Geografinis objektų matomumo diapazonas jūroje D p nustatomas pagal didžiausią atstumą, kuriuo stebėtojas matys jos viršūnę virš horizonto, t.y. priklauso tik nuo geometrinių veiksnių, jungiančių stebėtojo akies aukštį e ir orientyro aukštį h ties lūžio rodikliu c (1.42 pav.):
čia D e ir D h yra atitinkamai matomo horizonto atstumai nuo stebėtojo akies aukščio ir objekto aukščio. Tai. vadinamas objekto matomumo diapazonas, apskaičiuotas iš stebėtojo akies aukščio ir objekto aukščio geografinis ar geometrinis matomumo diapazonas.
Geografinį objekto matomumo diapazoną galima apskaičiuoti naudojant lentelę. 2.3 MT – 2000 pagal argumentus e ir h arba pagal lentelę. 2.1 MT – 2000 susumavus rezultatus, gautus įvedus lentelę du kartus naudojant argumentus e ir h. Dp taip pat galite gauti naudodami Struisky nomogramą, kuri pateikta MT - 2000 numeriu 2.4, taip pat kiekvienoje knygelėje „Šviesos“ ir „Šviesos ir ženklai“ (1.43 pav.).
Jūrų navigacijos žemėlapiuose ir navigacijos vadovuose geografinis orientyrų matomumo diapazonas yra nurodytas pastoviam stebėtojo akies aukščiui e = 5 m ir žymimas D k - žemėlapyje nurodytas matomumo diapazonas.
Į formulę (1.126) pakeitę reikšmę e = 5 m, gauname:
Norint nustatyti D p, reikia įvesti pataisą D D į D k, kurios reikšmė ir ženklas nustatomi pagal formulę:
Jei tikrasis akies aukštis yra didesnis nei 5 m, tada DD turi „+“ ženklą, jei mažiau - „-“ ženklą. Taigi:
. (1.129)
Dp reikšmė priklauso ir nuo regėjimo aštrumo, kuris išreiškiamas akies kampine raiška, t.y. taip pat lemia mažiausias kampas, kuriuo objektas ir horizonto linija išskiriami atskirai (1.44 pav.).
Pagal (1.126) formulę
Bet dėl akies g skiriamosios gebos stebėtojas objektą matys tik tada, kai jo kampiniai matmenys yra ne mažesni už g, t.y. kai jis matomas virš horizonto linijos bent Dh, o tai iš elementarios DA¢CC¢ kampuose C ir C¢ arti 90° bus Dh = D p × g¢.
Norėdami gauti D p g myliomis ir Dh metrais:
čia D p g yra objekto geografinis matomumo diapazonas, atsižvelgiant į akies skiriamąją gebą.
Praktiniais stebėjimais nustatyta, kad atidarius švyturėlį g = 2¢, o kai paslėptas, g = 1,5 ¢.
Pavyzdys. Raskite švyturio, kurio aukštis h = 39 m, geografinį matomumo diapazoną, jei stebėtojo akies aukštis e = 9 m, be akies skiriamosios gebos g = 1,5 ¢ ir atsižvelgiant į ją.
Hidrometeorologinių veiksnių įtaka žiburių matomumo diapazonui
Be geometrinių veiksnių (e ir h), orientyrų matomumo diapazonui įtakos turi ir kontrastas, leidžiantis atskirti orientyrą nuo aplinkinio fono.
Orientyrų matomumo diapazonas dienos metu, kuriame taip pat atsižvelgiama į kontrastą, vadinamas dienos optinio matomumo diapazonas.
Saugiai navigacijai naktį užtikrinti naudojama speciali navigacinė įranga su šviesos optiniais prietaisais: švyturėliai, šviečiantys navigacijos ženklai ir navigaciniai žibintai.
Jūros švyturys - Tai speciali nuolatinė konstrukcija, kurios baltos arba spalvotos šviesos matomumo diapazonas yra mažiausiai 10 mylių.
Švytintis jūrų navigacijos ženklas- kapitalinė struktūra, kurioje yra šviesos optinis aparatas, kurio baltos arba spalvotos šviesos matomumo diapazonas yra mažesnis nei 10 mylių.
Jūrų navigacijos lemputė- ant gamtos objektų ar neypatingos konstrukcijos konstrukcijų įrengtas apšvietimo įrenginys. Tokios navigacijos priemonės dažnai veikia automatiškai.
Naktį švyturių žiburių ir šviečiančių navigacinių ženklų matomumo diapazonas priklauso ne tik nuo stebėtojo akies aukščio ir šviečiančios navigacijos priemonės aukščio, bet ir nuo šviesos šaltinio stiprumo, ugnies spalvos, šviesos optinio aparato dizainas, taip pat atmosferos skaidrumas.
Matomumo diapazonas, kuriame atsižvelgiama į visus šiuos veiksnius, vadinamas naktinio optinio matomumo diapazonas, tie. tai didžiausias gaisro matomumo diapazonas tam tikru metu tam tikram meteorologinio matomumo diapazonui.
Meteorologinio matomumo diapazonas priklauso nuo atmosferos skaidrumo. Dalį šviečiančių navigacijos priemonių šviesų šviesos srauto sugeria ore esančios dalelės, todėl susilpnėja šviesos intensyvumas, kuriam būdingas atmosferos skaidrumo koeficientas t:
čia I 0 yra šaltinio šviesos intensyvumas; I 1 - šviesos intensyvumas tam tikru atstumu nuo šaltinio, imamas kaip vienetas (1 km, 1 mylia).
Atmosferos skaidrumo koeficientas visada yra mažesnis už vienetą, todėl geografinio matomumo diapazonas paprastai yra didesnis nei tikrasis, išskyrus anomalius atvejus.
Atmosferos skaidrumas balais vertinamas pagal 5.20 lentelės matomumo skalę MT - 2000 priklausomai nuo atmosferos būklės: lietus, rūkas, sniegas, migla ir kt.
Kadangi šviesų optinis diapazonas labai skiriasi priklausomai nuo atmosferos skaidrumo, Tarptautinė švyturių institucijų asociacija (IALA) rekomendavo vartoti terminą „vardinis diapazonas“.
Nominalus gaisro matomumo diapazonas vadinamas optinio matomumo diapazonu, kai meteorologinis matomumas yra 10 mylių, o tai atitinka atmosferos skaidrumo koeficientą t = 0,74. Nominalus matomumo diapazonas nurodytas daugelio užsienio šalių navigacijos žinynuose. Vietiniuose žemėlapiuose ir navigacijos žinynuose nurodomas standartinis matomumo diapazonas (jei jis mažesnis už geografinį matomumo diapazoną).
Standartinis matomumo diapazonas Gaisras vadinamas optinio matomumo diapazonu, kurio meteorologinio matomumo diapazonas yra 13,5 mylios, o tai atitinka atmosferos skaidrumo koeficientą t = 0,8.
Navigacijos vadovuose „Šviesos“, „Šviesos ir ženklai“, be matomo horizonto diapazono lentelės ir objektų matomumo diapazono nomogramos, yra ir šviesų optinio matomumo diapazono nomograma. (1.45 pav.). Ta pati nomograma pateikta MT - 2000 numeriu 2.5.
Nomogramos įvestis yra šviesos intensyvumas arba vardinis arba standartinis regėjimo diapazonas (gautas iš navigacijos priemonių) ir meteorologinis regėjimo diapazonas (gautas iš meteorologinės prognozės). Naudojant šiuos argumentus, iš nomogramos gaunamas optinis matomumo diapazonas.
Projektuodami švyturius ir žibintus, jie siekia, kad optinio matomumo diapazonas būtų lygus geografinio matomumo diapazonui esant giedram orui. Tačiau daugelio žibintų optinio matomumo diapazonas yra mažesnis nei geografinis diapazonas. Jei šie diapazonai nėra vienodi, žemėlapiuose ir navigacijos vadovuose nurodomas mažesnis iš jų.
Praktiniams numatomo gaisro matomumo diapazono skaičiavimams per dieną Pagal (1.126) formulę reikia apskaičiuoti D p pagal stebėtojo akies ir orientyro aukščius. Naktį: a) jei optinio matomumo diapazonas yra didesnis nei geografinis, reikia atlikti stebėtojo akies aukščio pataisą ir apskaičiuoti geografinio matomumo diapazoną pagal formules (1.128) ir (1.129). Priimkite mažesnę iš optinių ir geografinių, apskaičiuotų naudojant šias formules; b) jei optinio matomumo diapazonas yra mažesnis nei geografinis, sutikite su optiniu diapazonu.
Jei žemėlapyje yra ugnis ar švyturys D k< 2,1 h + 4,7 , то поправку DД вводить не нужно, т.к. эта дальность видимости оптическая меньшая географической дальности видимости.
Pavyzdys. Stebėtojo akies aukštis e = 11 m, žemėlapyje nurodytas gaisro matomumo diapazonas D k = 16 mylių. Vardinis švyturio matomumo diapazonas pagal navigacijos vadovą „Šviesos“ yra 14 mylių. Meteorologinio matomumo diapazonas 17 mylių. Kokiu atstumu galime tikėtis, kad atsivers švyturio šviesa?
Pagal nomogramą Dopt » 19,5 mylios.
Pagal e = 11m ® D e = 6,9 mylios
D 5 = 4,7 mylios
DD = +2,2 mylios
D k = 16,0 mylių
D n = 18,2 mylios
Atsakymas: galite tikėtis, kad ugnis bus atidaryta iš 18,2 mylių atstumo.
Jūrų žemėlapiai. Žemėlapio projekcijos. Skersinė lygiakampė cilindrinė Gauso projekcija ir jos panaudojimas navigacijoje. Perspektyvinės projekcijos: stereografinės, gnomoninės.
Žemėlapis yra sumažintas iškraipytas Žemės sferinio paviršiaus vaizdas plokštumoje, jei iškraipymai yra natūralūs.
Planas yra žemės paviršiaus vaizdas plokštumoje, neiškraipytas dėl vaizduojamo ploto mažumo.
Kartografinis tinklelis yra linijų rinkinys, vaizduojantis dienovidinius ir lygiagrečias žemėlapyje.
Žemėlapio projekcija yra matematiškai pagrįstas dienovidinių ir paralelių vaizdavimo būdas.
Geografinis žemėlapis yra sutartinis viso žemės paviršiaus arba jo dalies vaizdas, sudarytas tam tikroje projekcijoje.
Žemėlapiai skiriasi pagal paskirtį ir mastelį, pvz.: planisferiai – vaizduojantys visą Žemę ar pusrutulį, bendrieji arba bendrieji – vaizduojantys atskiras šalis, vandenynus ir jūras, privatūs – vaizduojantys mažesnes erdves, topografiniai – vaizduojantys žemės paviršiaus detales, orografiniai – reljefiniai žemėlapiai , geologinis – sluoksnių atsiradimas ir kt.
Jūrų žemėlapiai yra specialūs geografiniai žemėlapiai, pirmiausia skirti navigacijai palaikyti. Bendroje geografinių žemėlapių klasifikacijoje jie priskiriami techniniams. Ypatingą vietą tarp jūrlapių užima MNC, kuriais brėžiamas laivo kursas ir nustatoma jo vieta jūroje. Laivo kolekcijoje taip pat gali būti pagalbinių ir informacinių schemų.
Žemėlapio projekcijų klasifikacija.
Pagal iškraipymų pobūdį visos kartografinės projekcijos skirstomos į:
- Konforminės arba konforminės – projekcijos, kuriose figūros žemėlapiuose yra panašios į atitinkamas figūras Žemės paviršiuje, tačiau jų plotai nėra proporcingi. Žemėje esančių objektų kampai atitinka esančius žemėlapyje.
- Lygus arba lygiavertis – kuriame išsaugomas figūrų plotų proporcingumas, bet tuo pačiu iškreipiami kampai tarp objektų.
- Vienodas – išsaugant ilgį išilgai vienos iš pagrindinių iškraipymų elipsės krypčių, t.y., pavyzdžiui, žemėlapyje esantis apskritimas vaizduojamas kaip elipsė, kurioje viena iš pusašių yra lygi tokio spindulio spinduliui. apskritimas.
- Savavališki – visi kiti, kurie neturi minėtų savybių, bet kuriems taikomos kitos sąlygos.
Remiantis projekcijų sudarymo metodu, jie skirstomi į:
|
, ortografinis - kai žvilgsnio taškas pašalintas iki begalybės, išorinis - žvilgsnio taškas yra baigtiniu atstumu toliau nei priešingas rutulio polius, centrinis arba gnomoninis - kai požiūrio taškas yra sferos centre. Perspektyvinės projekcijos nėra nei konformiškos, nei lygiavertės. Tokiose projekcijose sukonstruotuose žemėlapiuose išmatuoti atstumus sunku, tačiau didžiojo apskritimo lankas vaizduojamas kaip tiesi linija, o tai patogu braižant radijo guolius, taip pat kursus plaukiant palei DBC. Pavyzdžiai. Šioje projekcijoje taip pat galima sudaryti aplinkinių sričių žemėlapius. Priklausomai nuo vaizdo plokštumos sąlyčio taško, gnomoninės projekcijos skirstomos į: normaliąsias arba polines – liečiančias vieną iš polių skersines arba pusiaujo – liečiančias ties pusiauju. 
horizontalus arba įstrižas - liečiasi bet kuriame taške tarp ašigalio ir pusiaujo (žemėlapio dienovidiniai tokioje projekcijoje yra spinduliai, besiskiriantys nuo ašigalio, o paralelės - elipsės, hiperbolės arba parabolės. 
Klausimas Nr.10.
Atstumas iki matomo horizonto. Objekto matomumo diapazonas...
Geografinio horizonto matomumo diapazonas
Tegul stebėtojo akies aukštis yra taške A" virš jūros lygio, lygus e(1.15 pav.). Žemės paviršius yra rutulio pavidalo, kurio spindulys R
Regėjimo spinduliai, einantys į A" ir liečiantys vandens paviršių visomis kryptimis, sudaro mažą apskritimą KK", kuris vadinamas teoriškai matoma horizonto linija.
Dėl skirtingo atmosferos tankio aukštyje šviesos spindulys sklinda ne tiesiškai, o tam tikra kreive A"B, kurį galima aproksimuoti apskritimu, kurio spindulys ρ .
Regimojo spindulio kreivumo reiškinys Žemės atmosferoje vadinamas antžeminė refrakcija ir dažniausiai padidina teoriškai matomo horizonto diapazoną. stebėtojas mato ne KK", o liniją BB", kuri yra mažas apskritimas, išilgai kurio vandens paviršius liečia dangų regimasis stebėtojo horizontas.
Žemės lūžio koeficientas apskaičiuojamas pagal formulę. Jo vidutinė vertė:
Lūžio kampasr nustatomas, kaip parodyta paveikslėlyje, kampu tarp stygos ir spindulio apskritimo liestinėsρ .
Sferinis spindulys A"B vadinamas geografinis arba geometrinis matomo horizonto diapazonas De. Šiame matomumo diapazone neatsižvelgiama į atmosferos skaidrumą, t. y. daroma prielaida, kad atmosfera yra ideali, kai skaidrumo koeficientas m = 1.
Nubrėžkime tikrojo horizonto H plokštumą per tašką A", tada vertikalus kampas d tarp H ir regėjimo spindulio A"B liestinės bus vadinamas horizonto polinkis
MT-75 jūrinėse lentelėse yra lentelė. 22 „Matomo horizonto diapazonas“, apskaičiuotas pagal (1.19) formulę.
Geografinio matomumo objektų diapazonas
Geografinis objektų matomumo jūroje diapazonas Dp, kaip nurodyta ankstesnėje pastraipoje, priklausys nuo vertės e- stebėtojo akies aukštis, dydis h- objekto aukštis ir lūžio rodiklis X.
Dp reikšmė nustatoma pagal didžiausią atstumą, kuriuo stebėtojas matys savo viršūnę virš horizonto linijos. Profesinėje terminijoje yra diapazono sąvoka, taip pat akimirkos"atviras" Ir"uždarymas" navigacijos orientyras, pvz., švyturys ar laivas. Tokio nuotolio apskaičiavimas leidžia navigatoriui turėti papildomos informacijos apie apytikslę laivo padėtį orientyro atžvilgiu.
kur Dh yra horizonto matomumo diapazonas nuo objekto aukščio
Jūrų navigaciniuose žemėlapiuose navigacinių orientyrų geografinis matomumo diapazonas pateikiamas pagal stebėtojo akies aukštį e = 5 m ir žymimas kaip Dk – žemėlapyje nurodytas matomumo diapazonas. Pagal (1.22) jis apskaičiuojamas taip:
Atitinkamai, jei e skiriasi nuo 5 m, tada norint apskaičiuoti Dp iki matomumo diapazono žemėlapyje, būtina atlikti pakeitimą, kurį galima apskaičiuoti taip:
Neabejotina, kad Dp priklauso nuo fiziologinių stebėtojo akies ypatybių, nuo regėjimo aštrumo, išreikšto skiriamąja geba adresu.
Kampo skiriamoji geba- tai yra mažiausias kampas, kuriuo akis išskiria du objektus kaip atskirus, t. y. mūsų užduotyje tai yra gebėjimas atskirti objektą nuo horizonto linijos.
Pažiūrėkime į pav. 1.18. Užrašykime formaliąją lygybę
Dėl objekto skiriamosios gebos objektas bus matomas tik tada, kai jo kampiniai matmenys yra ne mažesni kaip adresu, ty jo aukštis virš horizonto linijos bus ne mažesnis kaip SS". Akivaizdu, kad y turėtų sumažinti diapazoną, apskaičiuotą naudojant (1.22) formules. Tada
Segmentas CC“ iš tikrųjų sumažina objekto A aukštį.
Darant prielaidą, kad ∆A"CC" kampai C ir C" yra artimi 90°, rasime
Jei norime gauti Dp y myliomis, o SS" metrais, tada objekto matomumo diapazono apskaičiavimo formulė, atsižvelgiant į žmogaus akies skiriamąją gebą, turi būti sumažinta iki formos
Hidrometeorologinių veiksnių įtaka horizonto, objektų ir šviesų matomumo diapazonui
Matomumo diapazonas gali būti interpretuojamas kaip a priori diapazonas, neatsižvelgiant į esamą atmosferos skaidrumą, taip pat į objekto ir fono kontrastą.
Optinio matomumo diapazonas- tai matomumo diapazonas, priklausantis nuo žmogaus akies gebėjimo atskirti objektą pagal jo ryškumą tam tikrame fone arba, kaip sakoma, atskirti tam tikrą kontrastą.
Dienos optinio matomumo diapazonas priklauso nuo kontrasto tarp stebimo objekto ir zonos fono. Dienos optinio matomumo diapazonas reiškia didžiausią atstumą, kuriam esant akivaizdus kontrastas tarp objekto ir fono tampa lygus slenksčio kontrastui.
Naktinis optinio matomumo diapazonas tai didžiausias gaisro matomumo diapazonas tam tikru metu, nustatomas pagal šviesos intensyvumą ir esamą meteorologinį matomumą.
Kontrastas K gali būti apibrėžtas taip:
kur Vf yra fono ryškumas; Bp yra objekto šviesumas.
Vadinama mažiausia K reikšmė akies kontrastinio jautrumo slenkstis ir vidutiniškai lygus 0,02 dienos sąlygoms ir objektams, kurių kampiniai matmenys yra apie 0,5°.
Dalį švyturių šviesos srauto sugeria ore esančios dalelės, todėl šviesos intensyvumas susilpnėja. Tam būdingas atmosferos skaidrumo koeficientas
Kur aš0 - šaltinio šviesos intensyvumas; /1 - šviesos intensyvumas tam tikru atstumu nuo šaltinio, laikomas vienybe.
KAM 
atmosferos skaidrumo koeficientas visada yra mažesnis už vienetą, o tai reiškia geografinis diapazonas- tai teorinis maksimumas, kurio realiomis sąlygomis matomumo diapazonas nepasiekia, išskyrus anomalius atvejus.
Atmosferos skaidrumą galima įvertinti taškais, naudojant matomumo skalę nuo stalo 51 MT-75 priklausomai nuo atmosferos būklės: lietus, rūkas, sniegas, migla ir kt.
Taigi atsiranda sąvoka meteorologinio matomumo diapazonas, kuris priklauso nuo atmosferos skaidrumo.
Nominalus matomumo diapazonas gaisras vadinamas optinio matomumo diapazonu, kurio meteorologinio matomumo diapazonas yra 10 mylių (ד = 0,74).
Terminą rekomenduoja Tarptautinė švyturių autoritetų asociacija (IALA) ir jis vartojamas užsienyje. Vietiniuose žemėlapiuose ir navigacijos vadovuose nurodomas standartinis matomumo diapazonas (jei jis mažesnis už geografinį).
Standartinis matomumo diapazonas- tai yra optinis diapazonas, kai meteorologinis matomumas yra 13,5 mylios (ד = 0,80).
Navigacijos vadovuose „Šviesos“ ir „Šviesos ir ženklai“ yra horizonto matomumo diapazono lentelė, objektų matomumo nomograma ir optinio matomumo diapazono nomograma. Nomograma gali būti įvedama pagal šviesos stiprumą kandelomis, pagal vardinį (standartinį) diapazoną ir pagal meteorologinį matomumą, todėl gaunamas optinis gaisro matomumo diapazonas (1.19 pav.).
Navigatorius turi eksperimentiškai kaupti informaciją apie konkrečių šviesų ir ženklų atsidarymo diapazonus navigacijos zonoje įvairiomis oro sąlygomis.
Horizonto matomumo diapazonas
Jūroje stebima linija, išilgai kurios jūra tarsi jungiasi su dangumi, vadinama matomas stebėtojo horizontas.
Jei stebėtojo akis yra aukštyje valgyti virš jūros lygio (t. y. A ryžių. 2.13), tada matymo linija, liečianti žemės paviršių, apibrėžia nedidelį apskritimą žemės paviršiuje ahh, spindulys D.
Ryžiai. 2.13. Horizonto matomumo diapazonas
Tai būtų tiesa, jei Žemės nebūtų apsupta atmosferos.
Jei paimtume Žemę kaip sferą ir neįtrauktume atmosferos įtakos, tai iš stačiakampio trikampio OAa taip: OA=R+e
Kadangi vertė yra labai maža ( Dėl e = 50m adresu R = 6371km – 0,000004 ), pagaliau turime:
Žemiškosios refrakcijos įtakoje, dėl regėjimo spindulio lūžio atmosferoje, stebėtojas mato horizontą toliau (apskritimu bb).
(2.7)
Kur X– žemės lūžio koeficientas (» 0,16).
Jei paimtume matomo horizonto diapazoną D e myliomis ir stebėtojo akies aukštį virš jūros lygio ( valgyti) metrais ir pakeiskite Žemės spindulio vertę ( R=3437,7 mylios = 6371 km), tada galiausiai gauname matomo horizonto diapazono apskaičiavimo formulę
(2.8)
Pavyzdžiui: 1) e = 4 m D e = 4,16 mylios; 2) e = 9 m D e = 6,24 mylios;
3) e = 16 m D e = 8,32 mylios; 4) e = 25 m D e = 10,4 mylios.
Naudojant (2.8) formulę, lentelė Nr.22 „MT-75“ (b. l. 248) ir lentelė Nr.2.1 „MT-2000“ (b. l. 255) buvo sudaryta pagal (b. l. valgyti) nuo 0,25 m¸ 5100 m. (žr. 2.2 lentelę)
Jūroje esančių orientyrų matomumo diapazonas
Jei stebėtojas, kurio akių aukštis yra aukštyje valgyti virš jūros lygio (t. y. A ryžių. 2.14), stebi horizonto liniją (t.y. IN) atstumu D e (mylių), tada pagal analogiją ir iš atskaitos taško (t. y. B), kurio aukštis virš jūros lygio h M, matomas horizontas (t.y. IN) stebimas per atstumą D h (mylių).
Ryžiai. 2.14. Jūroje esančių orientyrų matomumo diapazonas
Iš pav. 2.14 akivaizdu, kad objekto (orientyro), kurio aukštis virš jūros lygio, matomumo diapazonas h M, iš stebėtojo akies aukščio virš jūros lygio valgyti bus išreikšta formule:
Formulė (2.9) išspręsta naudojant 22 lentelę „MT-75“ p. 248 arba 2.3 lentelę „MT-2000“ (b. l. 256).
Pavyzdžiui: e= 4 m, h= 30 m, D P = ?
Sprendimas: Dėl e= 4 m ® D e= 4,2 mylios;
Dėl h= 30 m® D val= 11,4 mylios.
D P= D e + D h= 4,2 + 11,4 = 15,6 mylios.
Ryžiai. 2.15. Nomograma 2.4. "MT-2000"
Formulė (2.9) taip pat gali būti išspręsta naudojant Paraiškos 6į "MT-75" arba nomograma 2.4 „MT-2000“ (p. 257) ® pav. 2.15.
Pavyzdžiui: e= 8 m, h= 30 m, D P = ?
Sprendimas: Vertybės e= 8 m (dešinė skalė) ir h= 30 m (kairėje skalėje) sujungti tiesia linija. Šios linijos susikirtimo taškas su vidutine skale ( D P) ir suteiks mums norimą vertę 17,3 mylios. (žr. lentelę 2.3 ).
Objektų geografinio matomumo diapazonas (iš 2.3 lentelės. „MT-2000“)
Pastaba:
Navigacijos orientyro aukštis virš jūros lygio parenkamas iš navigacijos vadovo, skirto navigacijai „Šviesos ir ženklai“ („Šviesos“).
2.6.3. Žemėlapyje rodomo orientyro šviesos matomumo diapazonas (2.16 pav.)
Ryžiai. 2.16. Rodomi švyturio šviesos matomumo diapazonai
Navigacijos jūrų žemėlapiuose ir navigacijos vadovuose orientyro šviesos matomumo diapazonas yra nurodytas stebėtojo akies aukštyje virš jūros lygio. e= 5 m, t.y.:
Jei tikrasis stebėtojo akies aukštis virš jūros lygio skiriasi nuo 5 m, tada norint nustatyti orientyro šviesos matomumo diapazoną, reikia pridėti diapazoną, rodomą žemėlapyje (instrukcijoje) (jei e> 5 m), arba atimkite (jei e < 5 м) поправку к дальности видимости огня ориентира (DD K), parodytas žemėlapyje pagal akies aukštį.
(2.11)
(2.12)
Pavyzdžiui: D K= 20 mylių, e= 9 m.
D APIE = 20,0+1,54=21,54mylios
Tada: DAPIE = D K + ∆ D KAM = 20,0 + 1,54 = 21,54 mylios
Atsakymas: D O= 21,54 mylios.
Matomumo diapazonų skaičiavimo problemos
A) Matomas horizontas ( D e) ir orientyras ( D P)
B) Švyturio ugnies atidarymas
išvadas
1. Pagrindiniai stebėtojui yra šie:
A) lėktuvas:
Tikrojo stebėtojo horizonto plokštuma (PLI);
Tikrojo stebėtojo dienovidinio plokštuma (PL).
Pirmosios stebėtojo vertikalės plokštuma;
b) linijos:
Stebėtojo svambalo linija (įprasta),
Stebėkite tikrosios meridianinės linijos ® vidurdienio liniją N-S;
Linija E-W.
2. Krypties skaičiavimo sistemos yra:
Apvalus (0°¸360°);
Pusapvalis (0°¸180°);
Ketvirčio nata (0°¸90°).
3. Bet kurią kryptį Žemės paviršiuje galima išmatuoti kampu tikrojo horizonto plokštumoje, pradžią imant tikrąją stebėtojo dienovidinio liniją.
4. Tikrosios kryptys (IR, IP) nustatomos laive, atsižvelgiant į šiaurinę stebėtojo tikrojo dienovidinio dalį, o CU (kurso kampas) - laivo išilginės ašies laivapriekio atžvilgiu.
5. Stebėtojo matomo horizonto diapazonas ( D e) apskaičiuojamas pagal formulę:
.
6. Navigacijos orientyro matomumo diapazonas (esant geram matomumui dienos metu) apskaičiuojamas pagal formulę:
7. Navigacijos orientyro šviesos matomumo diapazonas, atsižvelgiant į jo diapazoną ( D K), parodytas žemėlapyje, apskaičiuojamas pagal formulę:
, Kur 
.
Žemės paviršius vingiuoja ir dingsta iš akių 5 kilometrų atstumu. Tačiau mūsų regėjimo aštrumas leidžia matyti toli už horizonto. Jei Žemė būtų plokščia arba stovėtumėte ant kalno ir žiūrėtumėte į daug didesnį planetos plotą nei įprastai, galėtumėte matyti ryškias šviesas už šimtų kilometrų. Tamsią naktį galėjai net pamatyti žvakės liepsną, esančią už 48 kilometrų nuo jūsų.
Kiek toli gali matyti žmogaus akis, priklauso nuo to, kiek šviesos dalelių arba fotonų išspinduliuoja tolimas objektas. Tolimiausias plika akimi matomas objektas yra Andromedos ūkas, esantis didžiuliu 2,6 mln. šviesmečių atstumu nuo Žemės. Galaktikos trilijonas žvaigždžių iš viso skleidžia pakankamai šviesos, kad kas sekundę keli tūkstančiai fotonų atsitrenktų į kiekvieną kvadratinį Žemės paviršiaus centimetrą. Tamsią naktį šio kiekio pakanka tinklainei suaktyvinti.
1941 m. regėjimo mokslininkas Seligas Hechtas ir jo kolegos iš Kolumbijos universiteto padarė tai, kas vis dar laikoma patikimu absoliutaus regėjimo slenksčio matu – mažiausią fotonų skaičių, kuris turi patekti į tinklainę, kad susidarytų regėjimo suvokimas. Eksperimentas nustatė slenkstį idealiomis sąlygomis: dalyvių akims buvo suteikta laiko visiškai prisitaikyti prie absoliučios tamsos, mėlynai žalios šviesos blykstės, veikiančios kaip stimulas, bangos ilgis siekė 510 nanometrų (tam akys jautriausios). ir šviesa buvo nukreipta į periferinį tinklainės kraštą, užpildytą šviesą jautriomis lazdelių ląstelėmis. 
Mokslininkų teigimu, kad eksperimento dalyviai galėtų atpažinti tokį šviesos blyksnį daugiau nei pusėje atvejų, į akių obuolius turėjo atsitrenkti nuo 54 iki 148 fotonų. Remdamiesi tinklainės absorbcijos matavimais, mokslininkai apskaičiavo, kad žmogaus tinklainės strypai iš tikrųjų sugeria 10 fotonų. Taigi 5-14 fotonų absorbcija arba atitinkamai 5-14 strypų suaktyvėjimas rodo smegenims, kad jūs kažką matote.
„Tai iš tikrųjų yra labai mažas cheminių reakcijų skaičius“, - Hechtas ir jo kolegos pažymėjo dokumente apie eksperimentą.
Atsižvelgdami į absoliučią slenkstį, žvakės liepsnos ryškumą ir numatomą atstumą, per kurį šviečiantis objektas pritemsta, mokslininkai padarė išvadą, kad žmogus gali pastebėti silpną žvakės liepsnos mirgėjimą 48 kilometrų atstumu.
Bet kokiu atstumu galime atpažinti, kad objektas yra daugiau nei tik šviesos mirgėjimas? Kad objektas atrodytų erdviškai išsiplėtęs, o ne taškinis, iš jo sklindanti šviesa turi suaktyvinti bent du gretimus tinklainės kūgius – ląsteles, atsakingas už spalvų matymą. Idealiomis sąlygomis objektas turi gulėti bent 1 lanko minutės arba šeštadalio laipsnio kampu, kad sužadintų gretimus kūgius. Šis kampinis matas išlieka toks pat, nesvarbu, ar objektas yra arti, ar toli (tolimas objektas turi būti daug didesnis, kad būtų tokio paties kampo kaip arti esantis). Pilnatis yra 30 lanko minučių kampu, o Venera vos matoma kaip išplėstas objektas maždaug 1 lanko minutės kampu.
Žmogaus dydžio objektai išsiskiria tik maždaug 3 kilometrų atstumu. Palyginus šiuo atstumu, galėtume aiškiai atskirti abu
Kalba apie nuostabias mūsų regėjimo savybes – nuo galimybės matyti tolimas galaktikas iki galimybės užfiksuoti iš pažiūros nematomas šviesos bangas.
Apsidairykite kambaryje, kuriame esate – ką matote? Sienos, langai, spalvingi objektai – visa tai atrodo taip pažįstama ir savaime suprantama. Lengva pamiršti, kad aplinkinį pasaulį matome tik fotonų dėka – šviesos dalelių, atsispindinčių nuo objektų ir atsitrenkiančių į tinklainę.
Kiekvienos mūsų akies tinklainėje yra maždaug 126 milijonai šviesai jautrių ląstelių. Smegenys iššifruoja iš šių ląstelių gautą informaciją apie ant jų krintančių fotonų kryptį ir energiją bei paverčia ją įvairiomis formomis, spalvomis ir aplinkinių objektų apšvietimo intensyvumu.
Žmogaus regėjimas turi savo ribas. Taigi mes negalime nei matyti elektroninių prietaisų skleidžiamų radijo bangų, nei plika akimi pamatyti mažiausių bakterijų.
Fizikos ir biologijos pažangos dėka galima nustatyti natūralaus regėjimo ribas. „Kiekvienas objektas, kurį matome, turi tam tikrą „slenkstį“, žemiau kurio nustojame jų atpažinti“, – sako Niujorko universiteto psichologijos ir neurobiologijos profesorius Michaelas Landy.
Pirmiausia apsvarstykime šį slenkstį pagal mūsų gebėjimą atskirti spalvas – galbūt patį pirmąjį gebėjimą, kuris ateina į galvą kalbant apie regėjimą.
Iliustracijos autorinės teisės SPL Vaizdo antraštė Kūgiai yra atsakingi už spalvų suvokimą, o strypai padeda mums matyti pilkus atspalvius esant silpnam apšvietimuiMūsų gebėjimas atskirti, pavyzdžiui, violetinę spalvą nuo purpurinės, yra susijęs su fotonų, patenkančių į tinklainę, bangos ilgiu. Tinklainėje yra dviejų tipų šviesai jautrių ląstelių – lazdelių ir kūgių. Kūgiai atsakingi už spalvų suvokimą (vadinamasis dienos matymas), o strypai leidžia matyti pilkus atspalvius esant silpnam apšvietimui – pavyzdžiui, naktį (naktinis matymas).
Žmogaus akis turi trijų tipų kūgius ir atitinkamą skaičių opsinų tipų, kurių kiekvienas yra ypač jautrus fotonams, turintiems tam tikrą šviesos bangos ilgių diapazoną.
S tipo kūgiai yra jautrūs violetinei mėlynai trumpo bangos ilgio matomo spektro daliai; M tipo kūgiai atsakingi už žaliai geltoną (vidutinio bangos ilgio), o L tipo kūgiai atsakingi už geltonai raudoną (ilgą bangos ilgį).
Visos šios bangos, kaip ir jų deriniai, leidžia pamatyti visą vaivorykštės spalvų gamą. „Visi žmogaus matomi šviesos šaltiniai, išskyrus kai kuriuos dirbtinius (pavyzdžiui, laužiamąją prizmę ar lazerį), skleidžia skirtingų bangų ilgių bangų mišinį“, – sako Landy.
Iliustracijos autorinės teisės Thinkstock Vaizdo antraštė Ne visas spektras tinka mūsų akims...Iš visų gamtoje egzistuojančių fotonų mūsų kūgiai gali aptikti tik tuos, kuriems būdingi bangų ilgiai labai siaurame diapazone (dažniausiai nuo 380 iki 720 nanometrų) – tai vadinama matomuoju spinduliavimo spektru. Žemiau šio diapazono yra infraraudonųjų spindulių ir radijo spektrai – pastarųjų mažos energijos fotonų bangos ilgiai svyruoja nuo milimetrų iki kelių kilometrų.
Kitoje matomų bangų ilgių diapazono pusėje yra ultravioletinis spektras, po kurio seka rentgeno spinduliai, o tada gama spindulių spektras su fotonais, kurių bangos ilgiai yra mažesni nei trilijonai metro.
Nors dauguma iš mūsų turi ribotą regėjimą matomajame spektre, žmonės, sergantys afakija – lęšiuko nebuvimu akyje (dėl kataraktos operacijos arba, rečiau, apsigimimo) – gali matyti ultravioletinių bangų ilgius.
Sveikoje akyje lęšiukas blokuoja ultravioletines bangas, tačiau jo nesant žmogus iki maždaug 300 nanometrų ilgio bangas gali suvokti kaip melsvai baltą spalvą.
2014 m. atliktame tyrime pažymima, kad tam tikra prasme mes visi galime matyti infraraudonuosius fotonus. Jei du tokie fotonai paliečia tą pačią tinklainės ląstelę beveik vienu metu, jų energija gali susidėti, paversdama nematomas, tarkime, 1000 nanometrų bangas matoma 500 nanometrų ilgio banga (dauguma iš mūsų tokio ilgio bangas suvokia kaip šaltai žalią spalvą). .
Kiek spalvų matome?
Sveiko žmogaus akyje yra trijų tipų kūgiai, kurių kiekvienas gali atskirti apie 100 skirtingų spalvų atspalvių. Dėl šios priežasties dauguma tyrinėtojų mano, kad spalvų, kurias galime atskirti, skaičius siekia apie milijoną. Tačiau spalvų suvokimas yra labai subjektyvus ir individualus.
Jamesonas žino, apie ką kalba. Ji tiria tetrachromatų – žmonių, kurie turi tikrai antžmogiškus sugebėjimus atskirti spalvas, regėjimą. Tetrachromatija yra reta ir dažniausiai pasireiškia moterims. Dėl genetinės mutacijos jie turi papildomą, ketvirto tipo kūgį, kuris, apytiksliais skaičiavimais, leidžia matyti iki 100 milijonų spalvų. (Spaltonakli žmonės arba dichromatai turi tik dviejų tipų kūgius – jie gali atskirti ne daugiau kaip 10 000 spalvų.)
Kiek fotonų reikia, kad pamatytume šviesos šaltinį?
Apskritai, norint optimaliai veikti, kūgiams reikia daug daugiau šviesos nei strypams. Dėl šios priežasties, esant silpnam apšvietimui, mūsų gebėjimas atskirti spalvas sumažėja, o strypai pradeda veikti, todėl matome juodai baltą vaizdą.
Idealiomis laboratorinėmis sąlygomis tinklainės vietose, kur dažniausiai nėra strypų, kūgius gali suaktyvinti vos keli fotonai. Tačiau lazdelės atlieka dar geresnį darbą registruodamos net blankiausią šviesą.
Iliustracijos autorinės teisės SPL Vaizdo antraštė Po akių operacijos kai kurie žmonės gali matyti ultravioletinę šviesąKaip rodo eksperimentai, pirmą kartą atlikti 1940-aisiais, užtenka vieno šviesos kvanto, kad mūsų akys jį pamatytų. „Žmogus gali matyti vieną fotoną, – sako Brianas Wandellas, Stanfordo universiteto psichologijos ir elektros inžinerijos profesorius, – tiesiog nėra prasmės, kad tinklainė būtų jautresnė.
1941 metais Kolumbijos universiteto mokslininkai atliko eksperimentą – nunešė tiriamuosius į tamsų kambarį ir davė jų akims tam tikrą laiką prisitaikyti. Strypams reikia kelių minučių, kad būtų pasiektas visas jautrumas; Štai kodėl išjungę šviesą kambaryje kurį laiką prarandame galimybę ką nors matyti.
Tada į tiriamųjų veidus buvo nukreipta mirksinti mėlynai žalia šviesa. Tikimybe, didesne nei įprasta, eksperimento dalyviai užfiksavo šviesos blyksnį, kai tik 54 fotonai pateko į tinklainę.
Šviesai jautrios ląstelės aptinka ne visus tinklainę pasiekiančius fotonus. Atsižvelgdami į tai, mokslininkai padarė išvadą, kad pakanka vos penkių fotonų, aktyvuojančių penkis skirtingus tinklainėje esančius strypus, kad žmogus pamatytų blyksnį.
Mažiausi ir toliausiai matomi objektai
Jus gali nustebinti toks faktas: mūsų gebėjimas matyti objektą visiškai nepriklauso nuo jo fizinio dydžio ar atstumo, o nuo to, ar bent keli jo skleidžiami fotonai atsitrenks į mūsų tinklainę.
„Vienintelis dalykas, kurį akis turi matyti, yra tam tikras objekto skleidžiamos arba atspindimos šviesos kiekis“, - sako Landy. „Viską lemia tinklainę pasiekiančių fotonų skaičius, kad ir koks mažas būtų šviesos šaltinis. net jei jis egzistuoja sekundės dalį, mes vis tiek galime jį pamatyti, jei jis skleidžia pakankamai fotonų.
Iliustracijos autorinės teisės Thinkstock Vaizdo antraštė Akiai reikia tik nedidelio skaičiaus fotonų, kad matytų šviesą.Psichologijos vadovėliuose dažnai pasitaiko teiginys, kad be debesų, tamsią naktį žvakės liepsna gali būti matoma net iš 48 km atstumo. Tiesą sakant, mūsų tinklainę nuolat bombarduoja fotonai, todėl vienas šviesos kvantas, skleidžiamas iš didelio atstumo, tiesiog prarandamas jų fone.
Kad suprastume, kiek toli matome, pažvelkime į naktinį dangų, nusėtą žvaigždėmis. Žvaigždžių dydis yra didžiulis; daugelis tų, kuriuos matome plika akimi, pasiekia milijonų kilometrų skersmenį.
Tačiau net arčiausiai mūsų esančios žvaigždės yra daugiau nei 38 trilijonų kilometrų atstumu nuo Žemės, todėl jų matomi dydžiai yra tokie maži, kad mūsų akys negali jų atskirti.
Kita vertus, žvaigždes vis dar stebime ryškių taškinių šviesos šaltinių pavidalu, nes jų skleidžiami fotonai įveikia milžiniškus mus skiriančius atstumus ir nusileidžia mūsų tinklainėje.
Iliustracijos autorinės teisės Thinkstock Vaizdo antraštė Regėjimo aštrumas mažėja, kai atstumas iki objekto didėjaVisos atskiros matomos žvaigždės naktiniame danguje yra mūsų galaktikoje, Paukščių Take. Tolimiausias nuo mūsų objektas, kurį žmogus gali matyti plika akimi, yra už Paukščių Tako ribų ir pats yra žvaigždžių spiečius – tai Andromedos ūkas, esantis 2,5 milijono šviesmečių arba 37 kvintilijonų km atstumu nuo saulė. (Kai kurie žmonės teigia, kad ypač tamsiomis naktimis jų ryškus regėjimas leidžia pamatyti Trikampio galaktiką, esančią maždaug už 3 milijonų šviesmečių, tačiau palikite tai savo sąžinei.)
Andromedos ūke yra vienas trilijonas žvaigždžių. Dėl didelio atstumo visi šie šviesuliai mums susilieja į vos matomą šviesos dėmę. Be to, Andromedos ūko dydis yra milžiniškas. Net esant tokiam milžiniškam atstumui, jo kampinis dydis šešis kartus viršija Mėnulio pilnaties skersmenį. Tačiau mus pasiekia tiek mažai fotonų iš šios galaktikos, kad jis vos matomas naktiniame danguje.
Regėjimo aštrumo riba
Kodėl Andromedos ūke negalime matyti atskirų žvaigždžių? Faktas yra tas, kad skiriamoji geba arba regėjimo aštrumas turi savo apribojimų. (Regėjimo aštrumas reiškia galimybę atskirti elementus, tokius kaip taškas ar linija, kaip atskirus objektus, kurie nesusilieja į gretimus objektus ar foną.)
Tiesą sakant, regėjimo aštrumą galima apibūdinti taip pat, kaip ir kompiuterio monitoriaus skiriamąją gebą – mažiausiu pikselių dydžiu, kurį vis dar galime atskirti kaip atskirus taškus.
Iliustracijos autorinės teisės SPL Vaizdo antraštė Gana ryškius objektus galima pamatyti kelių šviesmečių atstumuRegėjimo aštrumo apribojimai priklauso nuo kelių veiksnių, tokių kaip atstumas tarp atskirų tinklainės kūgių ir strypų. Ne mažiau svarbų vaidmenį atlieka paties akies obuolio optinės charakteristikos, dėl kurių ne kiekvienas fotonas patenka į šviesai jautrią ląstelę.
Teoriškai tyrimai rodo, kad mūsų regėjimo aštrumas apsiriboja gebėjimu atskirti apie 120 pikselių vienam kampiniam laipsniui (kampo matavimo vienetui).
Praktiška žmogaus regėjimo aštrumo ribų iliustracija gali būti objektas, esantis ištiestos rankos atstumu, nago dydžio su 60 horizontalių ir 60 vertikalių baltos ir juodos spalvų linijų, kurios sudaro šachmatų lentos įvaizdį. „Matyt, tai yra mažiausias modelis, kurį žmogaus akis vis dar gali įžvelgti“, - sako Landy.
Šiuo principu pagrįstos ir lentelės, kurias naudoja oftalmologai matydami regėjimo aštrumą. Garsiausia Rusijos lentelė „Sivtsev“ susideda iš juodų didžiųjų raidžių eilių baltame fone, kurių šrifto dydis su kiekviena eilute mažėja.
Žmogaus regėjimo aštrumą lemia šrifto dydis, kuriuo jis nustoja aiškiai matyti raidžių kontūrus ir pradeda juos painioti.
Iliustracijos autorinės teisės Thinkstock Vaizdo antraštė Regėjimo aštrumo diagramose naudojamos juodos raidės baltame foneBūtent regėjimo aštrumo riba paaiškina tai, kad plika akimi nematome biologinės ląstelės, kurios matmenys siekia vos kelis mikrometrus.
Tačiau dėl to liūdėti neverta. Galimybė atskirti milijoną spalvų, užfiksuoti pavienius fotonus ir pamatyti galaktikas už kelių kvintilijonų kilometrų yra gana geras rezultatas, turint omenyje, kad mūsų regėjimą užtikrina pora želė pavidalo rutuliukų akiduobėse, sujungtų su 1,5 kg sveriančia porėta mase. kaukolėje.
