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日食观测器

2023-06-02

中国科技教育 2023年4期
关键词:铝箔纸硬纸板日食

直视太阳是非常危险的,所以让我们一起制作一个日食观测器,学习如何安全地观察日食吧!

注意事项

千万不要直视太阳——它会导致眼睛损伤甚至失明。戴上帽子、太阳镜、穿上衬衫并涂抹防晒霜,在太阳的照射下保护好自己。

实验条件及材料

● 2 张卡纸或硬纸板

● 剪刀

● 胶带

● 铝箔纸

● 尺子

● 圆珠笔或铅笔

● 竹签或牙签(或者是任何小又尖的东西)

活动步骤

(1)用尺子在卡纸或硬纸板上画出1 个边长15 厘米的正方形(图1),用剪刀把这个正方形剪下来(图2)。

(2)剪1 張足够大的铝箔纸,使其完全覆盖住剪下的正方形,并用胶带固定(图3)。用1 个比较尖的东西,比如牙签、竹签或大头针,在铝箔纸的中心钻1 个小孔(图4)。

(3)走到室外,找一个阳光充足的开放区域,把第二张卡纸或硬纸板放在地上,背对着太阳站立,将铝箔卡纸高举过头顶,然后慢慢移动,直至看到阳光通过铝箔纸上的小孔在第二张纸板上形成1 个圆形(图5)。

(4)1 个简单的日食观测器就做成了。

活动概述

不能直接盯着太阳看的原因之一就是:它的能量太强大了,会给眼睛造成字面意义上的“晒伤”。但是,通过制作的日食观测器,可以在地面的卡纸上创建一个太阳的投影图像,这是观看日食最安全的方式之一。地上的卡纸就像教室投影仪下面的白板,让你不用直视太阳就能看到太阳的图像。

太阳观测器的关键是小孔洞,你所看到的太阳图像完全由穿过那个洞的光线形成。但是,来自太阳顶部的光线必须以一个非常特定的角度才能穿过这个洞,而来自太阳底部的光线必须以一个稍有不同的角度通过小洞。你可以想象1 个锥形的光从整个太阳出发,并恰好在小孔洞上到达一点。穿过小孔后,光线会扩散形成另1 个锥形,与真正的太阳相比,这个锥形是前后上下颠倒的。但它仍然会具有一些细节,比如大太阳黑子和任何碰巧挡住它的卫星。

如果你想要得到更好的图像,可以将小孔举高远离地面,这样就会使图像变大但亮度降低。扩大小孔会使图像更亮,但聚焦更弱,还可以试着调节地上纸板的倾斜角度,这样可以使太阳成像更圆,而不是椭圆形。

什么是日食?

当月球恰好从太阳与地球之间经过时就会发生日食,有时月亮只会挡住太阳的一部分,这被称为日偏食,当月亮完全挡住太阳时,就是日全食。也有日环食,发生在月球离地球比平时更远的时候。这种情况下,月亮位于太阳的前面,但并不会完全挡住它,在月球周围可以看到太阳的一个小环,被称为日环带。

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