Работы по атмосферной оптике во время полных солнечных затмений (стр. 2 из 3)

Если есть возможность использовать не один, а несколько фотометров Фесенкова, то было бы весьма интересно провести одновременные наблюдения с различными светофильтрами (например, с жёлтым и синим). Это даст возможность получить представление о распределении не только яркости, но и цвета по небу во время полного затмения. Как показывают наблюдения, небо во время затмения становится более синим и даже фиолетовым, что объясняется особенностями многократного рассеяния света (лучше всего рассеиваются, как известно, синие и фиолетовые лучи, а при многократном рассеивании этот эффект усиливается).

В случае наблюдений со светофильтрами нужно также заранее подобрать экспозицию для каждого светофильтра и данного сорта пластинок (по сумеречному небу, когда уже видны звёзды до 1—2-й величины). Но, учитывая посинение неба во время затмения, экспозицию для жёлтого фильтра надо несколько увеличить, а для синего — уменьшить. Светофильтр (желатиновый) закладывается под нижнюю металлическую пластинку фотометра.

Если работа ведётся с несколькими фотометрами с различными светофильтрами, то можно вести фотометрию на фотопластинках разного сорта: с синим фильтром применять несенсибилизированные пластинки, а с жёлтым — панхроматические высокой чувствительности. Но чтобы иметь возможность более легко сравнивать результаты наблюдений между собою при их последующей обработке, лучше и в этом случае применять один сорт пластинок — изохроматические или панхроматические.

Вместо фотометров можно использовать для фотометрии неба и светосильные короткофокусные фотокамеры, а также современные цифровые фотокамеры.

При всех наблюдениях яркости неба во время затмения надо указывать положение на небе облаков, их тип и характер перемещения.

2 Распределение яркости по вертикалу Солнца

Если наблюдатель не имеет возможности охватить фотометрическими наблюдениями всё небо, можно рекомендовать произвести подробное изучение распределения яркости по вертикалу Солнца. Для этого нужно смонтировать на прочной установке несколько однотипных короткофокусных фотокамер, расположив их «веером» и притом так, чтобы поле зрения каждой камеры перекрывалось с двумя соседними. Этот «веер», установленный в вертикале Солнца, должен охватить 180°— от горизонта до горизонта. Наибольший интерес представляет ход яркости близ самого горизонта. Поэтому наблюдательный пункт должен быть устроен на открытом месте, по возможности — на возвышении, чтобы горизонт был открыт. Высота наблюдателя над уровнем моря и над уровнем окружающей местности должна быть известна.

Большой интерес представили бы подобные наблюдения с двумя агрегатами камер, с применением светофильтров, имеющих различные области пропускания. Камеры одного из агрегатов снабжаются светофильтрами, пропускающими лишь жёлтые лучи (светофильтры у камер одного агрегата должны быть совершенно одинаковыми!), а камеры другого агрегата — синими светофильтрами. Это даст картину изменения цвета неба вдоль вертикала Солнца.

Экспонирование на всех камерах должно производиться строго одновременно, поэтому для их обслуживания надо привлечь нескольких наблюдателей, которые по сигналу одного из них открывали и закрывали бы затворы камер. Чтобы произвести несколько экспозиций во время полной фазы, нужно научиться быстро, не мешая друг другу, производить смену кадров, в чём необходимо заранее потренироваться.

Если камер имеется немного (одна или две), то можно снимать лишь некоторые точки неба, представляющие наибольший интерес для решения указанных выше задач. Такими точками являются: полюс мира, угловое расстояние которого в течение всего затмения остаётся постоянным как от Солнца, так и от горизонта, и точка, симметричная Солнцу, т. е. расположенная в противоположном азимуте, но на той же высоте.

Наблюдения яркости неба вблизи небесного полюса надо вести в течение всего затмения. Здесь особенно удобным прибором является обычный трубчатый фотометр, так как он даёт более точные результаты, чем фотокамера, и не требует перезарядки во время работы (на одной пластинке можно получить до 30 экспозиций). Если есть несколько таких фотометров, то надо организовать наблюдения со светофильтрами, как было сказано выше.

После наблюдений во время затмения с этим же фотометром (или фотокамерами) должны быть произведены аналогичные наблюдения яркости неба у полюса в сумерки, начиная от захода Солнца и до появления звёзд 2—3-й величины. Это даст возможность сравнить яркость неба (а при наблюдениях со светофильтрами — и его цвет) во время затмения и во время сумерек.

Наблюдения точки, симметричной Солнцу, имеют значение для учёта рассеянного света неба при фотометрии короны, поэтому их следует производить лишь в сочетании с фотографированием короны.

Изучить распределение яркости по вертикалу Солнца можно и с помощью специального фотометра (рис. 5), который мы назовём «вертикальным» (конструкция М. М. Дагаева). В нём трубки (такие же, как и в фотометре Фесенкова) располагаются «веером» в одной плоскости и для удобства заключены в кольцевой полуцилиндр а. Внутренние концы трубок прилегают к отверстиям в цилиндре b, в котором движется цилиндрическая кассета с с плёнкой 13 х 18 см, свёрнутой в рулон слоем наружу. Перемещение кассеты с плёнкой осуществляется с помощью ручки d.

Наклон трубок к горизонту можно выбрать такой: 10, 30, 50, 70 и 90°. В этом случае в фотометре будет 9 трубок.

Фотометр укладывается горизонтально на деревянные подставки и укрепляется на доске, причём его установка выверяется по отвесу и уровню. Кольцевой полуцилиндр и оси трубок располагаются в одном вертикале. Необ ходимо, конечно, заранее рассчитать азимут Солнца для середины полной фазы затмения, и в этом вертикале установить фотометр. Поскольку полная фаза затмения весьма непродолжительна (2—3 минуты), то не имеет смысла поворачивать фотометр по азимуту за Солнцем, так как за время продолжительности полной фазы суточное смещение Солнца не превосходит 0°,5, что лежит в пределах диаметра площадки неба, охватываемой каждой трубкой. За время полной фазы с этим фотометром можно сделать 10—12 экспозиций (по 5 сек. каждая). Фотометрию в вертикале Солнца тоже весьма желательно провести с различными фильтрами, для чего нужно иметь несколько вертикальных фотометров. Экспозиции для каждого фильтра нужно подбирать отдельно, как рассказано выше. Зарядка этого фотометра производится в полной темноте, совершенно так же, как и зарядка заревого фотометра.

Рис. 5

3 Наблюдения яркости заревого кольца

Изучение распределения яркости в заревом кольце и его изменения за время полной фазы представляют большой интерес, особенно ввиду незначительности полученного до сих пор материала. Помимо расстояния наблюдателя до соответствующей точки заревого кольца (т. е. до границы тени в данном направлении) и её угловой высоты, яркость неба в этой точке зависит от высоты наблюдателя над уровнем моря, от запылённости атмосферы и некоторых других факторов. Поэтому получение многочисленных наблюдательных данных, собранных в различных местах, при различных условиях наблюдений, представляется весьма желательным.

Наблюдения яркости заревого кольца весьма интересно провести из мест, находящихся в стороне от линии центрального затмения и даже около границ полосы полного затмения (как внутри, так и вне полосы, но не далее 5 км от неё).

Для получения картины распределения яркости вдоль всего заревого кольца можно использовать и светосильные фотокамеры, расположив их также «веером», охватывающим 360° и лежащим в плоскости горизонта. Это потребует большего количества камер, чем предыдущая работа, но зато даст сведения о яркости заревого кольца на различных высотах над горизонтом. Так как при этой работе необходимо получить большое количество экспозиций во время полной фазы без перезарядки, для изучения изменения яркости заревого кольца во время полного затмения могут быть применены только камеры типа ФЭД, имеющие по 36 кадров в катушке, но работа с ними вносит ряд осложнений ввиду необходимости согласованных действий 5—6 наблюдателей на 10—12 аппаратах.

Гораздо лучше применить для этой работы специальный заревой фотометр, разработанный М. М. Дагаевым (рис. 6). Фотометр представляет собой цилиндр а высотой около 30 см и диаметром 6 см (рис. 7). Посередине к нему приделана охватывающая его цилиндрическая насадка bвысотой 3 см и диаметром 26 см, внутри которой укреплены 8 (или 12) одинаковых трубок с, расположенных радиально через 45° (или 30°), но не в одной плоскости, а под углом 5—10° к горизонту.

Практика показывает, что при использовании панхроматических фотоплёнок высокой чувствительности хорошие результаты фотометрии заревого кольца получаются, если диаметр отверстий трубок в 15 раз меньше их длины. Предлагаемый здесь вниманию читателей заре вой фотометр, разработанный на основе опыта предыдущих конструкций, имеет длину трубок 105 мм, диаметр трубок 7 мм и рассчитан под фотоплёнку 13 х 18 см.

При подобном подборе размеров трубок фотометра каждая трубка воспринимает свет от площадки заревого кольца диаметром в 3°,8, что соответствует площади в 11,5 квадратных градуса. Наличие у фотометра двенадцати трубок позволяет одновременно фотометрировать 12 площадок заревого кольца, расположенных через 30° по азимуту, на высоте 5° над горизонтом.

Рис. 6

Внутрь цилиндра а вставляется цилиндрическая кассета dдиаметром 57 мм со свёрнутой в трубку (слоем наружу) плёнкой 13 х 18 см (меньшая сторона занимает вертикальное положение). Вместо кассеты можно использовать толстую деревянную катушку, на которой плёнка должна сидеть очень плотно, что достигается надеванием сверху и снизу металлических крышек с закраинами или обручей. Сверху кассета имеет длинную ручку е, за которую её можно вдвигать и выдвигать. Снаружи насадки прикреплён затвор — широкий обруч fс 8—12 отверстиями, соответствующими отверстиям трубок (по диаметру они должны быть немного больше). Поворачивая этот обруч с помощью прикреплённой к нему ручки до упора, можно открывать и закрывать все отверстия сразу. Выдвигая после каждой экспозиции ручку кассеты на 4 мм, можно сделать 20—40 экспозиции без перезарядки.