Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 313

Экваториальные и полярные солнечные часы оснащаются плоскостями циферблатов, которые параллельны плоскости экватора и полярной оси соответственно.

Аналемматические экваториальные часы оснащались стрелкой, направленной перпендикулярно плоскости часовой шкалы, расположенной не в плоскости, параллельной экватору, а в горизонтальной плоскости, даже прямо на земле. Для измерения при помощи аналемматических часов времени необходимо вынести часовую шкалу на эллиптическую кривую и вместе с этим перемещать стрелку в меридиональной плоскости относительно времени года. Солнечные часы такого типа были описаны в астрономических трудах XVI в., однако применение для определения времени было детально разработано в середине XVIII в. астрономом Джозефом Джаромом Лаландом, являвшимся директором Парижской обсерватории.

Армиллярные солнечные часы обеспечиваются экваториальным циферблатом, оснащаются несколькими кольцами, отождествляющими большие круги земной и небесной сферы, количество которых может исчисляться десятками. В этих часах часовые деления расположены во внутренней части экваториального круга. В часах установлен стержень, показывающий полярную ось.

Рефракционные солнечные часы оснащались чашей с часовой шкалой и теневой стрелкой. В основе действия лежит принцип преломления светового луча, проходящего наклонно на плоскость раздела двух разнообразных сред.

Чаша наполняется водой на заранее установленную высоту, преломление происходит на разделе воздуха и воды. Полученный при этом преломленный луч направлен на установленную в воду временную шкалу, определяя время. Изготавливались рефракционные часы в виде кубков или сосудов.

Зеркальные солнечные часы созданы на основе отражения солнечного луча при помощи зеркала на циферблат, который устанавливался на стену дома. Впервые такие часы упоминаются Бенедиктусом в научных трудах, которые были изданы в 1754 г. в Турине. На замке в Ольштыне сохранился циферблат для зеркальных солнечных часов, создание которых приписывается Николаю Копернику. Довольно широкое распространение солнечные часы такого типа получили в начале XVII в.

Существуют солнечные часы, созданные на основе человеческой руки, где теневым указателем служил большой палец. Простейшим измерением времени, называемым сельскими часами, было движение левой руки ладонью вверх, при этом большой палец направлялся вверх, играя роль теневой стрелки. Время определялось по продолжительности тени большого пальца относительно длины тени остальных пальцев. В сельских районах таким способом измерения времени пользовались до XX в. Также для этого метода использовали как теневой указатель короткую веточку, не более мизинца, которую устанавливали перпендикулярно между мизинцем и безымянным пальцем.

Солнечный магнитограф – прибор, предназначенный для измерения магнитного поля на Солнце.

Первый солнечный магнитограф разработан и применен Х. Бабкоком в 1952 г., при помощи этого прибора осуществлялась регистрация продольной составляющей магнитного поля.

Главными составляющими прибора являются электрооптический светомодулятор, спектрограф, светоприемники или фотоумножители, записывающее приспособление.

В солнечном магнитографе используется принцип эффекта Зеемана, сущностью которого является расщепление спектральной линии на две s-компоненты, которые поляризованы по кругу в противоположных направлениях. При этом изображение Солнца фокусируется на щель спектрографа, за щелью предусмотрено установление электрооптического кристалла, который объединен с поляризатором. Благодаря воздействию переменного электрического напряжения прибор способен пропускать s-компоненты, поочередно перемещающие линию на величину D1.

В фокальной плоскости спектрографа свет от крыла линии продвигается сквозь щель, затем попадает на фотоумножитель, который, в свою очередь, соединяется с усилителем, выдающим регистрируемый переменный сигнал.

Получается рисунок, на котором заштрихованная площадь пропорциональна перемене интенсивности света, способного продвигаться сквозь щель, в результате очередного прохождения поляризованных компонент линии s1 и s. В случае небольших расщеплений сигнал прибора пропорционален напряженности продольного поля.

Солнечные магнитографы оснащаются приспособлениями, способными составлять карты магнитного поля Солнца, яркости, также скорости перемещения вещества на заданных участках и на всей поверхности Солнца.

Современные приборы обладают чувствительностью в 0,3—1 гс для продольного магнитного поля и в 50—100 гс – для поперечного магнитного поля.

Для измерения поперечного поля используется прибор, созданный астрономами А. Б. Северным и В. Е. Степановым в 1959 г. Он характеризуется наличием фазовой пластинки, которая устанавливается впереди щели спектрографа, фазовая пластинка изменяет линейную поляризацию света в круговую.

Солнечный вектор-магнитограф используется для одновременного измерения всех трех компонент поля.

Спектральная лампа представляет собой газоразрядное устройство, предназначенное для создания атомного спектра любого химического элемента.

Спектральная лампа создана на основе дугового и тлеющего разряда, которые образуются в результате давления паров рассматриваемого элемента в диапазоне 1,3 мПа – 130 Па и буферного инертного газа 130—670 Па. В основном при помощи спектральных ламп создается линейчатый спектр, однако дейтериевые и водородные лампы характеризуются способностью к излучению линейчатого и сплошного спектра, определяемого в ультрафиолетовом диапазоне.

Виды. Для получения ультрафиолетовых спектров поглощения применяются дейтериевые, водородные, ртутные, ксеноновые спектральные лампы.

Спектральные лампы с полым катодом используются в качестве источников линейчатых спектров, ориентированы на нахождение свыше полусотни химических элементов, они включаются в конструкцию различных вариантов атомно-абсорбционных спектрометров. Отличаются прекрасной работоспособностью в режиме постоянного тока, в импульсном и двухимпульсном режимах. Обладают высокой интенсивностью и селективностью излучения.

Такие лампы используются в спектральных приборах, называемых квантометрами, в фотоэлектрических приборах, интерферометрах, магнитометрах, стандартах частоты.

Спектрометр – прибор, используемый для физико-химического измерения вещества.

Оптоволоконный автоматизированный спектрометр представляет собой прибор небольшого размера, отличается высокой эффективностью и надежностью, так как оснащается оптическими измерительными модулями с высокочувствительными матричными детекторами, уникальной электронной платформой, микропроцессорами, блоками памяти, аналого-цифровым преобразователем, цифровыми каналами связи, интерфейсами.

Спектрометр снабжает действие миниатюрных оптико-измерительных модулей в многоканальном режиме. Предусматривается наличие программного обеспечения, которое создает автоматизированные режимы работы спектрометров, также используется для произведения обработки исследуемых измерений.

Портативный автоматизированный спектрометр является многофункциональным измерительным комплексом. Спектрометр такого типа обеспечивается аналитическими датчиками, источниками света, прикладным программным обеспечением.

Портативный автоматизированный спектрометр применяется в качестве спектрофотометра, спектрофлуориметра, фотоколориметра, радиометра, фотометра, денситометра, рефлектометра, нефелометра, люменометра, оксиметра. С его помощью производятся высокоэффективные аналитические и лабораторные спектрометрические исследования естественных наук и в научно-прикладных направлениях, таких как неинвазивные биомедицинские спектрометрические исследования, в спектрометрическом экологическом мониторинге и контроле качества сырья, готовой продукции в промышленном производстве.

Атомно-абсорбционные спектрометры отличаются хорошими техническими характеристиками, надежностью и удобством в эксплуатации.

Атомно-абсорбционный спектрометр с наличием поперечно-нагреваемого электротермического атомизатора, корректором неселективного поглощения работает на принципе эффекта Зеемана. Такой корректор используется для достижения точности результатов исследования в результате рассмотрения объектов сложного матричного состава, например крови, морской воды. Однако при рассмотрении образцов простого матричного состава, например пресной воды, применение корректора на основе эффекта Зеемана снижает чувствительность и уменьшает диапазон измерений, снижая линейный участок градировочной зависимости.