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青少年复临安息日会荣誉解答手册/艺术与手工艺/灯塔 - 高级

来自维基教科书,开放书籍,为开放的世界
灯塔 - 高级
艺术与手工艺
北美分部
技能等级 3
引进年份:2007 年
目录

1. 获得灯塔荣誉

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艺术与手工艺 章中可以找到获得 灯塔 荣誉的说明和提示。


2. 制作一个包含以下内容的剪贴簿:a. 二十五个灯塔的照片、明信片或图画。标签应包括简要描述:位置、建造年份、活跃/非活跃状态以及镜头的顺序。b. 编写上述灯塔的简短历史。c. 在您的剪贴簿中包含所有用于获得此荣誉的要求的图纸/图片和答案。

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2a) 二十五个灯塔的照片、明信片或图画。标签应包括简要描述:位置、建造年份、活跃/非活跃状态以及镜头的顺序。

  • 收集二十五个 (25) 个灯塔的图片/明信片/图画

2b) 编写上述灯塔的简短历史。

  • 在您的图片/明信片/图画中包含有关灯塔的介绍

2c) 在您的剪贴簿中包含所有用于获得此荣誉的要求的图纸/图片和答案。

  • 您也可以完成 (或扩展) 您的剪贴簿荣誉

3. 列出菲涅耳透镜的发展历程,包括:a. 发明它的那位先生的名字。b. 他来自的国家 c. 开发年份

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奥古斯丁-让·菲涅耳

3a) 发明它的那位先生的名字: 奥古斯丁-让·菲涅耳(发音为 fray-NELL)最常被认为是开发这种用于灯塔的透镜的人。

3b) 他来自的国家: 菲涅耳 (1788 年 5 月 10 日 - 1827 年 7 月 14 日),是一位 法国 物理学家,对建立波动光学理论做出了重大贡献。

3c) 开发年份: 根据史密森尼博物馆的资料,第一个菲涅耳透镜是在 1822 年 在法国吉伦特河上的一个灯塔,卡多瓦塔中使用;它的灯光可以在超过 20 英里的范围内被看到。

  • 菲涅耳透镜是一种由法国物理学家奥古斯丁-让·菲涅耳发明的透镜。最初为灯塔而开发,这种设计能够在不增加传统透镜设计所需的重量和体积的情况下,建造大孔径和短焦距的透镜。与早期的透镜相比,菲涅耳透镜薄得多,并且通过的光线更多,这使得灯塔可以在更远的距离内被看到。
卡多瓦塔
  • 通过制作带有安装在框架中的独立部分的更薄、更轻的透镜的想法,通常归因于乔治-路易斯·勒克莱尔,孔德·德·布丰。然而,很难找到将布丰与光学工作联系起来的任何其他来源。法国物理学家和工程师奥古斯丁-让·菲涅耳最常被认为是开发这种用于灯塔的透镜的人。根据史密森尼博物馆的资料,第一个菲涅耳透镜是在 1822 年在法国吉伦特河上的一个灯塔,卡多瓦塔 中使用;它的灯光可以在超过 20 英里的范围内被看到。苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特爵士被认为说服了英国在他们的灯塔中使用这些透镜。
  • 与传统的球面透镜相比,菲涅耳透镜减少了所需的材料数量,方法是将透镜分成一组同心环形部分,称为菲涅耳带。
  • 在透镜的第一个 (也是最大的) 变体中,每个区域都是一个不同的棱镜。虽然一个透镜看起来像一块玻璃,但仔细观察会发现它是由许多小块组成的。直到现代计算机控制的铣削设备 (CNC) 能够生产出大型复杂的部件,这些透镜才成为一块玻璃。
  • 对于这些区域中的每一个,透镜的总厚度都会减小,有效地将标准透镜的连续表面切成一组具有相同曲率的表面,它们之间存在间断。这使得透镜的厚度 (因此材料的重量和体积) 大大减少,但代价是降低了透镜的成像质量。

4. 画一个菲涅耳透镜:a. 展示棱镜如何集中光线 b. 画一个牛眼透镜并说明其用途

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1: 菲涅耳透镜的横截面 2: 等效功率的传统平凸透镜的横截面
三角棱镜,弯曲光线
棱镜和透镜如何在菲涅耳透镜上协同工作以弯曲和准直光线

5. 制作一个图表,显示每种菲涅耳透镜的类别

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您可以在美国国会图书馆找到一个不错的图表。

a. 定义等级并按尺寸排序

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  • 一级 - 焦距 920 毫米。用途:最大的海滨灯塔。
  • 二级 - 焦距 750 毫米。用途:五大湖灯塔、海滨岛屿、海湾。
  • 三级 - 焦距 500 毫米。用途:海岸、海湾、河流入口、海湾、航道、定向灯。
  • 四级 - 焦距 250 毫米。用途:浅滩、礁石、港口灯塔、河流和港口中的岛屿。
  • 五级 - 焦距 182.5 毫米。用途:防波堤、河道灯塔、航道、海湾中的小岛屿。
  • 六级 - 焦距 150 毫米。用途:码头或港口防波堤灯塔。

b. 至少列出每个等级对应的一个灯塔名称

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以下是美国经典菲涅尔透镜的列表:http://uslhs.org/resources_lighthouse_lenses_4.php

6. 研究并描述旋转灯塔机制的历史

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在早期,透镜是通过灯塔管理员(有时每两小时就要上一次弦)手动上弦的重锤驱动的钟表机构旋转的。透镜组通常漂浮在水银中,以减少摩擦。在更现代的灯塔中,通常使用柴油发电机供电的电灯和电机驱动。这些发电机还为灯塔管理员提供电力。

7. 制作一张图表,显示六个灯塔的夜间(灯光)和白天(航标)特征。

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灯塔有独特的航标。没有两个灯塔完全相同。这样,船只和水手就可以确定自己的位置。例如,如果你看到一个红色的灯笼和黑白螺旋条纹,你就会知道你正在圣奥古斯丁海岸附近。

夜间航标

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这也称为夜间特征、灯光模式或特征

同样地,夜晚灯光的光芒或模式称为夜间航标。通过观察这种独特的特征,水手即使在黑暗中也能知道自己的位置。

  • 鸽子角灯塔:每 10 秒闪烁一次白色灯光。
  • 邦尼塔角灯塔:每 4 秒遮蔽一次白色灯光。
  • 蓬塞·德·莱昂入口灯塔:固定灯光(原始)。
  • 哈特拉斯角灯塔:每 7.5 秒短闪一次。
  • 奥萨伯灯塔:每 6 秒闪烁一次白色灯光。
  • 华盛顿堡灯塔:闪烁红色灯光。

8. 什么是灯船?为什么要使用灯船?灯船在哪里需要?

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安布罗斯灯船

灯船是灯塔上。它可以让灯塔安装在无法建造灯塔的地方。例如,灯船可以停泊在危险的礁石上,或者用来标记狭窄的航道入口。此外,在港口入口处,如果无法建造灯塔,或是在陆地灯塔的透镜无法照射到的海域,也需要使用灯船。

以下链接提供更多信息:http://www.nps.gov/history/maritime/ltshipmain.htm

9. 阅读有关灯塔管理员的文章,并列出他们在完成职责时所面临的一些危险。

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灯塔管理员负责照管灯塔,特别是在使用油灯和钟表机构的时代,他们需要照管灯塔的灯光和透镜。管理员需要修剪灯芯、添加燃料、上弦钟表机构,并执行维护工作,例如清洁透镜和窗户。

10. 学习艾伦·怀特关于灯塔的引言,并讨论其意义。将这些引言的副本放在你的剪贴簿中。

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以下链接提供一个引言:http://www.whiteestate.org/issues/Drama.html。参见第 6、17、18 页。

11. 获取“灯塔护照”,并在 10 个不同的灯塔地点盖章。

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在某些国家,由于参观的限制,这项要求可能比较困难。

12. 使用灯塔模型套件、木材或其他材料,建造一座以真实灯塔为模型的灯塔。知道真实灯塔的名称、地点以及最初建造的日期。

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玩得开心!你应该不会在互联网上找到一个建造的工具包。

参考资料

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华夏公益教科书