астрономические опыты
Начинающим
Своими руками
Фотогалерея

Оглавление

Введение
Гномон. Полуденная линия
Гномон. Координаты
Уравнение времени
Размер Земли
Размер Луны
Лунный "альпинизм"
Лампочка и Солнце New!
Прав ли художник?
История почтовой марки
Легенда о Медведице
Звездные часы
Ориентирование на местности
Звезды за занавеской
Транзит Венеры
Челябинский метеорит

Лампочка и Солнце

В этом опыте попробуем приблизительно оценить мощность излучения Солнца. Да, цифры ожидаются непредставимо огромные, однако в самом эксперименте нет ничего сложного.

Нам потребуется любой цифровой фотоаппарат и... простая лампочка накаливания. Сфотографируем белый экран, освещенный Солнцем и тот же экран, освещенный лампой известной мощности и расположенной на расстоянии, скажем, 20 см от экрана. Для удобства я снимал лист белой бумаги, закрепленный перед объективом, на просвет.

схема

При равной плотности снимков (гистограмма в правом верхнем углу экрана) параметры съемки оказались следующщими:

параметры съемки

для Солнца - выдержка 1/640 сек, диафрагма 11;

для лампы (60 Вт на расстоянии 20 см) - выдержка 1/125 сек, диафрагма 6.3;

этих данных вполне достаточно для определения отношения освещенностей экрана Солцем и лампой.

k=(t1/t0)*(d0/d1)2 , где

k - отношение освещенностей экрана;

t0,t1 - выдержка для Солнца и лампы;

d0,d1 - диафрагма для Солнца и лампы.

k=(640/125)*(11/6.3)2=15

т.е. в нашем случае освещенность экрана лампочкой в 15 раз меньше, чем Солнцем.

Известно, что освешенность экрана прямо пропорциональна мощности источника света и обратна пропорциональна квадрату расстояния до него. Теперь мы можем вывести формулу для рассчета мощности Солнца:

W0=W1(R0/R1)2*k , где

W0 - мощность излучения Солнца;

W1 - мощность лампы, в моем случае W1=60Вт;

R0 - расстояние от Земли до Солнца, R0=1.49*1011м;

R1 - расстояние от нити лампы до поверхности экрана, R1=0.2м

W0=60*(1.49*1011/0.2)2*15=5*1026Вт

Величина, указанная в справочнике, удивительно близка по значению: W0=3.74*1026Вт. Нужно сказать, что такая точность является в данном случае результатом не столько хорошо поставленного опыта, сколько взаимной компенсации различных неучтенных факторов - мы, например, не учитывали разницу в температурах и, следовательно, в распределении энергии в спектрах Солнца и лампы накаливания, влияние атмосферы и потери энергии на нагрев лампы.

С другой стороны, мы в результате этого опыта можем сказать, что эффективность Солнца как "осветительного прибора" (отношение энергии, излучаемой в видимом диапазоне, к полной расходуемой энергии) примерно соответствует обычной электрической лампе накаливания.



Андрей Олешко, 2009-2016г.    mail
При использовании материалов ссылка на сайт обязательна.

  Rambler's Top100        
foto