Навигация
Распределение яркости по вертикалу Солнца
27188
знаков
0
таблиц
7
изображений
2 Распределение яркости по вертикалу Солнца
Если наблюдатель не имеет возможности охватить фотометрическими наблюдениями всё небо, можно рекомендовать произвести подробное изучение распределения яркости по вертикалу Солнца. Для этого нужно смонтировать на прочной установке несколько однотипных короткофокусных фотокамер, расположив их «веером» и притом так, чтобы поле зрения каждой камеры перекрывалось с двумя соседними. Этот «веер», установленный в вертикале Солнца, должен охватить 180°— от горизонта до горизонта. Наибольший интерес представляет ход яркости близ самого горизонта. Поэтому наблюдательный пункт должен быть устроен на открытом месте, по возможности — на возвышении, чтобы горизонт был открыт. Высота наблюдателя над уровнем моря и над уровнем окружающей местности должна быть известна.
Большой интерес представили бы подобные наблюдения с двумя агрегатами камер, с применением светофильтров, имеющих различные области пропускания. Камеры одного из агрегатов снабжаются светофильтрами, пропускающими лишь жёлтые лучи (светофильтры у камер одного агрегата должны быть совершенно одинаковыми!), а камеры другого агрегата — синими светофильтрами. Это даст картину изменения цвета неба вдоль вертикала Солнца.
Экспонирование на всех камерах должно производиться строго одновременно, поэтому для их обслуживания надо привлечь нескольких наблюдателей, которые по сигналу одного из них открывали и закрывали бы затворы камер. Чтобы произвести несколько экспозиций во время полной фазы, нужно научиться быстро, не мешая друг другу, производить смену кадров, в чём необходимо заранее потренироваться.
Если камер имеется немного (одна или две), то можно снимать лишь некоторые точки неба, представляющие наибольший интерес для решения указанных выше задач. Такими точками являются: полюс мира, угловое расстояние которого в течение всего затмения остаётся постоянным как от Солнца, так и от горизонта, и точка, симметричная Солнцу, т. е. расположенная в противоположном азимуте, но на той же высоте.
Наблюдения яркости неба вблизи небесного полюса надо вести в течение всего затмения. Здесь особенно удобным прибором является обычный трубчатый фотометр, так как он даёт более точные результаты, чем фотокамера, и не требует перезарядки во время работы (на одной пластинке можно получить до 30 экспозиций). Если есть несколько таких фотометров, то надо организовать наблюдения со светофильтрами, как было сказано выше.
После наблюдений во время затмения с этим же фотометром (или фотокамерами) должны быть произведены аналогичные наблюдения яркости неба у полюса в сумерки, начиная от захода Солнца и до появления звёзд 2—3-й величины. Это даст возможность сравнить яркость неба (а при наблюдениях со светофильтрами — и его цвет) во время затмения и во время сумерек.
Наблюдения точки, симметричной Солнцу, имеют значение для учёта рассеянного света неба при фотометрии короны, поэтому их следует производить лишь в сочетании с фотографированием короны.
Изучить распределение яркости по вертикалу Солнца можно и с помощью специального фотометра (рис. 5), который мы назовём «вертикальным» (конструкция М. М. Дагаева). В нём трубки (такие же, как и в фотометре Фесенкова) располагаются «веером» в одной плоскости и для удобства заключены в кольцевой полуцилиндр а. Внутренние концы трубок прилегают к отверстиям в цилиндре b, в котором движется цилиндрическая кассета с с плёнкой 13 х 18 см, свёрнутой в рулон слоем наружу. Перемещение кассеты с плёнкой осуществляется с помощью ручки d.
Наклон трубок к горизонту можно выбрать такой: 10, 30, 50, 70 и 90°. В этом случае в фотометре будет 9 трубок.
Фотометр укладывается горизонтально на деревянные подставки и укрепляется на доске, причём его установка выверяется по отвесу и уровню. Кольцевой полуцилиндр и оси трубок располагаются в одном вертикале. Необ ходимо, конечно, заранее рассчитать азимут Солнца для середины полной фазы затмения, и в этом вертикале установить фотометр. Поскольку полная фаза затмения весьма непродолжительна (2—3 минуты), то не имеет смысла поворачивать фотометр по азимуту за Солнцем, так как за время продолжительности полной фазы суточное смещение Солнца не превосходит 0°,5, что лежит в пределах диаметра площадки неба, охватываемой каждой трубкой. За время полной фазы с этим фотометром можно сделать 10—12 экспозиций (по 5 сек. каждая). Фотометрию в вертикале Солнца тоже весьма желательно провести с различными фильтрами, для чего нужно иметь несколько вертикальных фотометров. Экспозиции для каждого фильтра нужно подбирать отдельно, как рассказано выше. Зарядка этого фотометра производится в полной темноте, совершенно так же, как и зарядка заревого фотометра.
Рис. 5
3 Наблюдения яркости заревого кольца
Изучение распределения яркости в заревом кольце и его изменения за время полной фазы представляют большой интерес, особенно ввиду незначительности полученного до сих пор материала. Помимо расстояния наблюдателя до соответствующей точки заревого кольца (т. е. до границы тени в данном направлении) и её угловой высоты, яркость неба в этой точке зависит от высоты наблюдателя над уровнем моря, от запылённости атмосферы и некоторых других факторов. Поэтому получение многочисленных наблюдательных данных, собранных в различных местах, при различных условиях наблюдений, представляется весьма желательным.
Наблюдения яркости заревого кольца весьма интересно провести из мест, находящихся в стороне от линии центрального затмения и даже около границ полосы полного затмения (как внутри, так и вне полосы, но не далее 5 км от неё).
Для получения картины распределения яркости вдоль всего заревого кольца можно использовать и светосильные фотокамеры, расположив их также «веером», охватывающим 360° и лежащим в плоскости горизонта. Это потребует большего количества камер, чем предыдущая работа, но зато даст сведения о яркости заревого кольца на различных высотах над горизонтом. Так как при этой работе необходимо получить большое количество экспозиций во время полной фазы без перезарядки, для изучения изменения яркости заревого кольца во время полного затмения могут быть применены только камеры типа ФЭД, имеющие по 36 кадров в катушке, но работа с ними вносит ряд осложнений ввиду необходимости согласованных действий 5—6 наблюдателей на 10—12 аппаратах.
Гораздо лучше применить для этой работы специальный заревой фотометр, разработанный М. М. Дагаевым (рис. 6). Фотометр представляет собой цилиндр а высотой около 30 см и диаметром 6 см (рис. 7). Посередине к нему приделана охватывающая его цилиндрическая насадка b высотой 3 см и диаметром 26 см, внутри которой укреплены 8 (или 12) одинаковых трубок с, расположенных радиально через 45° (или 30°), но не в одной плоскости, а под углом 5—10° к горизонту.
Практика показывает, что при использовании панхроматических фотоплёнок высокой чувствительности хорошие результаты фотометрии заревого кольца получаются, если диаметр отверстий трубок в 15 раз меньше их длины. Предлагаемый здесь вниманию читателей заре вой фотометр, разработанный на основе опыта предыдущих конструкций, имеет длину трубок 105 мм, диаметр трубок 7 мм и рассчитан под фотоплёнку 13 х 18 см.
При подобном подборе размеров трубок фотометра каждая трубка воспринимает свет от площадки заревого кольца диаметром в 3°,8, что соответствует площади в 11,5 квадратных градуса. Наличие у фотометра двенадцати трубок позволяет одновременно фотометрировать 12 площадок заревого кольца, расположенных через 30° по азимуту, на высоте 5° над горизонтом.
Рис. 6
Внутрь цилиндра а вставляется цилиндрическая кассета d диаметром 57 мм со свёрнутой в трубку (слоем наружу) плёнкой 13 х 18 см (меньшая сторона занимает вертикальное положение). Вместо кассеты можно использовать толстую деревянную катушку, на которой плёнка должна сидеть очень плотно, что достигается надеванием сверху и снизу металлических крышек с закраинами или обручей. Сверху кассета имеет длинную ручку е, за которую её можно вдвигать и выдвигать. Снаружи насадки прикреплён затвор — широкий обруч f с 8—12 отверстиями, соответствующими отверстиям трубок (по диаметру они должны быть немного больше). Поворачивая этот обруч с помощью прикреплённой к нему ручки до упора, можно открывать и закрывать все отверстия сразу. Выдвигая после каждой экспозиции ручку кассеты на 4 мм, можно сделать 20—40 экспозиции без перезарядки.
Рис. 7
Чтобы можно было вести фотометрию заревого кольца со светофильтрами, в затворе можно устроить рамку, в которую закладывается желатиновый светофильтр, опоясывающий, таким образом, всю цилиндриче
скую насадку снаружи.
Верхняя часть цилиндра а закрывается съёмной крышкой со втулкой g. В крышке делается небольшая прорезь, которая при надевании крышки на цилиндр надвигается на имеющуюся на нём небольшую пуговку и фиксирует положение крышки.
Канал втулки полезно оклеить тонким чёрным бархатом или сукном. Верхний торец втулки также оклеивается чёрным бархатом.
Сквозь втулку проходит стержень с рукояткой е, прикрепляемый к цилиндрической кассете d и служащий для её перемещения внутри цилиндра а. Определённое положение кассеты в цилиндре а фиксируется стопорным винтом h, ввёрнутым в боковое отверстие втулки, а контроль величины перемещения кассеты производится по насечкам, нанесённым на стержне е через каждые 4 мм.
Фотометр должен быть установлен на высоком столбе так, чтобы наблюдатель не загораживал во время работы ни одного из отверстий прибора.
Работу с фотометром Дагаева надо начинать за 1 минуту до начала полного затмения и заканчивать через 1 минуту после его конца. Экспозиции делаются по 5 секунд. Плёнка применяется панхроматическая, чувствительностью 1000—2000 X и Д.
Очень важно при работе с этим фотометром правильно ориентировать прибор и положение плёнки в нём. Вертикальное положение прибора надо проверить отвесом. Одно из отверстий следует направить в ту сторону, откуда движется лунная тень (азимут движения лунной тени можно определить по карте полосы затмения, измерив угол между меридианом данного места и центральной линией). Нужно также проверить, в каком направлении находится стык плёнки, и проследить за тем, чтобы он не оказался случайно прямо против одного из отверстий.
Чтобы обеспечить нужное положение плёнки в кассете и устранить возможность вращения кассеты в цилиндре, можно на кассете сделать два выступа (вверху и внизу, по направляющей), а во внутренней поверхности цилиндра проделать узкую прорезь, а ещё лучше — две прорези, диаметрально противоположные друг другу. По этим прорезям должны ходить выступы кассеты при её передвижении вниз или вверх.
Все внутренние поверхности деталей фотометра (трубок, диафрагм, цилиндра, насадки, затвора, крышки, втулки), а также кассета окрашиваются чёрной матовой краской. Снаружи фотометр окрашивается белой или серебряной краской. На внешней поверхности фотометра, вдоль образующей внешнего цилиндра, проводится тонкая линия от крышки до верхнего основания кольцевой насадки и далее по этому основанию до его края. Эти линии необходимы для ориентировки фотометра во время работы ').
Зарядку, разрядку и обработку плёнки фотометра надо производить в полной темноте.
Похожие работы
... орбиты к эклиптике 0,77° Долгота восходящего узла 74°13` Средняя скорость движения по орбите 6,81 км/сек Расстояние от Земли от 2,6 до 3,2 млрд. км Число спутников 21 Нептун Нептун - одна из больших планет Солнечной системы, обычно восьмая от Солнца (в период с 1979 по 1999 г. вытянутость орбиты Плутона привела к тому, что он оказалась к Солнцу ближе, чем Нептун). Нептун может быть ...
... происходящих на Земле процессов. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различный виды солнечного излучения и потоки частиц постоянно оказывают влияние на жизнь нашей планеты. Солнце посылает на Землю электромагнитные волны всех областей спектра – от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей. Окрестностей Земли достигают также заряженные частицы разных энергий – как высоких ( ...
... слабее, чем однократно рассеянное, и кросс-поляризационный фильтр будет задерживать его в существенно меньшей степени. Чем фон однократного молекулярного рассеяния. Другой раздел атмосферной оптики связан с анализом поглощения и рассеяния в атмосфере излучения внешних естественных источников, прежде всего Солнца (хотя в этой роли могут выступать Луна и даже яркие звезды и планеты). Рассеяние ...
... , хотя ему уже придавали иной смысл, нежели тот, который вкладывал в него Кулон.Введение понятия потенциалав электростатику Открытие закона Кулона было очень важным шагом в развитии учения об электричестве и магнетизме. Это был первый физический закон, выражающий количественные соотношения между физическими величинами в учении об электричестве и магнетизме. С помощью этого закона можно было ...
0 комментариев