 |
Астронет: Г.С. Яхно Содержание и методика проведения практических работ и моделирование астрономических явлений в курсе астрономии средней школы http://variable-stars.ru/db/msg/1173351/chapter61.html |
| << Предыдущая |
Работа N 16. Определение солнечной постоянной с помощью простейшего актинометра
 |
| Рис. 44. |
Оборудование: Актинометр (см. рис. 44), часы, термометр с ценой деления 0,1˚.
1. Вставить в отверстие латунного цилиндра термометр. Снять крышку с актинометра и направить его на Солнце так, чтобы закопченная поверхность цилиндра была перпендикулярна к солнечным лучам. Правильность установки достигается совмещением падающей от цилиндра тени с кругом на дне стакана (Описание актинометра дано в разделе 1 настоящей главы).
2. Подержав актинометр в таком положении несколько минут, закрыть его крышкой и начиная с этого момента в течение 5 минут с интервалом в 1 минуту производить измерения температуры латунного цилиндра.
3. Снова снять затеняющую крышку и произвести запись показаний термометра с теми же интервалами (т.е. через минуту в течение 5 минут).
4. Наконец, еще раз затенив Солнце крышкой, повторить измерения температуры в течение такого же промежутка времени.
5. По полученным данным построить график, как показано на рисунке 61 и по нему определить среднее изменение температуры ∆t.
Рис. 61.
6. Зная массу латунного цилиндра М, его теплоемкость С, изменение температуры ∆t, время t (за которое произошло это изменение) и площадь основания цилиндра S, вычислить количество теплоты, получаемой от Солнца каждую минуту 1 cм2 поверхности, перпендикулярной к лучам:
 |
 |
7. Сравнить полученное значение с табличной величиной солнечной постоянной и объяснить расхождение.
8. Приняв, что на границе земной атмосферы q = 0,139 дж/см2∙сек, вычислить полное излучение с 1 см2 поверхности Солнца в 1 сек (Е).
Применяя к Солнцу закон Стефана-Больцмана Е = s∙Т4 (где Е - полное излучение 1 см2 поверхности Солнца в 1 сек), вычислить так называемую эффективную температуру Солнца Т.
Методические замечания
1. Эту работу, как и предыдущую, целесообразно вынести на физический практикум.
2. Цель работы в том, чтобы с помощью простейших средств познакомить учащихся с важными астрофизическими методами, применяемыми в астрономии. Определение значения солнечной постоянной позволяет оценить энергетический баланс солнечного излучения, а применение закона Стефана-Больцмана дает возможность вычислить эффективную температуру Солнца.
3. Лучшие результаты в
определении q можно получить при наибольшей
высоте Солнца, когда солнечные лучи меньше
поглощаются толщей атмосферы.
Если сделать одно измерение утром, а другое
вблизи полудня, то можно заметить влияние
поглощения атмосферы на количество теплоты,
полученной цилиндром.
4. Значение массы латунного цилиндра и площади его основания, на которую падает поток солнечной энергии, следует считать паспортными данными прибора. Их заранее нужно определить и выписать, например, на внешней поверхности стакана актинометра.
5. При подсчете полного излучения, которое дает 1 см2 солнечной поверхности, принять радиус Солнца r = 695 000 км, а радиус сферы, на поверхности которой мы определяем q, равным 150 000 000 км.
| << Предыдущая |