Ein wenig Sonne in einem Eimer Wasser. Zeichnung, Beschreibung

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Ein wenig Sonne in einem Eimer Wasser. Wissenschaftliches Kinderlabor

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Mit diesem Teleskop fotografiert der Charkower Astrophysiker Viktor Petrowitsch Wassiljew die Sonne.

Lassen Sie uns ein solches Experiment gedanklich aufbauen. Gießen Sie eine ausreichend viskose Flüssigkeit in einen Teller: zum Beispiel Glycerin oder Öl. Stellen Sie sich nun vor, dass die Platte zu rotieren beginnt. Bei konstanter Rotationsgeschwindigkeit nimmt die Oberfläche der Flüssigkeit genau die Form eines Rotationsparaboloids an. Warum hast du keinen Spiegel? Und es muss nicht geschärft oder poliert werden. Ein solches Gerät wurde erstmals vom berühmten Experimentalphysiker Robert Wood vorgeschlagen.

Aber hier liegt das Problem: Wie kann man eine Platte mit Flüssigkeit dazu bringen, sich streng gleichmäßig zu drehen, ohne Stöße und Vibrationen, die die Korrektheit der Form des Flüssigkeitsspiegels zunichte machen würden? Eine einfache Fixierung des Behälters auf der Achse des Motors ist hier unabdingbar. Selbst Robert Wood selbst konnte dieses Problem bis zum Schluss nicht lösen. Aber wir versuchen es trotzdem!

Ein wenig Sonne in einem Eimer Wasser

Machen wir aus Blech einen Behälter wie einen Eimer. Wir bohren ganz unten zwei Löcher und installieren darin zwei Schläuche, nachdem wir sie zuvor abgedichtet haben, wie in der Abbildung gezeigt. Verbinden Sie beide Schläuche mit einer kleinen Kreiselpumpe. Füllen Sie Wasser fast bis zum Rand in den Behälter und schalten Sie die Pumpe ein. Sobald sich im Behälter ein kleiner Strudel bildet, wird ein mit einer zähflüssigen Flüssigkeit gefüllter Teller auf die Wasseroberfläche gestellt. Vom Strudel erfasst, beginnt es gleichmäßig zu rotieren. Um einen hochwertigen Spiegel zu erhalten, muss man natürlich basteln: verstellbare Schellen an den Schläuchen anbringen, den optimalen Betriebsmodus für die Pumpe finden, die Größe der Platte sorgfältig auswählen. Und außerdem muss die Pumpe selbst, um Vibrationen zu eliminieren, auf einem stoßdämpfenden Kissen – zum Beispiel Gummi oder Moosgummi – abseits des Spiegels platziert werden.

Aber ein solcher Spiegel kann nicht auf irgendeinen Punkt am Himmel gerichtet werden – er blickt immer nur auf den Zenit. Und um damit arbeiten zu können, benötigen Sie einen zusätzlichen flachen Spiegel von optischer Qualität.

Die Beobachtung der Sonne mit unserem Teleskop kann im Garten, auf dem Balkon oder sogar im Zimmer am offenen Fenster erfolgen. Es ist lediglich erforderlich, einen flachen Spiegel über einem rotierenden Paraboloid zu befestigen, sodass die Sonnenstrahlen senkrecht oder nahezu senkrecht auf den Spiegel fallen. Es ist notwendig, die Brennebene des Teleskops zu finden, um zu wissen, auf welche Entfernung die Kamera eingestellt werden muss. Dies geschieht mithilfe einer weißen Leinwand, auf die das Bild der Sonne projiziert wird.

Sie fotografieren von einer rotierenden Oberfläche mit einer Kamera ohne Objektiv (seine Rolle spielt der Flüssigkeitsspiegel selbst), aber mit einer Haube, die den Film vor seitlichem Streulicht schützt. Da das Bild aufgrund einer mangelhaften Zentrierung der Platte instabil sein kann, müssen kurze Verschlusszeiten verwendet werden. Ein nicht metallisierter Flachspiegel und eine viskose Flüssigkeit reflektieren nur wenige Prozent des auf sie fallenden Lichts, sodass Sie keine Angst haben müssen, die Rollladentüren zu verbrennen oder Ihr Sehvermögen zu schädigen.

Der Durchmesser des Bildes der Sonnenscheibe hängt von der Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels ab. Sie lässt sich näherungsweise nach folgender Formel berechnen:

d=405/n²

wobei d in Zentimetern und n in Umdrehungen pro Minute angegeben ist.

Es ist zu beachten, dass bereits eine kleine Änderung der Rotationsgeschwindigkeit eines Flüssigkeitsspiegels seine Krümmung stark verändert. Beispielsweise beträgt die Brennweite bei 33 min-1 (der Rotationsgeschwindigkeit der Player-Scheibe) etwa 40 cm (der Durchmesser des Sonnenbildes beträgt nur 4 mm) und bei einer Geschwindigkeit von 10 min-1 erhöht sie sich auf 4,5 m. Das ist für die Beobachtung von Sonnenflecken bereits durchaus akzeptabel.

Autor: W. Wassiljew

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