Гипсометр

Гипсометр — это прибор для измерения высоты или высоты . Можно использовать два разных принципа: тригонометрию и атмосферное давление .

Этимология

Английское слово «гипсометр» происходит от древнегреческих слов ὕψος (húpsos, «высота») и μέτρον (метрон, «мера»).

Шкала гипсометра

Гипсометр с простой шкалой позволяет измерять высоту здания или дерева, наводя линейку на основание и вершину измеряемого объекта, когда известно расстояние от объекта до наблюдателя. Современные гипсометры используют комбинацию лазерного дальномера и клинометра для измерения расстояний до верха и низа объектов, а также угла между линиями от наблюдателя до каждого из них для расчета высоты.

Здесь показан пример гипсометра с такой шкалой, который состоит из смотровой трубы, фиксированной горизонтальной шкалы и регулируемой вертикальной шкалы с прикрепленным отвесом. Принцип работы такого масштабного гипсометра основан на идее подобия треугольников по геометрии. Сначала регулируемая вертикальная шкала устанавливается на подходящую высоту. Затем, как и в шаге 1 на иллюстрации, производится визирование на вершину объекта, высоту которого необходимо определить, и записывают показания на горизонтальной шкале h'. Расчет по этому значению в конечном итоге даст высоту h от линии глаз наблюдателя до вершины объекта, высоту которого необходимо определить. Как и в шаге 2 иллюстрации, производится визирование основания объекта, высоту которого необходимо определить, и записывают показания на горизонтальной шкале d'. Расчет этого значения в конечном итоге даст расстояние от основания объекта до линии глаз наблюдателя. Наконец, необходимо измерить расстояние x от наблюдателя до объекта.

Глядя на геометрию, использованную на шаге 1, мы получаем эскиз а: два прямоугольных треугольника, показанных здесь, с одинаковыми маленькими углами, выделенными желтым цветом. Далее на рисунке b мы видим, что два треугольника имеют одинаковые углы: каждый имеет прямой угол, один и тот же малый угол, показанный желтым цветом, и один и тот же больший угол, показанный оранжевым. Поэтому на рисунке c мы видим, что, используя принцип подобия треугольников, учитывая, что каждый треугольник имеет одинаковые углы, стороны будут пропорциональны: x расстояние до объекта пропорционально x', высоте, установленной на вертикальной шкале гипсометра, а h — высота объекта над линией глаз наблюдателя пропорционально h’ — показанию горизонтальной шкалы гипсометра.

Учитывая, что Тан (маленький желтый угол) = Противоположная сторона/Смежная сторона, следовательно Тан (маленький желтый угол) = h/x = h'/x'. Следовательно, h = h'x/x'.

Аналогично, геометрия, использованная на шаге 2, приводит к эскизу d: два прямоугольных треугольника. Далее на рисунке е мы видим, что оба треугольника снова имеют одинаковые углы: каждый имеет прямой угол, один и тот же малый угол, показанный желтым цветом, и один и тот же больший угол, показанный оранжевым. Поэтому на рисунке f мы видим, что, используя принцип подобия треугольников, учитывая, что каждый треугольник имеет одинаковые углы, стороны будут пропорциональны: x расстояние до объекта пропорционально x', высоте, установленной на вертикальной шкале шкалы. гипсометра и d - глубина объекта ниже линии глаз наблюдателя пропорционально d' - показаниям горизонтальной шкалы гипсометра.

Учитывая, что Tan (маленький угол) = Противоположная сторона/Прилегающая сторона, следовательно Tan (маленький угол) = d/x = d'/x'. Следовательно, d = d'x/x'.

Таким образом, общая высота объекта равна x (d' + h')/x'.

Гипсометр давления

Гипсометр давления, показанный на рисунке (справа), использует принцип, согласно которому температура кипения жидкости снижается при уменьшении барометрического давления и что барометрическое давление меняется с высотой точки наблюдения. ^[1]

Прибор состоит из цилиндрического сосуда, в котором кипятится жидкость, обычно вода, увенчанного колонной с рубашкой, в наружных перегородках которого циркулирует пар, а в центральной термометр помещен . Чтобы по наблюдаемой температуре кипения вывести высоту станции, необходимо знать связь, существующую между температурой кипения и давлением, а также между давлением и высотой атмосферы. ^[1]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чисхолм, Хью , изд. (1911). « Гипсометр ». Британская энциклопедия . Том. 14 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 209.

[EB1911-1] Jump up to: ^а ^б Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чисхолм, Хью , изд. (1911). « Гипсометр ». Британская энциклопедия . Том. 14 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 209.

[1]