Гелиограф Кэмпбелла-Стокса измеряет солнечный свет

Комментарий

Лайкни нас на Facebook

Гелиограф Кэмпбелла-Стокса для измерения солнечного света
Этот стеклянный шар называется гелиографом Кэмпбелла-Стокса и находится на территории метеорологического бюро в Дарвине, Австралия. Раньше он служил для измерения интенсивности солнечного света, а сейчас используется, в основном, как демонстрация чрезвычайно простых, но при этом очень точных научных приборов прошлого. Гелиограф Кэмпбелла-Стокса является одним из самых простых метеорологических устройств, которое может использоваться даже сегодня, поскольку он предоставляет очень точные измерения, сопоставимые с данными современных электронных приборов.

Принцип работы гелиографа

Гелиограф измеряет интенсивность солнечного света в любой день так же эффективно, как термометр измеряет температуру, а барометр — давление воздуха. Устройство состоит из твердой стеклянной сферы, обычно около 10 сантиметров в диаметре, которая концентрирует солнечные лучи в одно пятно на калибровочной бумаге, в результате чего на ней получается дорожка от ожога. Когда солнце перемещается по небу, его лучи оставляют на бумаге прожженный след. Ширина ожога указывает на время, интенсивность и продолжительность сияния солнца в течение дня. Благодаря этой простой идее, метеорологи могут четко определить облачность неба в любой измеренный день.

Как был изобретен гелиограф Кэмпбелла-Стокса

Гелиограф был изобретен известным шотландским писателем и ученым Джоном Фрэнсисом Кэмпбеллом (John Francis Campbell) в 1853 году. Он обратил внимание, что в солнечный день его лупа, оставленная на столе с бумагами, оставляет на них небольшой ожог. Таким образом Кэмпбелл решил создать устройство, которое сможет записывать интенсивность солнечного света в течение дня. Ученый не мог сделать цельный стеклянный шар, но зато он нашел полый шар, который наполнил водой, превратив его в большую линзу. Затем он установил его над деревянной миской так, чтобы концентрированный луч солнечного света падал на ее края. По мере того как солнце перемещалось по небу, на деревянном ободке тарелки оставался выжженный путь. А всякий раз, когда солнце закрывали облака, прожженная линия обрывалась или становилась заметно слабее. Продолжительность перерыва линии ожога на тарелке указывала на то, как долго солнце оставалось закрытым, а положение разрывов на ней указывало на время суток. Кэмпбелл также обнаружил, что, чем активнее было солнце, тем глубже получался ожог.

Устройство Кэмпбелла являлось настолько простым и эффективным, что оно было быстро принято метеорологами. В 1879 году ирландский физик Стокс заменил деревянный каркас на металлический, добавив сменные бумажные карты для записи ожога. С тех пор устройство стало называться гелиографом Кэмпбелла-Стокса. Он был стандартным инструментом для записи солнечного света во многих частях мира на протяжении более ста лет, что делало прибор хорошим источником долгосрочных и надежных данных. Многие старые ожоговые карты, которые пылятся в библиотеках обсерваторий и университетов по всему миру на протяжении многих десятилетий, в настоящее время используются исследователями для изучения и сравнения количества солнечной радиации, достигающей Земли, в разные годы и для изучения параметров облаков прошлого.

Рекомендуем почитать:  Солнечный телескоп McMath-Pierce

Хотя эти антикварные инструменты сегодня заменены современными электронными датчиками, все-равно все еще можно найти функционирующие гелиографы Кэмпбелла-Стокса на многих метеорологических станциях и обсерваториях по всему миру. В этой статье приведены фотографии некоторых из них.

Гелиограф Кэмпбелла-Стокса для измерения солнечного света

credit: Lenz/Flickr


Гелиограф Кэмпбелла-Стокса измеряет солнечный свет, 31/10/2016, FSHOKE.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *