Серебристые облака и их наблюдение - [32]

φ' = arcsin (Z_c/p_c); (46)

аналогично долгота проекции точки С равна

λ = arctg (Y_x/X_c). (47)

Значения R для данной широты φ приведены в Приложении 4. Там же даны поправки для перевода геоцентрической широты φ' (получаемой из формулы (46)) в географическую широту φ. В среднем для зоны появлений серебристых облаков φ — φ' = 10'.

Таким образом, определение высот серебристых облаков методом Дирикиса-Францмана — операция несложная, но требует выполнения многих измерений и вычислений. Лучше всего эти расчеты производить на ЭВМ. Те кружки или группы наблюдателей серебристых облаков, которые имеют такую возможность (используя ЭВМ астрономических или иных научных учреждений, шефствующих предприятий и т. д.), должны составить программу и заложить в нее результаты измерений по всем фотографиям, полученным с двух пунктов. Формулы элементарны, и поэтому любая ЭВМ выдаст результаты за очень короткий срок.

Тем, кто не имеет такой возможности, придется считать на микрокалькуляторах или с помощью таблиц, что тоже не представляет принципиальных трудностей. Придется, правда, потрудиться, но зато наблюдатели и вычислители будут вознаграждены интересными и ценными результатами, которые они получат.

§ 16. Фотометрия, колометрия и поляриметрия серебристых облаков

Исследование оптических свойств серебристых облаков удобнее всего проводить методами фотографической фотометрии и колориметрии. Колориметрия — это та же фотометрия, но проводимая через светофильтры. Наконец, по фотографиям, снятым через поляроиды, можно проводить поляриметрию. Методика получения и обработки фотографий во всех трех методах одна и та же, поэтому мы будем описывать их параллельно.

Для того чтобы фотографии серебристых облаков были пригодны для фотометрической обработки, они должны быть высокого качества, хорошо проявлены, отфиксированы и промыты. Но этих требований недостаточно. Фотографии, предназначенные для фотометрии, должны быть калиброваны и стандартизованы.

Калибровка фотографий. Чтобы по почернению негатива определить отношение, яркостей объекта в различных точках (или разных объектов), нужно получить соотношение между почернением и освещенностью. Почернение измеряется с помощью микрофотометра по поглощению луча, проходящего в приборе сквозь изображение на негативе и регистрируемого отсчетами на шкале микрофотометра.

Если мы произведем засветки на фотопластинке или плёнке при измерении освещенности в геометрической прогрессии, а затем измерим оптические плотности на микрофотометре, то мы сможем построить характеристическую кривую фотоэмульсии, выражающую соотношение между освещенностью Е и оптической плотностью почернения D (рис. 45).

Рис. 45.Характеристическая кривая фотопластинки.

Характеристическая кривая состоит из нескольких участков. Начальный участок, где кривая идет полого, называется участком или областью недодержек. Следующий участок, где кривая близка к прямой, — это область нормальных выдержек (времени экспозиции). Наконец, верхний участок, где наклон кривой снова уменьшается, — область передержек.

При фотометрии серебристых облаков нужно стремиться к тому, чтобы изображения облаков оказались в области нормальной экспозиции. С другой стороны, при фотографической фотометрии необходимо все снимки делать с одинаковым временем экспозиции. Поэтому, учитывая многолетний опыт наблюдателей, будем делать все снимки (включая калибровочные и стандартизационные) с временем экспозиции 30 секунд. Чувствительность пленок должна быть 90—130 единиц ГОСТ.

Для калибровки можно использовать трубчатый фотометр, подробно описанный в книге «Солнечное затмение 31 июля 1981 года и его наблюдения» (М.: Наука, 1981). Однако в этот фотометр пленку надо заряжать отдельно, что сопряжено с некоторыми неудобствами. Лучше поэтому для калибровки снимков серебристых облаков использовать рекомендуемый О. Б. Васильевым калибровочный фонарь, который нетрудно сделать самому. Устройство его следующее (рис. 46).

Рис. 46.Калибровочный фонарь.

Нужно сделать прочный и светонепроницаемый ящик из толстой многослойной фанера длиной 40 см и сечением 20х26 см. Передняя и задняя крышки его должны быть съемными, но прочно соединяться с корпусом. На задней крышке с внутренней стороны укрепляем несколько электроламп так, чтобы они давали равномерное освещение передней рамки, куда вставляется для проверки равномерности освещения матовое стекло 18х24 см.

Возьмем лист плотной черной бумаги или тонкого картона такого же, как и стекло, формата и вырежем в нем 8 круглых отверстий диаметром 3 см. На каждое отверстие наклеим заранее засвеченные и проявленные кусочки пленки (лучше использовать пленку 6x6 см и слегка обрезать ее по краям). Засветку этих пленок надо сделать с временем экспозиции, возрастающим в геометрической прогрессии: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 секунд. Чтобы засветки не получились в области передержек, источник света надо подобрать достаточно слабый. Можно использовать для этого тот же фонарь, закрытый одним матовым стеклом, а яркость ламп понизить с помощью реостата, включенного последовательно с фонарем. Пленки вставляются в кассеты, устанавливаемые в нескольких метрах от фонаря, крышка кассеты открывается так, чтобы пленка была обращена эмульсией к фонарю, а фонарь включается выключателем на нужное число секунд. После выключения фонаря закрываем крышку кассеты и ставим на ее место другую и т. д. Работа должна производиться в полной темноте, никаких других источников света, кроме фонаря-осветителя, не должно быть. Лучше всего эту часть работы провести ночью.