Введение

Полное солнечное затмение представляет значительный интерес не только для решения астрономических задач, но и для решения некоторых задач атмосферной оптики. Дело в том, что во время полного затмения наблюдатель попадает в совершенно особые условия, когда освещённость небесного свода создаётся не рассеянием прямых лучей Солнца, а в основном — многократным рассеянием света, приходящего извне конуса лунной тени, от тех слоев воздуха, которые, находясь на значительном расстоянии от наблюдателя, освещаются лучами частично затмившегося Солнца. Получается такая картина (рис. 1).

Наблюдатель, находящийся в точке С внутри конуса лунной тени, получает свет от слоев воздуха АА1, которые, в свою очередь, получают его от слоев ВВ1, освещаемых Солнцем. Нетрудно заметить, что и часть слоев ВВ1, расположенная выше горизонта наблюдателя С1СС2, будет посылать свет в сторону наблюдателя, что создаст яркое кольцо у горизонта (так называемое заревое кольцо). Понятно, что чем шире конус лунной тени, тем более высокие слои атмосферы будут создавать явление заревого кольца. А так как рассеивающая способность воздуха убывает с высотой, яркость заревого кольца будет также убывать с увеличением расстояния его от наблюдателя. Так как во время затмения лунная тень быстро скользит по земной поверхности, расстояние от наблюдателя до любой точки заревого кольца меняется, и поэтому наблюдения заревого кольца могут дать некоторые сведения о рассеивающей способности воздуха на различной высоте.

Наблюдения яркости неба во время затмения, помимо самостоятельного интереса, дают возможность ввести необходимые поправки в фотометрические наблюдения короны. Поэтому эти наблюдения должны непременно сопровождать фотографирование короны с фотометрической целью.

Можно порекомендовать следующие частные задачи из области атмосферной оптики:

1 Изучение распределения яркости по небу

Как показали фотометрические наблюдения во время солнечных затмений 1936, 1941, 1945 и 1952 гг., распределение яркости по небу за время полной фазы значительно изменяется, отражая перемещение лунной тени относительно наблюдателя. Для примера приводим рис. 2 и 3, на которых изображены изофоты (линии равной яркости) неба в начале и в конце полного затмения 19 июня 1936 г. по данным экспедиции Московского отделения ВАГО. Лунная тень перемещалась тогда с юго-запада на северо-восток.

Эти наблюдения были получены с помощью трубчатых фотометров В. Г. Фесенкова, которые являются наиболее подходящими приборами для фотометрии неба во время затмения.

Фотометр Фесенкова имеет следующее устройство (рис. 4, А). В деревянной коробке монтируются 25 трубок, расположенных так, что одна из них направлена вертикально, 8 — под углом к вертикали в 30° (через 45° по азимуту), 8 — под углом 45° и 8 — под углом 60°.

Рис. 2

У всех трубок диаметры внешних отверстий равны 1 см и длина 12 см. Внутри трубки имеют дополнительные диафрагмы для устранения рассеяния света от стенок. Внизу прикрепляется тонкая металлическая пластинка с 25 отверстиями диаметром в 1 мм, которыми и заканчиваются трубки. К этой пластинке должна плотно прилегать кассета с находящейся в ней фотопластинкой размером 9х12 см. Передвигая кассету, можно получить на одной пластинке 3—4 экспозиции за время полной фазы. Для этого внизу фотометра прикрепляются салазки в виде длинных уголков, по которым движется фанерный подкассетник с вложенной в него кассетой, заряженной фотопластинкой. Внутренние поверхности трубок, а также металлическая пластинка и подкассетник должны быть выкрашены чёрной матовой краской.

Рис. 3

Рассеянный свет от областей неба, на которые направлены трубки, проходит сквозь трубки фотометра и падает на фотопластинку, создавая отпечатки в виде 25 маленьких кружков различной плотности (при каждой экспозиции).

С помощью фотометра Фесенкова можно производить наблюдения как во время частного, так и во время полного затмения. Конечно, экспозиции должны быть подобраны заранее: для частного затмения — по дневному небу, а для полного затмения — по сумеречному небу. Экспозиция во время полного затмения должна быть порядка 5 сек. Фотометр укрепляется на столбе высотой 1,5—2 м, на открытом месте. Экспонирование можно производить путём снятия и набрасывания большой крышки, закрывающей сразу весь прибор, однако такой способ создаёт неодновременность и неравенство экспозиций для разных трубок фотометра.

Интересные статьи:

Солнце - наша уникальная звезда
Солнце – это раскаленный, яркий шар из плазмы, который господствует в небе в дневное время, являясь самым крупным объектом в Солнечной системе. Солнце обеспечивает Землю теплом и светом, и, как мы далее убедимся, это не обычная звезда. П ...

Физические и динамические свойства астероидных семейств
Введение Снующие между планетами невидимые простым глазом астероиды образовали сложную систему в Солнечной системе. Они образовались около 4,5 млрд. лет назад, когда рождалась Солнечная система. Планеты земной группы (Меркурий, Венера, Зе ...

Жизнь во Вселенной
Введение Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей веры в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего про ...