自制神器和陽(yáng)光

任博丞

太陽(yáng)是距離地球最近的恒星，它源源不斷地為地球提供熱量。我想，如果太陽(yáng)是一個(gè)巨大的燈泡，它的功率到底是多少瓦呢？我利用簡(jiǎn)單的材料制作了一只簡(jiǎn)易的測(cè)定儀，來(lái)測(cè)量太陽(yáng)的光度（太陽(yáng)一秒鐘釋放的能量）。

? ? 工具材料

木質(zhì)米尺一把，200瓦、40瓦、25瓦白熾燈泡各一只，燈泡底座2個(gè)，導(dǎo)線及電源，打印紙（A4規(guī)格）一張，食用油少許，廢舊硬塑料卡片兩張

? ? 制作步驟

1.在一張打印紙的中心滴兩滴油，油滴擴(kuò)散后，紙的中心變得透明，這張紙就成了浮油光度計(jì)。

2.把燈泡底座固定在米尺的兩端，在兩端分兩組安裝40瓦、25瓦燈泡，并通電點(diǎn)亮燈泡。

3.在米尺間移動(dòng)紙張，直到觀測(cè)到浮油點(diǎn)消失，記錄此刻紙張至兩端燈泡的距離（每組重復(fù)三次），并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

4.單位面積的能量計(jì)算公式： ? ? ? ? ? 。其中，P為光源的光度（功率），d為觀測(cè)點(diǎn)距光源的距離，E為在該點(diǎn)單位面積接收到的光源能量。在剛才的測(cè)量中，當(dāng)浮油點(diǎn)消失時(shí)，浮油光度計(jì)兩側(cè)的光源到達(dá)浮油點(diǎn)的能量是相等的。在這種情況下，

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)的比較，可以看到兩側(cè)光源的能量基本相等，則可推導(dǎo)出下面的公式：

其中d，為日地距離，通過(guò)查閱天文資料，可知日地距離的數(shù)值為149597870700米，現(xiàn)在只要測(cè)量出固定光源到光度計(jì)的距離d₂ ，就可以計(jì)算出太陽(yáng)的光度。

5.深入改造：在上面的步 驟中我發(fā)現(xiàn)，由于浮油光度計(jì)不能固定，所以在移動(dòng)過(guò)程中，數(shù)據(jù)有一定誤差，也會(huì)影響到下一步計(jì)算太陽(yáng)光度的精度，我決定對(duì)現(xiàn)有的工具進(jìn)行改造我把兩張硬塑料卡片掏出滑槽，一張安裝在米尺前端作為觀測(cè)孔，另一張?jiān)谥行奈恢觅N上浮油光度計(jì)，可以進(jìn)行自由滑動(dòng)。考慮到太陽(yáng)的光度很強(qiáng)，我選擇了200瓦燈泡，將燈泡與米尺固定，終于制成了一只簡(jiǎn)易光度測(cè)定儀。

? ? 測(cè)量方法

在光照充足的晴天，我利用自制的光度測(cè)定儀，在室外進(jìn)行了觀測(cè)，具體步驟如下：

1. 打開(kāi)200瓦燈光燈座電源。 ?率為3.83×1 026瓦，我的計(jì)算結(jié)

2.通過(guò)觀測(cè)孔對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)。 ? ?果比較接近。

3.平行移動(dòng)浮油光度計(jì)至浮油點(diǎn)消失，重復(fù)三次，記錄并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

4.代入公式計(jì)算，太陽(yáng)光度（瓦數(shù)）=4.24×10 ²⁸瓦，通過(guò)查閱資料得知，太陽(yáng)的實(shí)際功率為3.83×10 ²⁶瓦，我的計(jì)算結(jié)果比較接近。

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收獲感悟

這次自己動(dòng)手操作的過(guò)程，使我對(duì)太陽(yáng)光度等理論知識(shí)有了更形象的理解。通過(guò)自己搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我的動(dòng)手能力和分析能力都得到了提高。我自己對(duì)實(shí)驗(yàn)器具又進(jìn)行了改進(jìn)，使它真正成為了一件具有實(shí)用性的小工具，這是我學(xué)習(xí)天文的最大樂(lè)趣！