第二节　六　分　仪

第一目　六分仪之构造

六分仪乃手提之测角仪器，可以测量任意平面内之角度，故可兼作测量水平角及垂直角之用。其刻度弧为60°之圆弧，即圆周六分之一，故有六分仪之名。

图8－2示六分仪之构造原理。AB为刻度弧，I为其圆心，同在一平面上，称为刻度弧平面。在I处有一反光镜，垂直于刻度弧平面，名为指镜。与指镜固连为指臂IV。指镜及指臂可以I为中心，在刻度弧内旋转。V处有指标及游标，并有止动及微动螺旋，用以读刻度弧上之刻度。在刻度弧平面上，亦与刻度弧垂直，另有一镜H名为平镜，系固定不动者。平镜之上半为透明玻璃，下半则镀银，可以反光。当指镜I之平面与平镜H平面平行时，指臂在IN之位置，IN亦与H镜平行，此时刻度弧上之读数为0°。刻度弧上由N向B，每一分划为实际中心角之两倍，即中心角1°分划成2°，60°之刻度弧刻为120°。

图8－2　六分仪之原理

观测者之目在O处，OH为观测者之视线。O处可置一简单之望远镜或一觇孔瞄视筒，其视准轴在OH方向。

今设欲量测者为∠DOC。先用视线OH经过平镜之透明部分照准左方目标D，再旋转指镜及指臂使由右方目标C处所来之光线，经指镜I反射至平镜H面上，再由平镜下面反光部分反射至视线HO方向。于是观测者经望远镜或觇孔，望平镜H之上下两部同时得见D（上半）C（下半）两目标。当此两目标重叠时，指臂IV所对之刻度弧读数，即相当于DOC角。

由于刻度弧上N为游标读0°处，指臂由N转至V处所转之中心角度为∠NIV。由图8－2可证明

盖

∠DOC＝∠CIH－∠IHO＝2α－2β

而

∠NIV＝∠IEH＝∠FIH－∠IHE＝α－β

是以如将NV按其实际中心角加倍分度，则V处读数即相当于∠DOC。此即六分仪量角之原理。

前已说明刻度弧长相当于中心角60°，亦即测角之最大限度可达120°。

第二目　六分仪之校正

六分仪之校正可分为下列数项：

1.指镜及平镜须与刻度弧平面垂直　将指臂置于AB弧之中段V处。倘指镜垂直于刻度弧平面，则由指镜所见BV弧段之像必与由镜外所见BV弧段衔接成一圆弧。否则弧形成折断之象，可用指镜后面三校正螺旋校正之。

平镜须与刻度弧平面垂直。将六分仪持平，由望远镜内视远处一点，缓缓转动指臂（在游标0°附近），倘在平镜中上部（透明部）所见之点或线与其下部（水银面）所见刻点或线之像，在上下方向不可能符合时，即表示平镜有倾斜。可松动平镜后面之螺旋，前后旋动，迄两点相合时为止。在海面上可竖持六分仪，以海平线为目标测验之。

2.游标指示0°时平镜与指镜应相平行　将指臂游标指在0°处，由望远镜内经平镜上部（透明部）视远处一点，然后再视平镜下部该物之像是否与之相合（在左右方向）。如不相合，可用平镜上之校正螺旋校正之。如不加校正，可稍稍移动指臂使之相合，此时游标之读数，称为六分仪指差，所有测角之读数均须加此指差改正。

测定指差时，视准远方物体以愈远愈佳。如有太阳可以利用之。将六分仪竖持，望远镜指向太阳，移动指臂，譬如向0°之左侧，使由平镜上下两部所见太阳像之边缘相切如图8－3之情形。此时读游标，其读数应代表太阳之直径加指差。再将游标移动至0°之另一侧，作相同之观测，其读数应代表太阳直径之负值加指差。是以两次读数之平均值即系六分仪之指差。

3.望远镜之视准轴须与刻度弧平面平行　六分仪平放桌上，望远镜对准十公尺左右之墙上。将望远镜中心所对之点，用铅笔在墙上标记之。然后以高度等于望远镜视准与刻度弧平面距离之木块两个，分别置于刻度弧之两端。由两木块之顶望向墙上，应见前所标记之点与之同高。如相差甚多，可校正望远镜环上之螺旋校正之。

图8－3　测定指差时之太阳影像位置（倒影望远镜）

第三目　使用方法

六分仪在实用天文内主要用以测量高度角。用时须将六分仪竖持。在海面上观测太阳或星体之高度角时，恒取海面为参考面，量取星体至海平线之夹角。倘所观测之目标为太阳，则可将望远镜经平镜左半透明部分对准海平线，而转动指臂使太阳像进入视场（平镜右半反射部分），如图8－4（a）所示。然后用微动螺旋使太阳像之下缘与海平线相切。观测时须将仪器稍微左右摇动。若摇动时太阳像之一部进入海平线下，并划出一弧如图8－4（b）所示，则所量之角度过大，须转动微动螺旋至得图8－4（c）之情形为止，即可读取其高度角。

图8－4

倘观测之目标为恒星，则按上法寻觅比较困难。可先将指标放在0°，以望远镜经平镜对准拟测恒星。若仪器无指标差，则恒星在平镜反射部分（右半）之像，必与经平镜左半直接射入之星光相叠合。此时缓缓转动指臂，同时亦将望远镜向海平线方向慢慢下移。若两种移动速度相配合，则可常保持恒星之反射像在望远镜视场之内，直至海平线亦达到望远镜视场内，与恒星像相重合时，即可读取高度角。

在陆地上观测无海平线可以利用时，则可用浅盘盛以比重甚重之液体（如水银重油等），是为人造水平。因液体表面恒为水平，故测视星体实体与其在人造水平内反射像间之角度，即应为实际该星体高度角之二倍。

图8－5　两倍高度之原理

图8－5示其原理。图8－5内T代表六分仪之望远镜，A代表水银盘，即人造水平。设观测之对象为太阳，则在水银盘内所见太阳之像，离水平线H之俯角适等于太阳之高度角h。故量测太阳直接像及由水银盘反射像间之夹角时，应等于其高度角之两倍（即2h）。测量此类角度时，观测者先以望远镜指向水银盘，然后移动指臂使由指镜反射之太阳进入镜头。当该太阳像之下缘与水银盘内太阳像之上缘相切时，则所测出之角适为太阳下缘高度角之二倍。此时相切之两点，皆系太阳之下缘点。反之若使经指镜反射来之太阳像与水银内太阳像之下缘相切，则所测出者为太阳上缘高度角之二倍。指差校正应直接加于两倍角值之上，然后再除以2，方可得真实之高度。应用水银人造水平之时，应注意勿使风吹动液体之表面，可在水银盘上装遮风设备。