물통에 담긴 작은 태양. 도면, 설명

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물통에 담긴 작은 태양. 어린이과학실

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Kharkov 천체물리학자 Viktor Petrovich Vasiliev는 이 망원경을 사용하여 태양 사진을 찍습니다.

그런 실험을 정신적으로 설정합시다. 충분히 점성이 있는 액체를 접시에 붓습니다(예: 글리세린 또는 오일). 이제 판이 회전하기 시작했다고 상상해 보십시오. 회전 속도가 일정하면 액체 표면은 회전 포물면의 정확한 형태를 취합니다. 거울이 없는 이유! 그리고 날카롭게 하거나 광택을 낼 필요가 없습니다. 이러한 장치는 유명한 실험 물리학자인 Robert Wood가 처음 제안했습니다.

그러나 여기에 문제가 있습니다. 액체 거울 모양의 정확성을 무효화하는 충격과 진동없이 액체가있는 판을 엄격하게 고르게 회전시키는 방법은 무엇입니까? 여기서는 엔진 축에 컨테이너를 간단히 고정하는 것이 필수적입니다. Robert Wood 자신도 이 문제를 끝까지 해결하지 못했습니다. 그러나 우리는 여전히 시도합니다!

물 양동이에 작은 태양

양동이처럼 주석으로 용기를 만들어 봅시다. 우리는 맨 아래에 두 개의 구멍을 뚫고 그림과 같이 미리 밀봉 한 두 개의 호스를 설치합니다. 두 호스를 작은 원심 펌프에 연결합니다. 용기에 물을 거의 가장자리까지 붓고 펌프를 켭니다. 용기에 작은 소용돌이가 형성되면 점성 액체로 채워진 접시가 물 표면에 놓입니다. 소용돌이에 휘말려 고르게 회전하기 시작한다. 물론 고품질 거울을 얻으려면 호스에 조정 가능한 클램프를 설치하고 펌프의 최적 작동 모드를 찾고 플레이트 크기를 신중하게 선택해야합니다. 또한 진동을 제거하기 위해 펌프 자체는 충격 흡수 쿠션(예: 고무 또는 발포 고무) 위에 거울에서 떨어진 곳에 놓아야 합니다.

그러나 그러한 거울은 하늘의 어느 지점으로도 향할 수 없습니다. 항상 천정만을 바라 봅니다. 그리고 그것으로 작업하려면 광학 품질의 평면 거울이 추가로 필요합니다.

망원경으로 태양을 관찰하는 것은 마당, 발코니 또는 방의 열린 창가에서 할 수 있습니다. 태양 광선이 거울에 수직 또는 거의 수직으로 떨어지도록 회전하는 포물면 위에 평면 거울을 고정하기만 하면 됩니다. 카메라를 설정할 거리를 알기 위해서는 망원경의 초점면을 찾아야 합니다. 이것은 태양의 이미지가 투사되는 흰색 스크린을 사용하여 수행됩니다.

그들은 렌즈가 없는 카메라로 회전하는 표면에서 사진을 찍지만(그 역할은 액체 거울 자체에서 수행됨) 사이드 플레어로부터 필름을 보호하는 후드가 있습니다. 플레이트의 불완전한 센터링으로 인해 이미지가 불안정할 수 있으므로 빠른 셔터 속도를 사용해야 합니다. 비금속 평면 거울과 점성 액체는 그 위에 떨어지는 빛의 몇 퍼센트만 반사하므로 셔터 문을 태우거나 시력을 손상시키는 것을 두려워할 수 없습니다.

태양 디스크 이미지의 직경은 거울의 회전 속도에 따라 다릅니다. 대략 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

d=405/n²

여기서 d는 센티미터이고 n은 분당 회전수입니다.

액체 거울의 회전 속도가 조금만 변해도 곡률이 크게 변한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 예를 들어 33min-1(플레이어 디스크의 회전 속도)에서 초점 거리는 약 40cm(태양 이미지의 지름은 4mm에 불과함)이고 10min-1의 속도에서 4,5m로 증가하며 이것은 이미 태양 반점 관찰에 상당히 적합합니다.

저자: V.Vasiliev

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