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太阳是距离地球最近的恒星,它源源不断地为地球提供热量。我想,如果太阳是一个巨大的灯泡,它的功率到底是多少瓦呢?我利用简单的材料制作了一只简易的测定仪,来测量太阳的光度(太阳一秒钟释放的能量)。
工具材料
木质米尺一把,200瓦、40瓦、25瓦白炽灯泡各一只,灯泡底座2个,导线及电源,打印纸(A4规格)一张,食用油少许,废旧硬塑料卡片两张
制作步骤
1.在一张打印纸的中心滴两滴油,油滴扩散后,纸的中心变得透明,这张纸就成了浮油光度计。
2.把灯泡底座固定在米尺的两端,在两端分两组安装40瓦、25瓦灯泡,并通電点亮灯泡。
3.在米尺间移动纸张,直到观测到浮油点消失,记录此刻纸张至两端灯泡的距离(每组重复三次),并统计数据。
4.单位面积的能量计算公式: 。其中,P为光源的光度(功率),d为观测点距光源的距离,E为在该点单位面积接收到的光源能量。在刚才的测量中,当浮油点消失时,浮油光度计两侧的光源到达浮油点的能量是相等的。在这种情况下,
通过测试数据的比较,可以看到两侧光源的能量基本相等,则可推导出下面的公式:
其中d,为日地距离,通过查阅天文资料,可知日地距离的数值为149597870700米,现在只要测量出固定光源到光度计的距离d<sub>2</sub> ,就可以计算出太阳的光度。
5.深入改造:在上面的步 骤中我发现,由于浮油光度计不能固定,所以在移动过程中,数据有一定误差,也会影响到下一步计算太阳光度的精度,我决定对现有的工具进行改造我把两张硬塑料卡片掏出滑槽,一张安装在米尺前端作为观测孔,另一张在中心位置贴上浮油光度计,可以进行自由滑动。考虑到太阳的光度很强,我选择了200瓦灯泡,将灯泡与米尺固定,终于制成了一只简易光度测定仪。
测量方法
在光照充足的晴天,我利用自制的光度测定仪,在室外进行了观测,具体步骤如下:
1. 打开200瓦灯光灯座电源。 率为3.83×1 026瓦,我的计算结
2.通过观测孔对准太阳。 果比较接近。
3.平行移动浮油光度计至浮油点消失,重复三次,记录并统计数据。
4.代入公式计算,太阳光度(瓦数)=4.24×10 <sup>28</sup>瓦,通过查阅资料得知,太阳的实际功率为3.83×10 <sup>26</sup>瓦,我的计算结果比较接近。
收获感悟
这次自己动手操作的过程,使我对太阳光度等理论知识有了更形象的理解。通过自己搭建实验环境和数据统计,我的动手能力和分析能力都得到了提高。我自己对实验器具又进行了改进,使它真正成为了一件具有实用性的小工具,这是我学习天文的最大乐趣!
工具材料
木质米尺一把,200瓦、40瓦、25瓦白炽灯泡各一只,灯泡底座2个,导线及电源,打印纸(A4规格)一张,食用油少许,废旧硬塑料卡片两张
制作步骤
1.在一张打印纸的中心滴两滴油,油滴扩散后,纸的中心变得透明,这张纸就成了浮油光度计。
2.把灯泡底座固定在米尺的两端,在两端分两组安装40瓦、25瓦灯泡,并通電点亮灯泡。
3.在米尺间移动纸张,直到观测到浮油点消失,记录此刻纸张至两端灯泡的距离(每组重复三次),并统计数据。
4.单位面积的能量计算公式: 。其中,P为光源的光度(功率),d为观测点距光源的距离,E为在该点单位面积接收到的光源能量。在刚才的测量中,当浮油点消失时,浮油光度计两侧的光源到达浮油点的能量是相等的。在这种情况下,
通过测试数据的比较,可以看到两侧光源的能量基本相等,则可推导出下面的公式:
其中d,为日地距离,通过查阅天文资料,可知日地距离的数值为149597870700米,现在只要测量出固定光源到光度计的距离d<sub>2</sub> ,就可以计算出太阳的光度。
5.深入改造:在上面的步 骤中我发现,由于浮油光度计不能固定,所以在移动过程中,数据有一定误差,也会影响到下一步计算太阳光度的精度,我决定对现有的工具进行改造我把两张硬塑料卡片掏出滑槽,一张安装在米尺前端作为观测孔,另一张在中心位置贴上浮油光度计,可以进行自由滑动。考虑到太阳的光度很强,我选择了200瓦灯泡,将灯泡与米尺固定,终于制成了一只简易光度测定仪。
测量方法
在光照充足的晴天,我利用自制的光度测定仪,在室外进行了观测,具体步骤如下:
1. 打开200瓦灯光灯座电源。 率为3.83×1 026瓦,我的计算结
2.通过观测孔对准太阳。 果比较接近。
3.平行移动浮油光度计至浮油点消失,重复三次,记录并统计数据。
4.代入公式计算,太阳光度(瓦数)=4.24×10 <sup>28</sup>瓦,通过查阅资料得知,太阳的实际功率为3.83×10 <sup>26</sup>瓦,我的计算结果比较接近。
收获感悟
这次自己动手操作的过程,使我对太阳光度等理论知识有了更形象的理解。通过自己搭建实验环境和数据统计,我的动手能力和分析能力都得到了提高。我自己对实验器具又进行了改进,使它真正成为了一件具有实用性的小工具,这是我学习天文的最大乐趣!