وخط طول لهذه النقطة ، مع ملاحظة تقاطع الأخير مع خط الاستواء عند النقطة K. يتم تحديد موضع النقطة على سطح الكرة بإحداثيتين كرويتين - خط العرض f وخط الطول L.

خط العرض- الزاوية بين مستوى خط الاستواء والخط الذي يربط مكان الراصد على سطح الأرض بمركز الكرة الأرضية. لذلك ، يتم التعبير عن خط عرض النقطة M بالزاوية المركزية لـ IOC ، مقاسة بقوس خط الطول KM. يتم قياس خط العرض cp ضمن النطاق من 0 إلى 90 درجة من خط الاستواء باتجاه القطبين الجغرافيين ويسمى N - شمال أو جنوب - جنوبًا ، اعتمادًا على نصف الكرة الأرضية الذي يوجد فيه المراقب. وبالتالي ، فإن الخط الجغرافي المتوازي MM "M" هو موضع النقاط التي لها نفس خط العرض.

خط عرض النقاط الواقعة على خط الاستواء هو 0 درجة ، وخط عرض القطب الشمالي 90 درجة شمالاً ، وخط عرض القطب الجنوبي 90 درجة جنوباً.

خط الطول- الزاوية ثنائية السطوح بين مستوي خط الزوال صفر (غرينتش) وخط الطول للمراقب (النقطة M). تُقاس هذه الزاوية بالقوس الأصغر لخط الاستواء (ولكن ليس الموازي) المحاط بين خطوط الطول المشار إليها ، من 0 إلى 180 درجة على جانبي خط الزوال الأولي (غرينتش). وهكذا ، يقاس خط طول النقطة M (انظر الشكل 2 و 3) بقوس خط الاستواء GK.

تين. 3.

يسمى خط الطول Ost - East أو W - West ، وهذا يتوقف على نصف الكرة الأرضية (الغربي أو الشرقي) الذي يوجد فيه المراقب.

وبالتالي ، فإن خط الطول الجغرافي لـ PnMPs هو موضع النقاط التي لها نفس خط الطول.

خط طول النقاط الواقعة على خط الطول غرينتش (Pn GPs - الشكل 2 أو PnG - الشكل 3) هو 0 ° ؛ خط طول النقاط الواقعة على خط الزوال P n G "P s (انظر الشكل 2) هو 180 ° Ost أو 180 ° W.

تتيح المخططات البحرية واسعة النطاق المخصصة للملاحة بالقرب من الساحل إمكانية أخذ الإحداثيات الجغرافية لنقطة منها بدقة تصل إلى أعشار دقيقة قوسية. لذلك ، على سبيل المثال ، في خرائط المناطق الساحلية للبحر: إحداثيات منارة أرخونا ϕ = 54 ° 40 "، 8N و λ = 13 ° 26 ، 10st ؛ منارة بال ϕ = 53 ° 31" ، 7N و = 9 ° 04 "، 90 ؛ منارة هيلغولاند ϕ = 54 ° 11.0 شمالاً و λ = 7 ° 53" ، أوست ؛

فرق خط العرض وفرق خط الطول

عند الإبحار من نقطة واحدة على سطح الأرض A (ϕ1 1 نقطة انطلاق) إلى النقطة B (ϕ2 ، λ2 - نقطة الوصول) ، تغير السفينة خط العرض وخط الطول ؛ في هذه الحالة ، يتم تشكيل اختلاف في خطوط العرض واختلاف في خطوط الطول (الشكل 4).

فرق خط العرض (RS)- يتم قياس أصغر أقواس في أي خط طول ، المحاط بأوجه تشابه بين نقطتي المغادرة والوصول (القوس NE في الشكل 4) في النطاق من 0 إلى 180 درجة وله اسم إلى N إذا زاد خط العرض الشمالي أو خط العرض الجنوبي يتناقص ، وإلى S إذا انخفض خط العرض الشمالي أو زاد خط العرض الجنوبي.

إذا تم تعيين خط العرض الشمالي بشكل مشروط بعلامة زائد ، وكان خط العرض الجنوبي علامة ناقص ، فسيتم تحديد RSH واسمه بواسطة الصيغة

في الأمثلة 1 و 2 و 3 ، لتبسيط التفكير ، توجد نقاط المغادرة والوصول على نفس خط الطول الجغرافي ، أي أن لها نفس خط الطول. على التين. في الشكل 5 ، يوضح السهم اتجاه حركة السفينة والاختلافات في خط العرض التي تحدثها.

نقطة المغادرة A - φ1 = 16 ° 44 "ON وفقًا للصيغة (4) φ2 = + 58 ° 17" ، 5

نقطة المغادرة C - φ1 = 47 ° 10 "، 4 S وفقًا للصيغة (4) φ2 = - 21 ° 23" ، 0

نقطة المغادرة F - φ1 = 24 ° 17 "، 5 N وفقًا للصيغة (4) φ2 = - 5 ° 49" ، 2

فرق خط الطول (RD) -أصغر أقواس خط الاستواء ، المحاطة بين خطوط الطول لنقاط المغادرة والوصول (القوس KD ، الشكل 4) ، يقاس في النطاق من 0 إلى 180 درجة ويسمى بـ Ost إذا زاد خط الطول الشرقي أو يتناقص خط الطول الغربي ، وينخفض ​​إلى غرب إذا انخفض خط الطول الشرقي أو زاد خط الطول الغربي.

إذا تم تعيين خط الطول الشرقي شرطيًا بعلامة زائد ، وكان خط الطول الغربي سالب ، فسيتم تحديد PD واسمها من خلال الصيغة:

RD = λ2 - λ1 (5)

في الأمثلة 4 و 5 و 6 و 7 ، لتبسيط التفكير ، يتم اختيار نقاط الانطلاق والوصول لتكون على نفس النطاق الجغرافي ، أي لها نفس خط العرض. على التين. تظهر الأسهم 6 ، أ ، ب اتجاه حركة السفينة والاختلافات في خطوط الطول التي تصنعها.

لا يمكن أن يكون الفرق في خط الطول أكثر من 180 درجة. ومع ذلك ، عند حل مشاكل الاختلاف في خطوط الطول وفقًا للصيغة (5) ، يمكن أن تتحول قيمة RD إلى أكثر من 180 درجة. في هذه الحالة ، يتم طرح النتيجة التي تم الحصول عليها من 360 درجة ويتم عكس اسم الممر المساعد (مثال 7).

نقطة المغادرة A - λ1 = 12 ° 44 "، 0 Ost وفقًا للصيغة (5) λ2 = + 48 ° 13" ، 5

نقطة المغادرة C - λ1 = 110 ° 15 "، 0 W وفقًا للصيغة (5) λ2 = - 87 ° 10" ، 0

نقطة المغادرة M - λ1 = 21 ° 37 "، 8 W وفقًا للصيغة (5) λ2 = + 11 ° 42" ، 4

نقطة المغادرة F - λ1 = 164 ° 06 "، 3 W وفقًا للصيغة (5) λ2 = + 170 ° 35" ، 1

مباشرة من التين. 6 ، ولكن من الواضح أن (AB) ° = (A "B") ° ، لكن أطوال هذه الأقواس ليست متساوية ، أي AB = A "B". وبالتالي ، فإن محيط الموازي الجغرافي في خط العرض cp أقصر من طول خط الاستواء ، لأن نصف القطر r لهذا التوازي أقصر من نصف القطر R لخط الاستواء ، المرتبط بالنسب

R = r ثانية ϕ.

لهذا А "В" = АВ ثانية ϕأو

RD = RSS ثانية ϕav (6)

حيث OTSH هو طول قوس خط الموازي (لكن ليس خط الاستواء) في خط العرض cp ، محاطًا بين خطوط الطول لنقاط المغادرة والوصول.

الانحراف المغناطيسي

(د) - تختلف الزاوية بين خطي الطول الحقيقي والمغناطيسي من 0 إلى 180 درجة. الشرقية بها علامة زائد ، والغربية بها علامة ناقص ؛ تمت إزالة d من الرسم البياني في منطقة الملاحة ويتم تقليله إلى سنة الملاحة. تشير الزيادة (النقص) السنوية د إلى القيمة المطلقة للانحراف ، أي إلى الزاوية ، وليس إلى علامتها (انظر الشكل 2.1). عندما ينخفض ​​الانحراف ، إذا كانت قيمته صغيرة ، والتغيير على مدى عدة سنوات يتجاوز ذلك الموضح على الخريطة ، عند المرور عبر الصفر ، يبدأ الانحراف في الزيادة مع الإشارة المعاكسة.

الانحراف المغناطيسي- أهم عنصر للملاحة ، لذلك ، بالإضافة إلى الرسوم البيانية المغناطيسية الخاصة ، يشار إليه في الخرائط الملاحية البحرية ، والتي يكتبون عليها ، على سبيل المثال ، مثل هذا: “Skl. ك. 16 درجة ، 5 وات ". تخضع جميع عناصر المغناطيسية الأرضية في أي نقطة على سطح الأرض لتغييرات تسمى الاختلافات. تنقسم التغييرات في عناصر المغناطيسية الأرضية إلى دورية وغير دورية (أو اضطرابات).

التغييرات الدورية تشمل التغيرات العلمانية والسنوية (الموسمية) واليومية. من بين هذه الاختلافات اليومية والسنوية صغيرة ولا تؤخذ في الاعتبار عند التنقل. الاختلافات العلمانية هي ظاهرة معقدة لها فترة تساوي عدة قرون. يختلف حجم التغيير الدنيوي في الانحراف المغناطيسي عند نقاط مختلفة على سطح الأرض في النطاق من 0 إلى 0.2-0.3 درجة في السنة. لذلك ، في الخرائط البحرية ، يُعطى الانحراف المغناطيسي للبوصلة لسنة محددة ، مما يشير إلى مقدار الزيادة أو النقصان السنوي.

لجلب الانحراف إلى سنة التنقل ، من الضروري حساب التغيير على مدار الوقت المنقضي ، ومن خلال التصحيح الناتج ، زيادة أو تقليل الانحراف المشار إليه على الخريطة في منطقة التنقل.

مثال: الإبحار في عام 2012. انحراف البوصلة ، تم إزالته من الرسم البياني ، d = 11 درجة ، تم تعديل 5 Ost إلى 2004. الزيادة السنوية في الانحراف 5 ". تعديل الانحراف إلى 2012.

المحلول. الفترة الزمنية من 2004 إلى 2012 هي ثماني سنوات ؛ تغيير الإعلان \ u003d 8 × 5 \ u003d 40 "~ 0 ° .7. انحراف البوصلة في 2012 د \ u003d 11 ° .5 + 0 ° .7 \ u003d - 12 درجة ، 2 أوست

التغيرات المفاجئة قصيرة المدى في عناصر المغناطيسية الأرضية (الاضطرابات) تسمى العواصف المغناطيسية ، يحدث حدوثها بسبب الأضواء الشمالية وعدد البقع الشمسية. في الوقت نفسه ، لوحظت تغييرات في الانحراف في خطوط العرض المعتدلة حتى 7 درجات ، وفي المناطق القطبية - حتى 50 درجة.

في بعض مناطق سطح الأرض ، يختلف الانحراف بشكل حاد في الحجم ويؤشر عن قيمه عند النقاط المجاورة. هذه الظاهرة تسمى الشذوذ المغناطيسي. تشير الخرائط البحرية إلى حدود مناطق الشذوذ المغناطيسي. عند الإبحار في هذه المناطق ، يجب أن تراقب بعناية عمل البوصلة المغناطيسية ، حيث تضعف دقة العمل.

العنوان المغناطيسي (MK)- الزاوية بين الجزء الشمالي من خط الزوال المغناطيسي وقوس خط الوسط للسفينة.

تحمل مغناطيسي (MP)- الزاوية بين الجزء الشمالي من خط الزوال المغناطيسي واتجاه الجسم.

محمل مغناطيسي عكسي (BMF)- يختلف عن MP بمقدار 180 درجة.

انحراف البوصلة المغناطيسية (δ ) - تختلف الزاوية بين خطوط الطول المغناطيسية والبوصلة من 0 إلى 180 درجة. الشرقية (الهيكل العظمي) - تُنسب علامة زائد ، الغربية (سترة) - علامة ناقص.

يمكن لأخصائيي السفن إجراء إزالة الانحرافات نصف الدائرية والكعب أثناء العملية. أبسط طريقةيكون التدمير المشترك للانحرافات نصف الدائرية واللفافة على النحو التالي:

بمساعدة مائل السفينة ، يتم قياس قيمة الميل المغناطيسي على الشاطئ. عندما يتم تنفيذ هذه الطريقة في أعالي البحار ، تتم إزالة الميل المغناطيسي من الخريطة ؛

إحضار السفينة إلى اتجاه مغناطيسي من 0 (أو 180 درجة) وجعل الانحراف إلى الصفر باستخدام المغناطيس المستعرض ؛

تحويل السفينة إلى اتجاه مغناطيسي 180 درجة (أو 0 درجة) ، وتحديد الانحراف وتقليله مرتين بنفس المغناطيسات ؛

تقع على رأس مغناطيسي 90 درجة (أو 270 درجة). بدلاً من وعاء البوصلة ، يتم تثبيت مائل ويتم إحضار القراءات الموجودة على المائل إلى قيمة الميل المغناطيسي المقاس على الشاطئ أو مأخوذ من الخريطة بمغناطيس مائل ؛

في نفس المسار ، يتم وضع البوصلة في مكانها ويتم تقليل الانحراف إلى الصفر باستخدام المغناطيس الطولي ؛

انتقل إلى عنوان مغناطيسي بمقدار 270 درجة (أو 90 درجة) ، وحدد الانحراف وقم بتقليله بمقدار مرتين باستخدام نفس المغناطيسات الطولية.