Актинометр

Актинометр (от актино... и греч. metréō — измеряю), прибор для измерения интенсивности прямой солнечной радиации. Принцип действия А. основан на поглощении падающей радиации зачернённой поверхностью и превращении её энергии в теплоту. А. является относительным прибором, т.к. об интенсивности радиации судят по различным явлениям, сопровождающим нагревание, в отличие от пиргелиометров — приборов абсолютных. Например, принцип действия актинометра Михельсона основан на нагревании солнечными лучами зачернённой сажей биметаллической пластинки 1, спрессованной из железа и инвара (рис. 1). При нагревании железо удлиняется, а инвар почти не испытывает теплового расширения, поэтому пластинка изгибается. Величина изгиба служит мерой интенсивности солнечной радиации. С помощью микроскопа 3 наблюдают перемещение кварцевой нити 2, расположенной на конце пластинки 1.

  В термоэлектрическом актинометре Савинова — Янишевского приёмной частью служит тонкий зачернённый с наружной стороны серебряный диск 1 (рис. 2), к внутренней стороне которого приклеены центральные спаи 2 термоэлементов, состоящих из зигзагообразно соединённых полосок манганина и константана (т. н. звёздочка Савинова). Периферийные спаи 3 приклеены к медному кольцу в корпусе А. При падении на приёмную поверхность солнечных лучей центральные спаи нагреваются, в то время как периферийные затенены; в результате возникает термоэлектрический ток, пропорциональный разности температур центральных и периферийных спаев, которая в свою очередь пропорциональна измеряемому потоку радиации.

  Лит.: Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965; Кедроливанский В. Н. и Стернзат М. С., Метеорологические приборы, Л., 1953.

Рис. 1. Приёмная часть актинометра Михельсона.

Рис. 2. Приёмная часть актинометра Савинова — Янишевского («звёздочка» Савинова).

АКТИНОМЕТР — прибор для измерения солнеч­ной радиации (см. Актинометрия). В основу А. положе­но поглощение падающей радиации абсолютно чёр­ным телом  и превра­щение её в теплоту. Ин­тенсивность радиации вы­ражается в тепловых еди­ницах — калориях, полу­чаемых за одну минуту од­ним см2 воспринимающей поверхности, перпендику­лярной к солнечным лу­чам. Практически прихо­дится иметь дело не с аб­солютно чёрным телом, а , с телом, приближающимся Актинометр Михельсона.   к нему но своей поглоща-телыюй способности. Та­ковы платиновая чернь и сажа; для последней по­глощение радиации равно 98%. Актинометры, позво­ляющие измерять солнечную радиацию непосред­ственно в калориях, называют пиргелиометрами, или абсолютными актинометрами. В других, относи­тельных, приборах об интенсивности радиации судят по различным явлениям, сопровождающим на­гревание; такой прибор должен быть проградуиро-ван сравнением с абсолютным А. В ледяном А., разработанном советским физиком В. А. Михелъсоном, интенсивность радиации измеряется ко­личеством льда, растаявшего под действием солнеч­ных лучей. В водоструйном пиргелиометре Смит-сонианского института (США) зачернённая из­нутри металлич. камера, в которую попадают сол­нечные лучи, омывается струёй воды, уносящей тепло, возникающее при поглощении радиации. Изме­ряя спомощью электрич. термометров повышение тем­пературы воды, можно рассчитать интенсивность радиации в кал/см2 сек, Обычно в качестве стандарт­ного прибора принимается компенсационный пирге­лиометр К. Ангстрема. В этом приборе имеются две зачернённые металлич пластинки, одна из к-рых подвергается действию радиации и нагревается, а другая затенена. К пластинкам с обратной стороны прикреплены спаи термоэлемента, в котором, вследствие разности температур пластинок, возни­кает электрич. ток. Вторую пластинку подогревают током от постороннего источника до тех пор, пока её температура не сравняется с температурой первой пластинки, В этом случае количество тепла, выде­ляемое током во второй пластинке (его легко рас­считать по закону Джоуля-Ленца), равно количеству тепла, получаемому первой пластинкой от радиации.

Наиболее  распространённым относительным А. является А., разработанный В. А. Михельсоном. Он прост, удобен в обращении и очень точен. В этом приборе основой является зачернённая пластинка в несколько сотых долей миллиметра толщиной, со­ставленная из двух металлов с различными коэфи-циентами   расширения   (биметаллическая). Нагре­ваясь под действием радиации, пластинка изгибает­ся. Это изгибание и служит мерой интенсивности солнечной радиации. Очень простой относительный актинометр   Араго-Дэви—Калитина    состоит из двух термометров с  резервуарами полушаровой формы. Термометры заключены в стеклянные обо­лочки, из к-рых выкачан воздух. Плоская часть ре­зервуара у одного термометра зачернена копотью, а у другого — покрыта сильно отражающей окисью магния. Под влиянием солнечной радиации (прямой и рассеянной) зачернённая поверхность нагревается. По разности показаний термометров можно судить об интенсивности суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации. Существуют А., показывающие сумму тепла, полученную от Солнца за известный промежуток нремепи, напр. за день. Это т. н. к о н-денсационпые А.В освещёнпой части прибора нагревание вызывает усиленное испарение эфира или спирта, пары к-рых конденсируются в затенённой части. По количеству осевшей здесь жидкости можно рассчитать полученное тепло.

Всё более широкое применение паходят-термоэлек-трич. методы измерения радиации. Эти методы упот­ребляются также и в самопишущих А. — а к т и н о-графах. Наиболее распространённый актинограф Крова—Савинова состоит из термоэлектрич. батареи, выставленной перпендикулярно к солнечным лучам; термоспаи батареи зачернены. Часовой механизм (гелиостат) перемещает трубку, в к-рой вмонтирова­на батарея таким образом, что эта перпендикуляр­ность сохраняется в течение всего дня при движении Солнца но небесному своду. Под действием солнечных лучей половина термоспаев нагревается; другая половица затемнена; возникает термоэлектрич. Ток, к-рый идёт к пишущей части прибора — гальвано­графу. Перемещение стрелки гальванографа реги­стрируется на вращающемся барабане механиче­ским или фотографическим способом. Для перевода в абсолютные единицы нужны сравнения с надёж­ным абсолютным А.

Актинометр (от греч. ακτίς — луч и μέτρον — мера) — измерительный прибор, который служит для измерения интенсивности электромагнитного излучения, преимущественно видимого и ультрафиолетового света. В метеорологии применяется для измерения прямой солнечной радиации.

Так назвал Гершель изобретенный им в 1834 году инструмент, служащий для измерения нагревательной силы солнечных лучей. Ещё раньше Гершеля Соссют построил с этою же целью инструмент, который он назвал гелиотермометром, а позже (1838) Пулье изобрел так называемыйпиргелиометр. А. названы также приборы, измеряющие количество лучистой теплоты, испускаемой в небесное пространство (Пулье, 1838). Самое большое значение имеет А., изобретенный Пулье (пиргелиометр); в общем он состоит из цилиндрического серебряного сосуда, крышка которого уставлена перпендикулярно к солнечным лучам; сосуд наполнен водой с погруженным в неё шариком очень чувствительного термометра; крышка, воспринимающая лучи, закопчена (покрыта сажей) для большего их поглощения. Из повышения температуры воды в определенное время вычисляют количество поглощенного тепла известною плоскостью в данное время. К этому надо ещё прибавить ту теплоту, которую воспринимающая поверхность теряет через лучеиспускание. Дабы таковую найти, устанавливают А. так, чтобы воспринимающая поверхность была обращена в ту сторону неба, где солнца нет, и по понижению температуры вычисляют потерянное количество тепла. А. иногда называют и обыкновенный актинограф.

А. с набором фильтров может быть использован для прямой солнечной радиации в различных участках солнечного спектра.