哈德利

约翰·哈德利的“新的测量角度仪器”的最早说明是在 1731 年 5 月 13 日在皇家学会宣读的，后来发表于《哲学学报》（Vol.ⅩⅩⅩⅦ，p.147）。它提出了这种仪器的两种可供选择的结构形式。对第一种结构，文中描述如下：“这仪器乃是一个八分仪 ABC，分度弧 BC 为包括 45 度的半圆，分为 90 等分即半度，每一等分在观测中相当于一个整度。指标 ML 可绕中心转动，

而标示出分度。在中心附近，一面平面反射镜 EF 与仪器平面垂直地固定在这指标上，并与指标的中线成这样的角度，即使得这仪器便于适合其预定的种种特定用途⋯⋯IKGH 是另一面较小的平面反射镜，它在八分仪

图 73──哈德利

上固定的位置同样取决于特定用途。这反射镜的表面处于这样的方向：当指标指示分度的起点（即 0°）时，它能精确地平行于另一面反射镜的表面， 此时，这反射镜转向观测者，而另一面反射镜则背离观测者。PR 为固定于八分仪一边的望远镜，其轴与该边平行，并从反射镜 IKGH 的两边 IK 或 IH 之一的中线附近通过，以便其物镜的一半能接收由这反射镜反射的光线，而物镜的另一半仍直接接收一个遥远目标射来的光线⋯⋯ST 是一片固定在一个框架上的黑玻璃，框架可在一个销 V 上转动；当目标中有一个光线过强时， 便可把这黑玻璃置于反射镜 EF 之前。”图 75 示出哈德利仪器的第二种结构， 其特点是把望远镜横跨八分仪的半径地放置；这就是这种仪器至今一直采用的形式。我们今天所称的标镜的表面与其基准线重合。起初所使用的是金属镜，但后来发现其失去光泽，因而便用涂银玻璃板取代之。水平镜 IKGH 的涂银的一半极其接近仪器的平面。（第三面镜 NO 用于测量 90°以上的角度的场合，W、Q 为敞口瞄准器，可与望远镜交替使用，或互换使用。）哈德利的仪器在实用上有着比胡克和牛顿的仪器优越的地方，即其间距被测的两个点的象可以被弄得沿水平镜 IKGH 的一个边相切，该边与仪器平面平行，这样两个象便在仍被完全看到的情况下又相重合。

图 74──哈德利的第一种航海八分仪

当应用这仪器测量远处两个目标的角距时，譬如测量两颗星的角间距时，先让望远镜瞄准其中一颗星，仪器的平面被置于大致通过这两颗星的位置，同时使镜 EF 和另一颗星位于 IK 的同一侧。然后，转动指标，直到第二颗星的象（光经 EF 和 IK 逐次反射而形成）与第一颗星（直达光形成）的象一起出现在视野中，并最后与之重合为止。由光学考虑可知，这两颗星的角距（以度为单位）这时由分度弧上的读数（以半度为单位）给出。测量太阳 下边缘在视地平线上的地平纬度的方法，与此相似。即使在仪器支持不稳的条件下，这种仪器也能达到正确的定位。因此，它特别适合于

图 75──哈德利的第二种航海八分仪海上应用。此外，在旧式仪器上，观测者必须同时使两根不同的瞄准线对准两个不同目标，而用这种八分仪时，观测者只要按同一条瞄准线判断两个象是否重合。

1732 年，在希尔内斯附近海面上的一艘海军快艇上，对哈德利的仪器进行了船上试验。哈德利本人以及他的两个兄弟亨利·哈德利和乔治·哈德利参加了这次试验。试验的结果是令人鼓舞的（见 Phil.Trans，Vol.ⅩⅩⅩⅦ， p.341），但是，直到哈德利的专利权期满以后，这种仪器设计上也没有过

多大改进。后来被称为“航海八分仪”的哈德利仪器，约在 1747 年被约翰·坎贝尔船长用来测量月距（即星与月球被照明边缘的最远点或最近点的角距）。坎贝尔经常与哈德利一起进行观测。1757 年，正是在坎贝尔建议把这八分仪扩充为六分仪，以便测量大到 120°的角。这一改进实际上使这种仪器成为今天的样子。