Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?thesises=216 Дата изменения: Fri May 5 15:24:34 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 03:38:02 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: воздушные массы

Определение прозрачности земной атмосферы


Введение

Идея измерения пропускания атмосферы родилась у нас уже давно. На
обсерватории ведется большая работа по измерению яркости атмосферы Земли.
Для обработки подобных наблюдений требуется в том числе знать и пропускание
атмофсеры.
Пропускание атмосферы в зените можно определить, определяя яркость какого-
либо объекта на разных высотах. Для этой цели мы сконструировали прибор для
измерения яркости Солнца. Солнце мы взяли потому, что это самый яркий
объект на небе, и его яркость легче всего измерить.

Метод

Будем считать атмосферу Земли плоской. Ослабление света в атмосфере
происходит в соответствии с законом Бугера. Записывается он в виде: I= I0e-
(, где I - это количество энергии прошедшей через атмосферу, I0 -
количество энергии до вхождения в атмосферу, ( - оптическая тоща атмосферы.

Пронаблюдав Солнце на двух разных высотах можно получить систему из двух
уравнений и найти поглощение в зените.

Устройство прибора

Прибор состоит из четырех частей: блок питания, усилитель, блок
приемника сигнала и вольтметр, с помощью которого мы измеряем поступивший
сигнал.

Принцип работы прибора

Свет от Солнца попадает в отверстие в блоке приемника сигнала, проходит
сквозь светофильтр и попадает на белый листок бумаги, закрепленный на
экране, который расположен в конце корпуса. Оттуда часть света попадает в
фотодиод, который преобразует его в электрический ток, и этот ток поступает
на усилитель, где он усиливается, и уже оттуда на вольтметр, то есть на
прибор, с помощью которого мы можем его измерить.
Проведя несколько таких наблюдений с разными светофильтрами, мы можем по
методу, который я описывал ранее, найти пропускание атмосферы. Для проверки
колебания чувствительности фотодиода и усилителя за период наблюдений
периодически включается лампа, свет которой тоже отражается от листка
бумаги и попадает на фотодиод. По разности полученных данных можно судить
об изменениях чувствительности прибора.

Полученные результаты

В августе 2002 года для проведения астрономических наблюдений мы
выезжали в Крым. Среди приборов экспедиции была установка для определения
прозрачности атмосферы. Наблюдения с установкой проводились в каждый
полностью ясный день. Таких, к сожалению, было немного.
Измерения прозрачности мы проводили через интерференционные фильтры с
пропусканием на длинах волн 4800, 5610, 6563, 8060 ангстрем. Они были
подобраны таким образом, чтобы полностью отрезать всю кривую
чувствительности фотодиода от 4000 до 13000 А, кроме выбранного диапазона.
Ширина полосы пропускания фильтров была у всех примерно одинакова - 30 А.
Мы определили, что оптическая толща атмосферы в Крыму во время нашего
пребывания там была примерно равна 0.3. Тогда мы решили провести сравнение
поглощения крымской атмосферы и подмосковной. Для этого мы провели серию
наблюдений по возвращении в г. Железнодорожный (конец августа). Это было
время, когда в Подмосковье уже горели леса. У нас получилось, что
оптическая толща атмосферы в г. Железнодорожном в это время была
существенно больше крымской и это хорошо заметно из наших наблюдений -
? = 0.5-0.7, т.е. до поверхности Земли доходило меньше половины прямого
солнечного света.
-----------------------
[pic]

Рис. 1. Поглощение в атмосфере зависит от длины пути луча света в ней, а
длина пути зависит только от зенитного расстояния Солнца.

[pic]
Рис. 2. Внешний вид установки.