IV. Свет. Строительная светотехника

Справка 3. Космическое зеркало

Мы живем в мире солнечного света. Солнце – главный светильник, создающий освещенность на Земле. Луна освещает Землю ночью отраженным светом. Но, к сожалению, Луна не постоянный светильник, причиной тому фазы Луны и ее высота над уровнем горизонта. Освещенность, которую создает полная Луна, находящаяся в зените при прозрачной атмосфере . Обычно освещенность лунным светом, если Луна не в зените, не превышает.

В 1923 году немецкий ученый Герман Оберт (25.06.1894 - 28.12.1989) предложил идею космического зеркала для локального освещения больших территорий Земли в ночное время. Позднее развитие этой идеи повторялось в 1929 г., в 1954 г. и в 1978 г. Эту идею развивали и другие ученые, в СССР – Г.И. Покровский в 60-е годы 20-го века. Суть идеи в том, чтобы на геостационарную орбиту вывести спутник, а затем в космосе смонтировать зеркало. Заданием площади зеркала и его определенной ориентацией можно направить отраженный солнечный луч в заданный регион Земли. Радиус орбиты геостационарного спутникаили высота над поверхностью Земли.

Оценим размер космического зеркала , если потребуется создать в локальной точке Земли освещенность, равную освещенности в полнолуние. Пусть на Земле нужно осветить круг диаметром(площадь круга). Заметим, что в такое пятно попадает почти вся Вологодская область и прилегающие территории Архангельской и Ярославской областей. Световой солнечный потокпадающий на такое космическое зеркало, будет равным, где- телесный угол, под которым видно Солнце. После отражения от зеркала этот световой поток падает на площадьи создает освещенность. Окончательно диаметр стационарного космического зеркала равен.

Положительное решение этой задачи возможно с учетом современного состояния космических технологий.

Увеличение диаметра космического зеркала в два раза привело бы к увеличению освещенности рассматриваемого круга в 4 раза или увеличению диаметра светового пятна в 2 раза.

Информация 4. Биографические сведения

Бугер Пьер (16.02.1698 - 15.08.1758) - французский ученый. Родился в Ле-Круазик, Бретань. Один из основоположников фотометрии. Бугер впервые установил понятие количества света, сформулировал основное положение визуальной фотометрии, открыл закон поглощения света (1729 г.). Разработал способы измерения яркости света, изобрел несколько типов фотометров.

Ламберт Иоганн Генрих (26.08.1728 - 29.09.1777) - немецкий ученый. Родился в семье бедного эльзасского портного. Научное образование Ламберта - результат самообразования. В 1760 г. вышел его фундаментальный труд «Фотометрия, или Об измерениях и сравнениях света, цветов и теней». В нем Ламберт фактически установил основные понятия фотометрии (сила света, яркость, освещенность). Ламберт дал теорию отражения света матовыми поверхностями, путем сопоставления яркости звезд пытался оценить их удаленность, занимался рефракцией света в атмосфере.

Вавилов Сергей Иванович (24.3.1891 - 25.01.1951), советский физик. Родился в Москве. Основные научные интересы связаны с разделом физика – оптика. С 1922г Вавилов С.И. исследовал явления люминесценции. Впоследствии эти исследования привели в СССР к разработке ламп дневного света. Вавилов был большим знатоком истории и философии физики, творчества И. Ньютона. Он впервые перевел на русский язык "Оптику" Ньютона (1927г). Вавилов С.И. занимался вопросами популяризации науки. Научно-популярные книги: “Действие света”; “ Солнечный свет и жизнь Земли”; “ Солнце и глаз” переиздавались неоднократно и после его смерти.