Юный техник - для умелых рук 1965-01, страница 3

Й.Е У С till §

21 Марта

22 Шня

И вот уже миллиарды лет с мсшинта образования нашей планеты солнечные лучи «ьшолняют скую работу на поверхности суши в водной и «оздуш ной оболочках Земли. На каждый квадратный сактн метр поверхности земной атмосферы е^екундно по ступает около 2 калорий солнечного тепла^ Это тепло

частично поглошается присутствующими в атмосфере водяными парами, пылью, углекислым газом Особенно BeZ"a роль атмосферы как поглотителя губительного ДЛЯ органической жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Коротковолновое излучение Солнца (начиная с длин волн менее 0,29 микрона) поглощается, в частности, озоном, который в небольшом количестве располагается в виде слоя на высоте 20—50 км. __

Таким образом, некоторая часть попавшей в атмосферу солнечной энергии поглощается ею или рассеивается и отражается в мировое пространство. Но большая часть лучистой энергии Солнца достигает поверхности земного шара и согревает сушу и воду, а также прилегающий к ним воздух. За счет этого тепла в воздух поднимается большое количество воды в виде пара из которого образуется облачность. Неравномерность нагрева поверхности суши и моря обуславливает возникновение воздушных н морских течений. Ветры переносят облака, грунтовые и сточные воды питают реки. Океанические и морские течения оказывают воздействие на климат отдельных частей земного шара. Так тепловая энергия Солнца превращается в механическую.

Тепло н свет солнечных лучей обеспечивают бурное развитие жизни на Земле. Значительная доля лучистой энергии Солнца преобразуется в скрытую энергию органического вещества. Его масса ныне достигает огромной величины — 10^й тонн! Обилие органического вещества обуславливает образование каменного угля, нефти, торфа. Если учесть, что в качестве топлива человек использует также древесину и стебли травянистых растений, то станет ясным, что все известные нам источники энергии (за исключением ядерной) являются так или иначе преобразовавшейся энергией солнечных лучей.

Солнце оказывает воздействие и на состояние земного магнетизма и электричества. Так, например, установлена прямая зависимость между солнечным излучением и состоянием магнитного поля Земли. При резком увеличении солнечной активности можно наблюдать дрожание магнитной стрелки компаса, то есть магнитную бурю. Очевидно, воздействие Солнца на условия дальней радиосвязи, так как радиоволны распространяются на большие расстояния благодаря отражательному свойству одного из слоев верхней атмосферы — ионосферы. В зависимости от солнечной активности находится н такое явление природы, как нолярное сияние. Нетрудно догадаться, что солнечная активность оказывает определенное воздействие на растения и животных. Замечено, что в годы повышения солнечной активности лучше растут деревья, увеличивается число эпидемических заболеваний, наблюдаются и другие явления.

Из всего сказанного следует, что для изучения многих явлений, происходящих на Земле, важно исследовать и режим Солнца.

Теперь уже окончательно установлено, что светящаяся поверхность Солнца (фотосфера) неоднородна. На ней можно наблюдать яркие удлиненные области, ко-

22декобрР

юрые называются факелами, а также облака раскаленных газов — гранулы Но самыми примечательными образованиями являются темные пятна (см. рис. 2). Ойи появляются как в одиночку, так и группами в экваториальной области Солнца, но избегают узкой зоны вблизи самого экватора. Выше 45 параллели пятна почти никогда не наблюдаются. Установленные закономерности в образовании пятен на солнечной поверхности позволяют утверждать, что их количество и размеры пропорциональны солнечной активности. Активность же Солнца через каждые 11 лет увеличивается, а между максимумами она спадает. Вот почему наблюдения пятнообразователыюй деятельности, а также сопутствующих ей процессов представляют исключительный научный интерес. Такие наблюдения ведутся астрономами посредством специальных телескопов. 'Любительские наблюдения! интересны для самих наблюдателей, так как обобщений таких наблюдений позволяет глубже разобраться в природных явлениях.

Во время солнечных затмений можно еще наблюдать на Солнце фонтаны раскаленных газов — протуберанцы, хромосферные вспышки и свечение солнечной короны. Но затемнения Солнца бывают редко, и поэтому любите чи могут подготовиться к его наблюдениям по одной из указанных в конце этой брошюры книг. Здесь же этот вопрос рассматриваться не будет.

Вернемся к движению 'Земли вокруг Солнца и сопутствующим ему явлениям. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает за год. Путь ее движения называется орбитой. Ось суточного вращения земного шара наклонена к плоскости орбиты на угол 66,5 градуса. Величина и направление наклона земной оси не меняются, северный конец ее всегда направлен на Полярную звезду, npit всем этом будучи в одной точке орбиты, Земля оказывается более обращенной к Солнцу северным полушарием, а в противоположной точке орбиты — южным полушарием (см. рис. 3). В первом случае во всех местах севернее экватора полуденная высота Солнца будет наибольшей, и оно дольше всего бывает над гореонтом. В это время земная поверхность северного полушария получает самое большое количество тепла. У iec лето, а в южном полушарии в это время зима пото#у, что во всех местах южнее экватора полуденная вью а Солнца оказывается наименьшей, и оно меньше «его бывает над горизонтом в течение суток. Во втором случае наблюдается совершенно противоположная картина. Теперь южное полушарие более обращено к рСолнцу, и там лето, а в северном полушарии — зима| Между этими предельными положениями земного шг ;|а бывает среднее, когда оба полушария одинаково сог&ваются солнечными лучами, и после лета в северном полушарии наступает осень, а в южном полушарии поЬле зимы — весна и наоборот. Итак, смена времен года иа Земле происходит потому, что наша планета движется вокруг Солнца и при этом ее ось наклонена к орбите: направление и величина наклона не изменяются, и по этой причине в различных точках орбиты земной шар оказывается более обращен к Солнцу то северным, то южным полушариями. Наблюдается этот процес- в виде изменения' полуденных высот Солнца и iumoi рипя точек восхода и захода, а следовательно, и продод гкнтельности суточнот пути Солнца над горизонтом в ечеине года.

КАК ОРГАНИЗОВАТЬ НАБЛЮДЕНИЯ

Для ведения систематических наблюдений Солнца надо сделать наблюдательную площадку. Расположите ее на таком месте, с которого лучше всего обозревается, нсбосвод и особенно восточная, южная и западная стороны горизонта.

На ровном месте устанавливается небольшой столбщ с заострениой вершиной (рис. 4). Часов в 9 или 10 утра в погожий день радиусом, равным длине тени, вокруг столбика проводится окружность. Делается это поеред ством привязанного к столбику шнура и заостренной палочки. В точку, где тень столбика своим концом касается окружности, вбейте колышек. Перемещаясь по часовой стрелке до полудня, тень столбика будет укорачиваться, а после полудня она станет удлиняться. В какой-то момент кончик тени коснется окружности. Эту точку надо заметить вторым колышком. Теперь между колышками проводится прямая линия, которую надо разделить пополам. Через полученную точку и основание столбика проводится линия. Это и будет полуденная линия или меридиан, проходящий через точку установки столбика. Конец, проходящий через основание столбика, соответствует направлению на юг, а противоположный конец будет направлен на север. Способом провешивания полуденную линию можно продолжить в обоих направлениях на какое угодио расстояние.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧЕК ВОСХОДА И ЗАХОДА И ПОЛУДЕННЫХ ВЫСОТ СОЛНЦА

На полуденной линии устанавливается азимутальный стол. Сделайте его из вертикально врытого столба и прикрепленного к нему горизонтального круга. По краю круга нанесите градусные деления. Начальным считается то деление, которое стоит в южном конце полуденной линии. Все прочие деления обозначьте через каждые 5 или 10 градусов по часовой стрелке от 0 до 360 градусов. У нулевого деления изображается буква Ю (юг), у деления 90°— 3 (запад), у 180° — С (север), у 270° — В (восток). Можно обозначить и промежуточные стороны. В центре круга закрепите визирную планку (см. рис. 5)

Так как точки восхода и захода Солнца симметричны относительно полуденной линии, то определять можно одну из них, скажем, точку захода. Если, например. Солнце зашло в точке, азимут (угловое расстояние от южного конца полуденной линии) которой оказался 135 градусов (северо-запад, то азимут точки восхода Солнца в этот день был 225 градусов (северо-восток). Данные об изменении точек восхода и захода Солнца и длины дневного пути над горизонтом можно оформлять графически, как показано на рис. 6.

Высота Солнца над горизонтом определяется в полдень, то есть в момент, когда Солнце находится над полуденной линией. Делается это посредством квадранта (см. рис. 7), который устанавливается также на полуденной линии в 2 метрах к югу от азимутального стола.

На вертикально врытом столбе закрепляется угольник, к сторонам которого прикрепляется металлическая линейка длиной 45 см (более длинная обрубается) Она изгибается в дугу, равную четверти окружности. Тогда

каждые полсантиметра будут соответствовать градусу, а каждое миллиметровое деление будет соответствовать 0,2 градуса. В центре дуги закрепите стерженек. Тень от него в полдень упадет на шкалу изогнутоii линейки, и надо лишь произвести отсчет от верхнего конца шкалы, так как Полуденная высота Солнца будет равна накрестлежащему углу между направлениями (от центрального стерженька) на нулевое деление верхнего конца линеикн а „_а тень стерженька.

Записываемые данные об изменении полуденных высот Солнца можно изобразить графически, как показано на рисунках g „ 9. Если же одновременно с определениями полуц_ешшх высот Солнца ведутся и наблюдения погоды, в частности определяются и среднеде-кадные н средиь_{месячнь1е} температуры воздуха, то можно график Изменения полуденных высот Солнца (рис. 9) совмест„_{гь с} графиком изменення, например, среднедекадных температур (рис. 10). В результате получается интер_есней_шая картина прямой зависимости средне дека д_ных температур от полуденпых высот Солнца. Так юные наблюдатели могут получить полную картину довольно сложных явлений, понять ее и помочь другиг_л разобраться в сезонных нлмс-неннях природы своего края.

Н.

\БЛЮДЕ1И1Я СШ1НЦЛ

Организуя н ведя наблюдения Солнца, не следует забывать о том. что оно является опасным для глаз. На него нельзя смотреть простым глазом н тем более . через какой-нибудь оптический прибор без специальных светофильтров, так как мгновенно и навсегда можно испортить или совсем потерять зрение.

При наблюдении Солнца невооруженным глазом в качестве защитного фильтра можно использовать обыкновенную фотопластинку. Для этого ее надо о течение 4—6 минут проявить на свету, а затем отфнксировать, промыть и высушить. Располагая такую пластинку перед глазами, можно безопасно наблюдать солнечный диск, но простым глазом многого на нем не заметить. Несравненно интереснее наблюдать Солнце в телескоп.

Для визуальных наблюдений Солнца годится всякий, даже самодельный, телескоп. Перед тем, как смотреть па Солнце в телескоп, надо обязательно впереди объектива поставить защитный фильтр. Но удобнее и безопаснее не смотреть на Солнце через телескоп, а наблюдать его на экране, который прикрепляется к окулярному коицу трубы телескопа (см. рис. 11), У телескопов, выпускаемых оптическими заводами и продающихся в магазинах учебного оборудования, такие устройства есть, а если нет, то экранчик с опорным стержнем нетрудно изготовить своими силами.

К трубе телескопа металлическими кольцами или ремнями прикрепите брусок длиной 50—50 см. На свободном конце бруска смонтируйте подвижной экран и к нему во время наблюдений прикрепляйте чертежную бумагу (см. рис. 12).

Суть простейших визуальных наблюдений Солнца состоит в ежедневной (лучше в полдень) зарисовке видимых пятен н последующей обработке таких рисунков. Для этого на листках чертежной бумаги зара-нрс вычерчиваются окружности диаметром 10П мм, н во время наблюдения изображение солнечиого диска точно совмещается с такой окружностью. Достигается это

путем перемещения экрана по опорному бруску. Видимые в данный момент пятна быстро и точно обводятся простым мягким карандашом, а потом на листке указывается порядковый номер, дата и время наблюдения, а также записывается оценка качества изображения. Полученные таким образом зарисовки солнечных пятен обрабатываются согласно указаниям, данным в книге: В. В. Шаронов. Солнце к его наблюдения, 2-е издание, Гостехиздат, 1953 г.

Для фотографирования Солнца к телескопу приспособьте специальную фотонриставку с затвором и кассетой (см. рис. 13) или узкопленочный фотоаппарат типа «Зенит». При фотографировании посредством приставки изображение солнечного диска на негативе толжно иметь диаметр 100 мм. и печатание на фотобумагу производится контактно. В случае же применения узкопленочного фотоаппарата надо использовать переходные втулки, чтобы солнечный диск занимал ²/з или даже ³U ширины кадра. При печати с узкой пленки изображение солнечного диска увеличивается до 100 мм в поперечнике.

Продолжительность экспозиции определяется опытным путем применительно к имеющимся пленкам или пластинкам. Важно подобрать I наиболее подходящие светофильтры н диафрагму, чтобы добиться неяркого, но четкого изображения солнечного диска. Наводится телескоп с фотокамерой на Солнце по тени, отбрасываемой

ш

■ >„,|ЬД| 'Л

ffs*

V

---22ден

----21 марта

-2шШ ^и

---23CBh,l7