Princip Vývoj

Schéma cirkumzenitálu z roku 1922

Ve spodní části přístroje se třemi stavěcími šrouby a děleným vodorovným kruhem je umístěn rtuťový horizont. Otočná alhidádová část má vstupní otvor, objektiv, nosič dvou střechově postavených rovinných zrcátek, posunutých ve směru jejich průsečnice, svírajících úhel přibližně 50 ° a zrcátko lomeného dalekohledu v prodloužené části alhidády. Je na ní též pomocná libela pro přibližné urovnání přístroje a odnímatelná okulárová část a hledáček s osminásobným zvětšením.

(Tento popis původního modelu z roku 1922 odpovídá analogicky všem pozdějším cirkumzenitálům.)

Řez optickým systémem cirkumzenitálu VÚGTK

V přístroji vznikají dva obrazy téže pozorované hvězdy: "přímý" odrazem od jednoho ze střechových zrcátek a "rtuťový" cestou odrazu od rtuťového horizontu a od druhého zrcátka. Tyto obrazy se pohybují proti sobě ve svislém směru. Ze zákona odrazu paprsků od rovinných zrcadel (tj. též od vodorovné hladiny rtuti) a ze součtu úhlů v trojúhelníku (svislý řez sestavou) lze odvodit, že tyto dva svazky paprsků jsou rovnoběžné právě tehdy, když výška hvězdy nad obzorem je rovna úhlu sevřenému rovinami obou zrcátek. V tomto okamžiku oba obrazy splynou.

Způsob registrace okamžiku průchodu byl neustále vyvíjen. V modelu z roku 1922 byly pro zvýšení počtu registrací během průchodu jedné hvězdy danou výškovou kružnicí (almukantaratem) umístěny mezi objektiv a zrcátka dva tenké optické klíny, které jednotlivé pozorované hvězdy rozložily ve dvě složky vzdálené 50" nebo 90". Oba páry obrazů se pohybují vertikálně proti sobě, přičemž zde docházelo ke 4 koincidencím a 3 symetrickým polohám, které byly registrovány.

Posléze byly konstruovány různé mikrometry, které umožňovaly pomocí vhodných optických prvků před dvojicí zrcadel udržet po jistý okamžik dvojici obrazů hvězdy (nerozdělenou žádnými dalšími klíny) vedle sebe. Registrovaly se časy spínání nebo rozpínání kontaktů, spojenými s těmito optickými prvky; časům odpovídaly určité výšky hvězdy.

Mikrometry měly různou konstrukci. Například první soustavně používaný mikrometr prof. Buchara i novější mikrometr Ing. Baueršímy a Ing. Šuráně (s dokonaleji vyloučenými mrtvými chody) měly optický klínek s vodorovnou lámavou hranou, nakláněný kolem vodorovné osy. Mikrometr VÚGTK, který též dokonale odstraňuje mrtvé chody, užívá principu tzv. diasparametru, dvou klínků protiběžně otáčených kolem optické osy.

Zpět na obsah stránky.

Prototyp z roku 1899

Prototyp přístroje byl sestaven na konci 19. století Františkem Nušlem.

Schéma cirkumzenitálu Nušl - Frič, model 1901-1902

V letech 1901 až 1902 vznikl první model cirkumzenitálu z dílen Josefa Jana Friče ve spolupráci s Františkem Nušlem. Model nemá ještě dvojici zrcátek, dvojice obrazů vzniká kombinací odrazů od hranolu a od rtuťového horizontu.

Cirkumzenitál Nušl - Frič, model 1905

Druhý model konstruktérů Františka Nušla a Josefa Jana Friče pochází z roku 1905.

Cirkumzenitál Nušl - Frič, model 1922

Poslední model kostruktérů je model z roku 1922. Parametry přístroje: průměr objektivu 60 mm, ohnisková vzdálenost 690 mm, zvětšení 140x, úhel zrcadel 50 ° . Je vybaven dvojicí klínů pro zvýšení počtu registrovaných časových okamžiků. V letech 1924 - 1947 byly tímto modelem určovány zeměpisné souřadnice geodetických bodů v Československé astronomicko-geodetické síti.

V roce 1950 byl prof. Emilem Bucharem opatřen mikrometrem, jehož konstukční nedokonalosti byly sníženy novou konstukcí Ing. Baueršímy a Ing. Josefa Šuráně z roku 1962.

Cirkumzenitál Nušl - Frič s mikrometrem Baueršíma-Šuráň

V letech 1962 - 1969 byla tato verze používána pro určování korekce času.

Cirkumzenitál VÚGTK 100/1000 z roku 1967

V roce 1967 byl vyvinut nový cirkumzenitál z dílen VÚGTK. Je vybaven optickým mikrometrem, jehož princip anuluje mechanický mrtvý chod. Parametry přístroje: průměr objektivu 100 mm, ohnisková vzdálenost 1000 mm, minimální hvězdná velikost 6 mag. Přístroj je používán jako staniční od roku 1970.

V následujících letech bylo vyrobeno několik exemplářů, které byly v letech 1970 až 1990 používány pro určování variací šířky a korekce času na několika observatořích na celém světě. Některé exempláře byly vyrobeny s motorickým pohonem mikrometru a motorickým azimutálním pohonem.

Cirkumzenitály VÚGTK 50/500 a 100/1000 z roku 1977

V roce 1977 byly zkonstuovány nové verze cirkumzenitálu, avšak bez podstatných změn v optické cestě a v mikrometru. Byly vytvořeny dvě verze cirkumzenitálu - malá (průměr objektivu 50 mm, ohnisková vzdálenost 500 mm) pro polní astronomické práce a velká (průměr objektivu 100 mm, ohnisková vzdálenost 1000 mm) pro staniční observace.

Fotoelektrický cirkumzenitál Ing. Šuráně (rok 1999)

Od roku 1985 byl Ing. Josefem Šuráněm vyvíjen fotoelektrický cirkumzenitál, kde je mikrometr nahrazen fotoelektrickým sledováním průchodu hvězdy almukantaratem pomocí mřížky a dvojice fotonásobičů. Konstrukce má jiné uspořádání, ale stále obsahuje dvojici zrcadel a rtuťový horizont a jsou sledovány dva obrazy hvězdy. Vývoj byl pozastaven.

Zpět na obsah stránky.