望遠鏡出露水的物理學問題

[Wah!!]

難道你認為地面24小時都比空氣低溫嗎?
在香港夜晚, 正常情況地面總有一段時間是比空氣高溫的, 這段時間就會對於其上空的物體以空氣對流的形式加熱.
你認為這種地面熱氣效應不存在才是子虛鳥有.

[鄧登凳]

難道你認為地面24小時都比空氣低溫嗎?
在香港夜晚, 正常情況地面總有一段時間是比空氣高溫的, 這段時間就會對於其上空的物體以空氣對流的形式加熱.
你認為這種地面熱氣效應不存在才是子虛鳥有.

如果你認為這對明白結露的物理學有幫助, 隨便你吧。

[Wah!!]

如果你認為這對明白結露的物理學有幫助, 隨便你吧。

若你認為這絕對不影響, 我也不會阻止你的想法.

[鄧登凳]

哈哈, 是不是"絶對"關係, 有重要性嗎?

你也阻止不了我的想法, 因我由觀察可以肯定地面冷卻至氣溫之下時, 向上結露, 向下不結露的現像繼續出現。

因素消失了, 結果仍存在的, 還算是因素嗎?

[Wah!!]

a. 在裝水的試管里先在底部加熱, 然後再把底部制冷
b. 直接在試管底部制冷

哪個試管頂部的水較暖? 基本上很明顯答案是a.

反正你愛怎想便怎想, 我並不在乎.

[鄧登凳]

a. 在裝水的試管里先在底部加熱, 然後再把底部制冷
b. 直接在試管底部制冷

哪個試管頂部的水較暖? 基本上很明顯答案是a.

反正你愛怎想便怎想, 我並不在乎.

請問這些和望遠鏡(或物品)結露有什麼關係?

[Wah!!]

a. 在裝水的試管里先在底部加熱, 然後再把底部制冷
b. 直接在試管底部制冷

哪個試管頂部的水較暖? 基本上很明顯答案是a.

反正你愛怎想便怎想, 我並不在乎.

請問這些和望遠鏡(或物品)結露有什麼關係?

說了你也不會明白, 也就罷了.

[物理小子]

難道你認為地面24小時都比空氣低溫嗎?
在香港夜晚, 正常情況地面總有一段時間是比空氣高溫的, 這段時間就會對於其上空的物體以空氣對流的形式加熱.
你認為這種地面熱氣效應不存在才是子虛鳥有.

日出後過一段時間後及入夜後一段時間因地表溫度比氣溫高所以地面空氣較暖？

而在入夜後過一段時間因地表散熱而導致地表低於氣溫
地表空氣冷卻產生逆溫現象
而逆溫部分大氣絕對穩定

同道理，鏡筒內大氣穩定所以缺乏對流，因此降溫較果明顯
鏡筒外鏡底空氣冷卻後隨即下沉，周邊空氣流入，令鏡底冷卻較慢

可以是原因嗎？

[Wah!!]

其實我們在此推想得如何天花龍鳳, 都仍是紙上談兵, 最好還是進行實驗作更多了解.

只不過要對於氣流的研究, 需要的儀氣卻不是普通人可以輕易用到的, 而實驗當中的各種因素亦不容易控制.

至於那個鋁箔實驗, 物理小子有沒有什么意見提出?

[iceeyes]

哈，原来这边有帖子在讨论

在封闭理想环境下，结露和朝向是肯定没有关系的。

另外试验最好完全模拟镜子的热导和热容。温度的准确测量也相当重要。

[鄧登凳]

日出後過一段時間後及入夜後一段時間因地表溫度比氣溫高所以地面空氣較暖？

而在入夜後過一段時間因地表散熱而導致地表低於氣溫
地表空氣冷卻產生逆溫現象
而逆溫部分大氣絕對穩定

同道理，鏡筒內大氣穩定所以缺乏對流，因此降溫較果明顯
鏡筒外鏡底空氣冷卻後隨即下沉，周邊空氣流入，令鏡底冷卻較慢

可以是原因嗎？

向上結露的現象在夜間任何時間都會出現, 所以肯定和自然環境範圍內的地表溫度沒有直接關係。

對流的現象是由於空氣在不同溫度有不同的密度做成的, 但空氣分子的隨機運動, 是會擾亂對流的, 因此, 要做成對流, 一般要密度引起的流動活動, 速度明顯比分子運動的擴散快, 才會產生效果的, 而望遠鏡和氣溫的溫差一般只得兩三度, 大概產生不出可察覺或有明顯效益的對流活動。

另一方面, 向上的物鏡/修正鏡面, 同樣會冷卻所接觸的空氣, 那些空氣同樣會下沉, 不會是鏡筒的專利。或說: 遮光罩防礙"對流", 如果是, 那不用遮光罩便不防礙這種想像中的"對流", 豈非結露更慢, 這是與經驗不符的。汽車的玻璃(特別是向天部份)和車頂, 沒有什麼防礙這種"想像中的對流", 但一樣會先結露。

那你還認為可以是原因嗎?

[物理小子]

其實我們在此推想得如何天花龍鳳, 都仍是紙上談兵, 最好還是進行實驗作更多了解.

只不過要對於氣流的研究, 需要的儀氣卻不是普通人可以輕易用到的, 而實驗當中的各種因素亦不容易控制.

至於那個鋁箔實驗, 物理小子有沒有什么意見提出?

用紙盒可能引起誤差，密封膠盒可以嗎？

因為用紙盒的話，若只有單邊結露，應該是紙盒兩邊空氣性質有影響(或者可能只一邊有漏氣而同時濕度有改變)
若兩邊同時結露，亦應該沒有特別結論

[Wah!!]

其實我們在此推想得如何天花龍鳳, 都仍是紙上談兵, 最好還是進行實驗作更多了解.

只不過要對於氣流的研究, 需要的儀氣卻不是普通人可以輕易用到的, 而實驗當中的各種因素亦不容易控制.

至於那個鋁箔實驗, 物理小子有沒有什么意見提出?

用紙盒可能引起誤差，密封膠盒可以嗎？

因為用紙盒的話，若只有單邊結露，應該是紙盒兩邊空氣性質有影響(或者可能只一邊有漏氣而同時濕度有改變)
若兩邊同時結露，亦應該沒有特別結論

可用飯盒發泡膠代替紙皮

[鄧登凳]

還有另一個原因可能做成望遠鏡在草地或樹木環繞的地方, 比柏油/混凝土地上或山石環繞的地方容易結露, 這和草地/硬地的地表溫度及地表濕度無關(因在小範圍尺度下, 溫度斜坡或濕度斜坡都不足做成影響)。

這個因素仍和紅外線有關, 在原先的分析中忽略了。先看日間和夜間的草原紅外線照片:





樹頁和草都是效率很高的生物, 紅外線對植物沒有什麼用, 所以植物的葉綠素是基本上只吸收很少的紅外線, 而葉和草的結構會反射紅外線, 所以日間樹葉和草的紅外線照片呈白色, 反而吸收紅外線的動物呈灰色。

吸收紅外線弱或反射紅外線的物體, 本身是一個低效率的紅外線發射體(emitter), 所以在晚間不論溫度, 葉或草都只得較少的紅外線射出, 反而動物有較多紅外線射出, 所以夜間的紅外線圖就草和樹都是烏黑的。

我在一樓己說明, 望遠鏡筒吸收紅外線, 會間接影響物鏡結露, 那望遠鏡在放紅外線比柏油地少的草地上, 或被放紅外線比山石少的樹木環繞, 自然鏡筒吸的紅外線少, 鏡筒溫度會較低, 會間接影響結露。

做實驗比較向上向下結露, 如果一兩盤植物不足以影響, 可以在地面放一大片鋁箔, 鋁是紅外線的反射體, 也是效率差的紅外線發射體, 但不應影響地表溫度, 但如果這鋁箔影響向下面結露的情況, 可以肯定因素在紅外線而不在地表溫度了。

[鄧登凳]

留意到一個現象, 使用相機鏡頭時, 用鋁金屬的和用橡膠的兩個形狀相若(重量也差不多)的兩個遮光罩, 似乎是用橡膠遮光罩的鏡片結露比慢。

如果這個未經反證實的觀察是事實, 那很可能遮光罩減慢露水的效力, 都不只於減慢氣流, 而是遮光罩是一個位於鏡片前的紅外線放射體, 這紅外線會減緩物鏡(或修正鏡)的結露情況。

但為什麼橡膠的效力比較好呢? 很大的可能性是由於橡膠的熱容(heat capcity)比鋁大(超過兩倍), 所以晚上橡膠遮光罩的表面溫度比鋁的高, 所以向鏡片射出的紅外線也較多。