光导照明系统在科学研究领域的应用成效

光导照明系统在科学研究领域的应用成效光导照明系统在科学研究领域的应用成效

世界著名的“科学人”、气候倡导者和前康奈尔大学机械工程专业学生比尔·奈 ( Bill Nye ) 最近回到了他的母校。他来参观是为了看看最近一群在读工科学生对他的太阳能中午时钟所做的修改和升级。

在 2000 年代初期，奈担任该大学的客座教授，经常路过罗德大厅。他总是被建筑物栏杆中央的空白混凝土圈所困扰。

“它只是看起来不对劲——有人打算在那里放一个时钟，”Nye 回忆道。“让我们在那里放一个时钟！”

这位电视名人不想要一个普通的时钟，因此诞生了他的太阳中午时钟的想法。

您可能会发现自己在问：“什么是太阳正午？”

太阳正午是太阳在天空中的最高点。它可能与传统的中午相差多达 20 分钟。几个世纪以来，水手们利用太阳正午进行航行。

“你会等，等，等太阳升到最高点——‘等到中午’是表达方式，”Nye 解释道。“然后，你会计算出关于你在地球表面上的位置的一切。”

时钟的灵感来自著名工程师的父亲奈德·奈 (Ned Nye)。他是一名业余天文学家，他使用从铲子把手上切下来的临时日晷来了解二战期间作为战俘被关押了多少时间。Nye senior 后来写了一本关于日晷的书和报纸专栏，并向他的儿子灌输了对天文学、科学和计时的热爱。

在太阳能中午钟的最初设计和建造过程中，Nye 努力寻找一种仅在太阳中午自然照亮时钟的方法。他的计算证明他需要一个可以延伸近 60 英尺长的导光管采光设备，这最初看起来是不可能的。直到他记起他在洛杉矶自己的环保住宅中的两个索乐图导光管日光照明系统。

索乐图导光管日光照明系统从位于建筑物屋顶上的圆顶开始，经过精心设计，几乎可以从任何角度捕捉阳光，即使是在阴天。然后，他们通过高反射管和扩散光线的固定装置将光线推入建筑空间，使自然光美丽地散布到下方区域。Nye 特别想到了他的太阳能日光调光器模型，该模型还包括内置于采光系统中的太阳能挡板，该挡板可以打开和关闭以调暗空间。

Nye 知道索乐图是完美的解决方案。

在机械和航空航天工程教授 Michel Louge 和一群工科学生的帮助下，他们编写并设计了一个指示器来告诉 索乐图导光管的调光器每天在正确的时间打开和关闭。最初的太阳能中午时钟于 2011 年8 月在为期一天的庆祝活动中揭幕。Nye 希望时钟能够激发学生通过发现的喜悦来思考他们在星星中的位置，并且确实做到了。

然后，在 2019 年 4 月，控制太阳正午指示器的软件出现故障。它突然开始读取 2099 年的日期，使时钟的指示器脱落并影响其准确性。这种不准确性使它无法准确计算每天太阳正午的时间。在大流行期间被推迟后，修复太阳钟的项目于 2021 年秋季启动。该项目由电气和计算机工程高级讲师 Joe Skovira 博士领导的机械工程专业学生团队组成。

学生们设计了一个替代控制系统并开发了新软件来解决原来的问题，同时增加了稳定性和备份的冗余。时钟定了，奈来访。

“这是 45 年后重返校园的一个特点——它知道你会死，所以你想要像罗德大厅的这个时钟这样的小发明让它工作很长时间。您希望它拥有像 McGraw Tower 一样的生活。这是令人尊敬的。很美丽。这是我们历史的一部分，”奈说。

多亏了一群聪明机智的机械工程专业学生和来自索乐图导光管采光系统的无尽日光，康奈尔大学的太阳能中午时钟将在未来几年激励未来几代科学家、工程师和创新者，就像时钟的创造者一样。“我希望它能让你停下来思考你在太空中的位置，”奈总结道。

你想看看时钟是如何为你自己工作的吗？你可以在这里看到时钟的现场录像。