Геліограф Кемпбелла-Стокса вимірює сонячне світло

Коментувати

Лайкни нас на Facebook

Геліограф Кемпбелла-Стокса для вимірювання сонячного світла
Ця скляна куля називається геліографом Кемпбелла-Стокса і знаходиться на території метеорологічного бюро в Дарвіні, Австралія. Раніше вона слугувала для вимірювання інтенсивності сонячного світла, а зараз використовується, в основному, як демонстрація надзвичайно простих, але при цьому неймовірно точних наукових приладів минулого. Геліограф Кемпбелла-Стокса є одним із найпростіших метеорологічних пристроїв і може використовуватися навіть сьогодні, оскільки він надає дуже точні вимірювання, співставні із даними сучасних електронних приладів.

Принцип роботи геліографа

Геліограф вимірює інтенсивність сонячного світла в будь-який день так само ефективно, як термометр вимірює температуру, а барометр – тиск повітря. Пристрій складається із твердої скляної сфери, зазвичай близько 10 сантиметрів в діаметрі, яка концентрує сонячні промені в одну пляму на калібрувальному папері, в результаті чого на ньому утворюється доріжка від опіку. Коли сонце переміщується по небу, його промені залишають на папері пропалений слід. Ширина опіку вказує на час, інтенсивність і тривалість сонячного сяйва протягом дня. Завдяки цій простій ідеї, метеорологи можуть чітко визначити захмареність неба в будь-який день.

Як був винайдений геліограф Кемпбелла-Стокса

Геліограф був винайдений відомим шотландським письменником і вченим Джоном Френсісом Кемпбеллом (John Francis Campbell) у 1853 році. Він звернув увагу, що в сонячний день його лупа, залишена на столі з паперами, залишає на них невеликий опік. Таким чином Кемпбелл вирішив створити пристрій, який зможе записувати інтенсивність сонячного світла протягом дня. Учений не міг зробити суцільну скляну кулю, але зате він знайшов порожню кулю, яку наповнив водою, перетворивши її у велику лінзу. Потім він встановив її над дерев’яною мискою так, щоб концентрований промінь сонячного світла падав на її краї.

СХОЖИЙ ЗАПИС: Сонячний телескоп McMath-Pierce схожий на витвір сучасного мистецтва.

У міру того, як сонце переміщалася по небосхилу, на дерев’яному обідку тарілки залишався випалений ним шлях. А кожен раз, коли сонце закривали хмари, пропалена лінія обривалася або ставала помітно слабкішою. Тривалість перерви лінії опіку на тарілці вказувала на те, як довго сонце залишалося закритим, а положення розривів на ній вказувало на час доби. Кемпбелл також виявив, що, чим активніше було сонце, тим глибшим виходив опік.

Пристрій Кемпбелла був настільки простим і ефективним, що його швидко взяли на озброєння метеорологи по всьому світу. У 1879 році ірландський фізик Стокс замінив дерев’яний каркас на металевий, додавши змінні паперові карти для запису опіку. З тих пір пристрій став називатися геліографом Кемпбелла-Стокса. Він був стандартним інструментом для запису сонячного світла у багатьох частинах світу на протязі більше ста років, що робило прилад добрим джерелом довгострокових і надійних даних. Багато старих опікових карт, які припадають пилом в бібліотеках обсерваторій і університетів по всьому світу протягом багатьох десятиліть, в даний час використовуються дослідниками для вивчення і порівняння кількості сонячної радіації, що досягала Землі, в різні роки і для вивчення параметрів хмар минулого.

Хоча ці антикварні інструменти сьогодні замінені сучасними електронними датчиками, все-одно все ще можна знайти функціонуючі геліографи Кемпбелла-Стокса на багатьох метеорологічних станціях і обсерваторіях по всьому світу. У цій статті наведені фотографії деяких з них.

Геліограф Кемпбелла-Стокса для вимірювання сонячного світла

credit: Lenz/Flickr


Геліограф Кемпбелла-Стокса вимірює сонячне світло, 31/10/2016, FSHOKE.

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *