ΔΙΟΠΤΡΑ

ΔΙΟΠΤΡΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Διόπτρα είναι ένα κλασικό οπτικό τοπογραφικό και αστρονομικό όργανο που διαθλά το φως.

Διόπτρα είναι ένα κλασικό οπτικό τοπογραφικό και αστρονομικό όργανο που διαθλά το φως

  Είναι οπτικό όργανο που μας παρέχει μεγέθυνση των ειδώλων των μακρινών αστέρων.Η διόπτρα χρονολογείται από τον 3ο αιώνα π.Χ..

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΔΙΟΠΤΡΑΣ

  Η διόπτρα είναι παρόμοιο όργανο με το θεοδόλιχο.Το οπτικό αυτό όργανο αποτελείται από ένα σωλήνα παρατήρησης με μεταβλητό μήκος και από δύο συστήματα φακού,το αντικειμενικό και το προσοφθάλμιο σύστημα.

Το οπτικό αυτό όργανο αποτελείται από ένα σωλήνα παρατήρησης με μεταβλητό μήκος και από δύο συστήματα φακού,το αντικειμενικό και το προσοφθάλμιο σύστημα

  Επίσης αποτελείται από μοιρογνωμόνια,που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση γωνιών και από από βίδες σε διάφορα μέρη του οργάνου για ρυθμίσεις για πολύ ακριβείς μετρήσεις.

ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΗΣ ΔΙΟΠΤΡΑΣ

  

  Η λειτουργία της διόπτρας βασίζεται στους νόμους της διάθλασης του φωτός.Οι διόπτρες μας δίνουν σταθερά είδωλα,αλλά λόγω της σφαιρικότητας των φακών δεν είναι επαρκής ο περιορισμός του σφάλματος εκτροπής παρά μόνο σε φακούς που το πηλίκο της διαμέτρου τους προς την εστιακή απόσταση είναι 1/15 ή 1/20.

Η λειτουργία της διόπτρας βασίζεται στους νόμους της διάθλασης του φωτός

 Το αντικειμενικό σύστημα σχηματίζει ένα μικρό πραγματικό είδωλο του αντικειμένου,το οποίο παρατηρείται από το προσοφθάλμιο σύστημα,που σχηματίζει το τελικό φανταστικό είδωλο.

ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΔΙΟΠΤΡΑΣ

  Οι Έλληνες αστρονόμοι χρησιμοποίησαν την διόπτρα για τη μέτρηση των θέσεων του άστρων.Τόσο ο Ευκλείδης και ο Γέμινος αναφέρονται στην διόπτρα στα αστρονομικά έργα τους.Μέχρι τον Πτολεμαίου (2ος αιώνας μ.Χ.),ήταν ένα αστρονομικό όργανο που αντικαταστάθηκε από το Κρικωτή σφαίρα.Συνεχίστηκε στη χρήση ως ένα αποτελεσματικό εργαλείο αποτύπωσης.

Η διόπτρα του Ιππάρχου χρησίμευε για την εκτίμηση της φαινόμενης διαμέτρου του Ήλιου και της Σελήνης

  Ο Πυθέας είχε κατασκευάσει μια διόπτρα που η ύπαρξη της βεβαιώνεται από το γεγονός ότι ο Πυθέας είχε εντοπίσει ότι ο βόρειος ουράνιος πόλος και ο πολικός αστέρας δεν συμπίπτουν.
   Η διόπτρα του Ιππάρχου που χρησίμευε για την εκτίμηση της φαινόμενης διαμέτρου του Ήλιου και της Σελήνης.Με τη διόπτρα ο Ίππαρχος υπολόγισε την απόσταση και το πραγματικό μέγεθος των δύο αυτών αστέρων.
   Η διόπτρα του Αρχιμήδη που είχε τοποθετηθεί στην κορυφή του φάρου της Αλεξάνδρειας.Πρόκειται για ένα πρώιμο αστρονομικό όργανο κατάλληλο για τη μέτρηση πολύ μικρών γωνιών.Χρησιμοποιούνταν για τον υπολογισμό της φαινόμενης γωνίας και της απόστασης των ουρανίων σωμάτων από τη γη αλλά και της μεταξύ τους απόστασης.Αποτελούνταν από μια μακριά (τετράπηχη) βαθμονομημένη ράβδο που στο άκρο της έφερε ένα πλακίδιο με προσοφθάλμιο και από ένα ολισθαίνον στέλεχος.Το στέλεχος έφερε είτε ένα στενό πλακίδιο, είτε ένα μεγαλύτερο πλακίδιο με μια μεγάλη οπή ή δύο μικρότερες οπές.Ο χειριστής του οργάνου στόχευε το ουράνιο σώμα μετακινώντας το ολισθαίνον στέλεχος μέχρι να καλύψει την περιφέρειά του. Τότε άμεσα διάβαζε τη φαινόμενη γωνία ή με χρήση αναλογιών υπολόγιζε τη ζητούμενη απόσταση.
   Τέλος υπήρχε και η διόπτρα του Δικαιάρχου.

Το Ευπαλίνειο όρυγμα είναι μια σήραγγα μήκους 1036 μέτρων(4.000 πόδια) κοντά στο Πυθαγόρειο της Σάμου,η οποία κατασκευάστηκε κατά τον 6ο αιώνα π.Χ. για να χρησιμεύσει σαν υδραγωγείο

  Η διόπτρα μπορεί να βοηθήσει την κατασκευή ενός τούνελ μέσα από δύο αντίθετα σημεία σε ένα βουνό.Υπάρχει μια υποψία ότι  χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του Ευπαλινείου υδραγωγείου.Το Ευπαλίνειο όρυγμα είναι ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα της μηχανικής στους αρχαίους χρόνους.Είναι μια σήραγγα μήκους 1036 μέτρων(4.000 πόδια) κοντά στο Πυθαγόρειο της Σάμου,η οποία κατασκευάστηκε κατά τον 6ο αιώνα π.Χ. για να χρησιμεύσει σαν υδραγωγείο.Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του ήταν ότι ανοίχθηκε ταυτόχρονα και από τις δυο πλευρές του βουνού.
   Οι ειδικοί διαφωνούν κατά πόσον η διόπτρα ότι ήταν διαθέσιμη νωρίτερα.Ένα ολόκληρο βιβλίο για την κατασκευή και τη διερεύνηση της χρήσης της διόπτρα πιστώνεται Ήρωας της Αλεξάνδρειας.

ΔΙΟΠΤΡΑ ΤΟΥ ΗΡΩΝΟΣ

  Η διόπτρα του Ήρωνος χρησίμευε για διάφορες γεωδαιτικές και αστρονομικές μετρήσεις.Πρόκειται για ένα εξαιρετικό γεωδαιτικό όργανο που ήταν κατάλληλο για την ακριβή μέτρηση της οριζόντιας, της κατακόρυφης και της γωνιακής απόστασης δύο ουράνιων ή γήινων σημείων.Με επαναληπτική χρήση του οργάνου ήταν δυνατές «στη γεωγραφία η αποτύπωση νησιών και θαλασσών, στην αστρονομία ο υπολογισμός των αποστάσεων των αστέρων και η πρόβλεψη των εκλείψεων,στην οικοδομική η εκτέλεση πολύπλοκων δομικών έργων ..».

Η διόπτρα του Ήρωνος είναι ένα εξαιρετικό γεωδαιτικό όργανο που ήταν κατάλληλο για την ακριβή μέτρηση της οριζόντιας,της κατακόρυφης και της γωνιακής απόστασης δύο ουράνιων ή γήινων σημείων

  Αποτελούνταν από ένα στυλίσκο που έφερε μια οριζόντια οδοντωτή βάση που μπορούσε να περιστραφεί με τη βοήθεια ενός ατέρμονα κοχλία.Πάνω στη βάση μπορούσε να τοποθετηθεί ένα ακριβές σύστημα διόπτευσης (θεοδόλιχος) που αποτελούνταν από ένα κατακόρυφο (πιθανόν βαθμονομημένο) ημικυκλικό δίσκο που μπορούσε να περιστραφεί με ακρίβεια με τη βοήθεια ενός ατέρμονα κοχλία και από έναν οριζόντιο (πιθανόν βαθμονομημένο) δίσκο που έφερε μία σταυρωτή περιστρεφόμενη σκοπευτική διάταξη.Ο χειριστής του οργάνου μπορούσε να σκοπεύσει οποιοδήποτε σημείο στο χώρο και να σημειώσει τις γωνιακές συντεταγμένες του.

Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς ήταν μηχανικός και γεωμέτρης.Έζησε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου περίπου τον 1ο π.Χ ή 1ο μ.Χ αιώνα.Η πιο διάσημη εφεύρεση του είναι η αιολόσφαιρα ή ατμοστρόβιλος,η πρώτη ατμομηχανή στην ιστορία.Υπήρξε διευθυντής της περίφημης Ανώτατης Τεχνικής Σχολής της Αλεξάνδρειας,το πρώτο πολυτεχνείο που είχε ιδρυθεί στο Μουσείο για μηχανικούς

 Άλλες φορές πάνω στη βάση μπορούσε να τοποθετηθεί ένα σύστημα οριζοντίωσης (χωροβάτης) που αποτελούνταν από δύο κατακόρυφους γυάλινους συγκοινωνούντες σωληνίσκους με νερό που χρησιμοποιούνταν για τον καθορισμό του οριζοντίου επιπέδου και μια ρυθμιζόμενη με ακρίβεια σκοπευτική διάταξη.

Η διόπτρα του Ήρωνος αποτελούνταν από ένα στυλίσκο που έφερε μια οριζόντια οδοντωτή βάση που μπορούσε να περιστραφεί με τη βοήθεια ενός ατέρμονα κοχλία

  Το σύστημα είχε ως παρελκόμενα δύο βαθμονομημένους κανόνες που ο καθένας έφερε μια διάταξη κατακορύφωσης και μια ολισθαίνουσα ασπρόμαυρη ασπιδίσκη που έπαιζε το ρόλο του στόχου.Ο χειριστής του οργάνου μπορούσε να στοχεύσει δύο τυχαία σημεία στα οποία ήταν τοποθετημένοι οι δύο βαθμονομημένοι κανόνες και να υπολογίσει την υψομετρική τους διαφορά.

  Στην επίλυση τοπογραφικών προβλημάτων με τη χρήση της διόπτρας ο Ήρων εφαρμόζει τις ευθυγραμμίες, την πολλαπλή καθετότητα και τις αναλογίες πλευρών ομοίων τριγώνων.Είναι όμως βέβαιο ότι τουλάχιστον στον υπολογισμό αστρονομικών μεγεθών χρησιμοποιούνταν τα μοιρογνωμόνια της διόπτρας όπως ακριβώς και στους αστρολάβους.

ΔΙΟΠΤΡΑ ΤΟΥ ΓΑΛΙΛΑΙΟΥ

 Τη διόπτρα αυτή κατασκεύασε πρώτος ο Γαλιλαίος το 1610.Το αντικειμενικό σύστημα αποτελείται από ένα συγκλίνοντα φακό.Ο προσοφθάλμιος όμως είναι αποκλίνων φακός. Το τελικό είδωλο είναι ορθό.

Στη διόπτρα του Γαλιλαίου το αντικειμενικό σύστημα αποτελείται από ένα συγκλίνοντα φακό και από ένα προσοφθάλμιο που  όμως είναι αποκλίνων φακός

 Εάν συνδυάσουμε δύο τέτοιες διόπτρες σε ζεύγος,πραγματοποιούμε τη διόπτρα θεάτρου.Έχει μικρή μεγέθυνση και μικρό οπτικό πεδίο.Σήμερα χρησιμοποιείται ως διόπτρα θεάτρου μόνο. 

ΤΥΠΟΙ ΔΙΟΠΤΡΑΣ

ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΚΗ ΔΙΟΠΤΡΑ

 Στη διόπτρα αυτή το αντικειμενικό σύστημα αποτελείται από ένα μόνο συγκλίνοντα φακό με μεγάλη εστιακή απόσταση.Το προσοφθάλμιο σύστημα είναι ένας "συγκλίνων" φακός ή σύστημα φακών με μικρή εστιακή απόσταση.

Στη αστρονομική διόπτρα το αντικειμενικό σύστημα αποτελείται από ένα μόνο συγκλίνοντα φακό με μεγάλη εστιακή απόσταση

 Το μήκος του σωλήνα διαλέγεται έτσι, ώστε το πραγματικό είδωλο που δίνει ο αντικειμενικός φακός να σχηματιστεί πολύ κοντά στο προσοφθάλμιο σύστημα,που λειτουργεί ως μεγεθυντικός φακός και δίνει το τελικό φανταστικό είδωλο,αντεστραμμένο ως προς το αντικείμενο.

ΕΠΙΓΕΙΑ ΔΙΟΠΤΡΑ

 Η διόπτρα αυτή χρησιμεύει για να παρατηρούμε αντικείμενα που βρίσκονται πάνω στη Γη.

Η επίγεια διόπτρα αυτή χρησιμεύει για να παρατηρούμε αντικείμενα που βρίσκονται πάνω στη Γη

 Η μόνη διαφορά της από την αστρονομική διόπτρα είναι ένα ανορθωτικό σύστημα κατάλληλα τοποθετημένο μεταξύ αντικειμενικού και προσοφθάλμιου συστήματος, έτσι που το τελικό είδωλο να είναι ορθό.Το ανορθωτικό σύστημα αποτελείται από έναν ή δύο συγκλίνοντες φακούς.

ΠΡΙΣΜΑΤΙΚΗ ΔΙΟΠΤΡΑ

  Είναι τροποποιημένη διόπτρα επιγείων.Η πρισματική διόπτρα αποτελείται από ένα ζεύγος από γυάλινα πρίσματα ολικής ανάκλασης,τοποθετημένα μεταξύ προσοφθάλμιου και αντικειμενικού συστήματος.

Η πρισματική διόπτρα αποτελείται από ένα ζεύγος από γυάλινα πρίσματα ολικής ανάκλασης,τοποθετημένα μεταξύ προσοφθάλμιου και αντικειμενικού συστήματος

  Η διόπτρα αυτή επιτρέπει μεγάλη μεγέθυνση, οικονομία χώρου και ευρύτητα οπτικού πεδίου.Χρησιμοποιείται για στρατιωτικούς σκοπούς,στη ναυσιπλοΐα κ.λ.π.