反射式小孔成像日食观测器的制作
宋致远
杭高钱塘,杭州市钱塘区浩瀚路1号
客星晨出东方2023/01/17原创 天文与空间科学极客DIY IP:浙江
中文摘要
反射式小孔成像
关键词
日食小孔成像

日食,是一种罕见的天文现象,“工欲善其事,必先利其器”,我们要想观察日食,就要合适的装备。专 业人士可以使用日珥镜,普通群众则会使用各种简易消光装置,如墨水、磁盘芯等。但是这样或者成本昂贵,或者效果不好甚至有危险。

如果要找到即安全又实惠的观测方法,我首先想到的是利用小孔成像来观察太阳通过小孔后落在地上的像。但是在实际使用过程中,我发现这样的观察方式存在着以下的缺点:

1. 如果想使太阳通过小孔形成的像足够大,需要使像尽可能地落在更远的地方,这样人需要把纸板尽可能地举高,但是这样不方便使用,成像位置也比较固定。

2. 当人们把纸板尽可能举高的时候,纸板的本影会越来越小,而像会越来越大,当半影与像重合的时候,就会有一部分光漏到像上,导致成像与光线混合在一起,使得无法观测到清晰的像。为了减小这点造成的影响,就需要在面积很大的遮光板上制作小孔。

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为了能更好更方便地观察到日食,我一直在思考着要如何改进我们的工具。在经过学习后,我想,我们可以把小孔成像和光的反射这两个原理结合起来,设计出一种反射式小孔成像日食观察器。

我先在一块硬纸板上挖了一个小孔,小孔的形状任意,我挖的是一个三角形的小孔。然后在离小孔非常近的地方就粘上了一块平面镜。下图是我制作的观测器。

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它的设计思路是这样的:当太阳的光线通过小孔后,会形成一个倒立的实像,即可被光屏接收到,如果此时在小孔后面放置一面较小的平面镜来反射太阳光,这样的组合就可以把小孔成像和光的反射叠加在一起,从而带来如下的几个优点:

第一, 便于操作,可以控制成像投在任何地方,既方便多人同时观测,又不需要把遮光板举高;

第二, 成像不会被半影干扰,能够得到一个清晰的像;

第三, 不需要很大的遮光板,便于携带。

第四, 取材方便,甚至当我把平面镜换成更容易取得的铝箔,制作了简易版观测器,成像效果也较好。

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站在阳台上,使用观测器以后,可以使像成在梁上、墙上,以及其他各种方便观测的位置,成像大而且清楚,我把观测器放在阳台栏杆上,它在天花板上形成一个圆形的太阳的像,因为像距较短,所以虽然清晰但是有点小。如果我把观测器拿在手中,略微调整角度,可以使它落在其他各个不同地方,形成大而清晰的像。

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另外,我在观测器上安装了一个滑动窗口,可以改变三角形小孔的大小,这样可以调节成像的亮度。当小孔较小时,成像较暗,当小孔较大时,成像较亮。

通过这种设备,人们可以用极低的成本,很好的观察日食。


  

来自:宇宙和天文 / 天文与空间科学综合交流区 / 极客DIY动手实践:实验报导
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~~空空如也
客星晨出东方 作者
1年1个月前 IP:浙江
914606

好久之前做的,前段时间编写天文社用教材时翻出来了,发出来给大家看看

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c150
1年1个月前 IP:湖北
914628

有点意思。以前也曾经观察到这种现象,没想到被你利用到了极致👍


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