Rømer und der Brechung.

Original: http://www.rundetaarn.dk/engelsk/observatorium/refrak.htm

Um das Jahr 1690 Ole Rømer konstruiert seine erste transitinstrument in seinem Haus in St. Kannikestræde. Der Grund, warum er nicht legen Sie sie in der Round Tower Observatory war, dass dies zu viel Zittern, ex. Wenn ein Wagen vorbeiging auf der Straße, war es unmöglich, die Sterne zu lokalisieren.
In den folgenden zehn Jahren verwendet er dieses Instrument, und es verbessert wurde. , Einige Fehler in der Konstruktion verlangte jedoch einen Neubau; abgesehen von einigen Verzerrungen der temperatureinfluens auf seinem Gradbogen war ein Problem. Darüber hinaus sind die vielen nonastronomical Aufgaben er in Kopenhagen hatte hielt ihn davon ab Sternenhimmel.
Im Sommer 1704 baute er eine kleine Sternwarte in der Nähe des Landhauses von seinem Vater-in-law, Erasmus Bartholin, App. 17 km von Kopenhagen, in der Nähe der Stelle, wo Sie heute finden Sie das Ole Rømer Museum. Die Störungen wurden korrigiert und seine Temperatur Problem wurde mit einem Kreis als Gradbogen gelöst. Dies würde sich radial auszudehnen, so dass die Graduierung nicht weg von der richtigen Position, wenn die Temperatur verändert. Dies war der Meridian Circle.
Er kümmerte sich um die Verzerrungen noch in seinem Notebook1 verbleibenden), und das einzige, was war alle erdgebundenen Messungen großes Problem der Sternpositionen “, die Brechung.
Aus früheren Zeiten unterschiedlichen Brechungs-Tabellen verwendet worden, aber um 1700 eine neue Art des Denkens entstanden, in dem ein Modell oder eine Theorie der Brechung vorgenommen werden mussten. Das physikalische Modell er verwendet werden kann, in “Adversaria” zu entnehmen 2) und ist:
Der wahre Höhepunkt Abstand z ‘+ v.
Die beobachtete Zenitdistanz ist z.
Rj ist der Radius der Erde
h die Dicke der Atmosphäre.
Das Gesetz zur Brechung: sin z ‘= n * sin z1
hier ist n der Brechungsindex für Luft.
Die Sinus-Verhältnis in Dreieck OAB eingesetzt ergibt:
sin (180-z) / (Rj + h) = sin z 1 / Rj
sin z1 = (Rj / (Rj + h)) * sin z
Daraus erhalten wir z1
z ‘wird aus dem Brechungsgesetz gefunden
v = z-z1: true Zenitdistanz = z ‘+ z-z1
Refraktion = true Zenitdistanz-z = z1 z’-
Eine Theorie über die abnehmende Dichte und damit abnehmender Brechung, wenn Sie sich in der Atmosphäre bewegen war nicht bekannt. Er dachte, dass es eine scharfe Trennlinie zwischen der Luft und Äther (was heute als leeren Raum bekannt).
Es gibt zwei Variablen, die in den Berechnungen der Brechungsindex für die Luft und die relative Dicke der Atmosphäre (im Vergleich mit dem Radius der Erde).
Er versucht, mit verschiedenen Indizes und unterschiedliche Dicken aufweisen, um eine Kombination, in Übereinstimmung mit seinen Beobachtungen war finden. Dies führte zu einer Messung der Dicke des atsmosphere, die zu einer anderen Art und Weise der Messung der gleichen, mit einem barometer3) verglichen wird. Er schrieb auch in einem remark4), dass die größeren Brechungs am Morgen ist, aber es hat ihn auf die Idee, dass die Brechung hängt von der Temperatur nicht geben.

Die Berechnungen.
Diese beginnen mit einer Referenz, um Berechnungen in Paris, hier verwendet 1,000285 als Index der Brechungs Luft und 6/10000, wenn die relative Dicke der Atmosphäre (im Vergleich mit der Erdradius). Dann, aus den beobachteten Lichtbrechung, fand er, dass der Index 1,00027; dieser Index wird verwendet, um die Brechung eines Sterns mit der beobachteten Breite an zwei verschiedenen Stärken (6/10000 und 18/10000) berechnen 1 °. Nun, durch den Vergleich mit den Beobachtungen von Cassini und la’Hire machte, fand er, dass die Dicke muss in der Nähe 6/10000 sein. Durch den Vergleich mit den Beobachtungen des Sterns bei 32 °, fand er, dass die Werte, die am besten mit verglichen werden könnte, müssen die Beobachtungen einen Index von 1,00032 und einer Dicke von 7/10000 zu verwenden.
Er versuchte dann mit einer Dicke von 9/10000 und dem gleichen Index. Das Ergebnis wird mit einer Beobachtung la’Hire verglichen. Berechnungen mit unterschiedlichen Dicken gefolgt und er fand, dass 18/10000 war zu viel, vielleicht dachte er an barometrischen Anzeigen.
Er dann eine Tabelle berechnet für Sterne mit Breiten 0 °, 4 ° und 20 °, und daraus geschlossen, dass er über 20 ° die Dicke der Atmosphäre keinen Einfluss hatte. Dann verglich er die Dicke 6/10000 mit barometrischen Anzeigen und festgestellt, dass sie im Einklang waren. Außerdem schrieb er eine Bemerkung, dass der Äther zwischen der Atmosphäre und dem Mond muss leicht sein (Gewicht Luft: Ether = 200.000: 1) und haben eine sehr geringe Brechung.
Er beendete seine Berechnungen auf Brechung mit einem Rezept für die Berechnung der Brechung. Wir können die Methode der Rømer mit FW Bessel ermittelten mittleren Werte der Refraktion zu vergleichen. Romers Werte mit 1,000276 als der Brechungsindex und 6/10000, wenn die relative Dicke der Atmosphäre berechnet, waren die Werte, die er am Ende bevorzugt. Die Bessel-Werte von “Norton-Sterne-Atlas”, 17. Aufl. Kommen, p. 35; und sie sind für 10 ° C und 752 mmHg.

Breite 90 -z 0 ° 1 ° 5 ° 10 ° 20 ° 30 ° 40 ° 50 ° 80 °
Rømer 31’37 “27’16” 10’15 “5’18” 2’36 “1’39” 1’08 “0’48” 0’10 ”
Bessel 34’54 “24’25” 9’47 “5’16” 2’37 “1’40” 1’09 “0’48” 0’10 “

1) Adversaria, das Original in der Königlichen Bibliothek in Kopenhagen; von der Royal Danish Science Society, S. 1910 gedruckt. 231-234.
2) p. 94-103, auf fol. 50 im Original sind eine kleine Zeichnung, die Sie finden es nicht in der gedruckten Version.
3) p. 101.
4) p. 100.

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