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青少年復臨安息日會榮譽解答手冊/藝術與手工藝/燈塔 - 高階

來自華夏公益教科書,開放書籍,為開放的世界
燈塔 - 高階
藝術與手工藝
北美分部
技能等級 3
引進年份:2007 年
目錄

1. 獲得燈塔榮譽

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藝術與手工藝 章中可以找到獲得 燈塔 榮譽的說明和提示。


2. 製作一個包含以下內容的剪貼簿:a. 二十五個燈塔的照片、明信片或圖畫。標籤應包括簡要描述:位置、建造年份、活躍/非活躍狀態以及鏡頭的順序。b. 編寫上述燈塔的簡短歷史。c. 在您的剪貼簿中包含所有用於獲得此榮譽的要求的圖紙/圖片和答案。

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2a) 二十五個燈塔的照片、明信片或圖畫。標籤應包括簡要描述:位置、建造年份、活躍/非活躍狀態以及鏡頭的順序。

  • 收集二十五個 (25) 個燈塔的圖片/明信片/圖畫

2b) 編寫上述燈塔的簡短歷史。

  • 在您的圖片/明信片/圖畫中包含有關燈塔的介紹

2c) 在您的剪貼簿中包含所有用於獲得此榮譽的要求的圖紙/圖片和答案。

  • 您也可以完成 (或擴充套件) 您的剪貼簿榮譽

3. 列出菲涅耳透鏡的發展歷程,包括:a. 發明它的那位先生的名字。b. 他來自的國家 c. 開發年份

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奧古斯丁-讓·菲涅耳

3a) 發明它的那位先生的名字: 奧古斯丁-讓·菲涅耳(發音為 fray-NELL)最常被認為是開發這種用於燈塔的透鏡的人。

3b) 他來自的國家: 菲涅耳 (1788 年 5 月 10 日 - 1827 年 7 月 14 日),是一位 法國 物理學家,對建立波動光學理論做出了重大貢獻。

3c) 開發年份: 根據史密森尼博物館的資料,第一個菲涅耳透鏡是在 1822 年 在法國吉倫特河上的一個燈塔,卡多瓦塔中使用;它的燈光可以在超過 20 英里的範圍內被看到。

  • 菲涅耳透鏡是一種由法國物理學家奧古斯丁-讓·菲涅耳發明的透鏡。最初為燈塔而開發,這種設計能夠在不增加傳統透鏡設計所需的重量和體積的情況下,建造大孔徑和短焦距的透鏡。與早期的透鏡相比,菲涅耳透鏡薄得多,並且透過的光線更多,這使得燈塔可以在更遠的距離內被看到。
卡多瓦塔
  • 透過製作帶有安裝在框架中的獨立部分的更薄、更輕的透鏡的想法,通常歸因於喬治-路易斯·勒克萊爾,孔德·德·布豐。然而,很難找到將布豐與光學工作聯絡起來的任何其他來源。法國物理學家和工程師奧古斯丁-讓·菲涅耳最常被認為是開發這種用於燈塔的透鏡的人。根據史密森尼博物館的資料,第一個菲涅耳透鏡是在 1822 年在法國吉倫特河上的一個燈塔,卡多瓦塔 中使用;它的燈光可以在超過 20 英里的範圍內被看到。蘇格蘭物理學家大衛·布魯斯特爵士被認為說服了英國在他們的燈塔中使用這些透鏡。
  • 與傳統的球面透鏡相比,菲涅耳透鏡減少了所需的材料數量,方法是將透鏡分成一組同心環形部分,稱為菲涅耳帶。
  • 在透鏡的第一個 (也是最大的) 變體中,每個區域都是一個不同的稜鏡。雖然一個透鏡看起來像一塊玻璃,但仔細觀察會發現它是由許多小塊組成的。直到現代計算機控制的銑削裝置 (CNC) 能夠生產出大型複雜的部件,這些透鏡才成為一塊玻璃。
  • 對於這些區域中的每一個,透鏡的總厚度都會減小,有效地將標準透鏡的連續表面切成一組具有相同曲率的表面,它們之間存在間斷。這使得透鏡的厚度 (因此材料的重量和體積) 大大減少,但代價是降低了透鏡的成像質量。

4. 畫一個菲涅耳透鏡:a. 展示稜鏡如何集中光線 b. 畫一個牛眼透鏡並說明其用途

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1: 菲涅耳透鏡的橫截面 2: 等效功率的傳統平凸透鏡的橫截面
三角稜鏡,彎曲光線
稜鏡和透鏡如何在菲涅耳透鏡上協同工作以彎曲和準直光線

5. 製作一個圖表,顯示每種菲涅耳透鏡的類別

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您可以在美國國會圖書館找到一個不錯的圖表。

a. 定義等級並按尺寸排序

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  • 一級 - 焦距 920 毫米。用途:最大的海濱燈塔。
  • 二級 - 焦距 750 毫米。用途:五大湖燈塔、海濱島嶼、海灣。
  • 三級 - 焦距 500 毫米。用途:海岸、海灣、河流入口、海灣、航道、定向燈。
  • 四級 - 焦距 250 毫米。用途:淺灘、礁石、港口燈塔、河流和港口中的島嶼。
  • 五級 - 焦距 182.5 毫米。用途:防波堤、河道燈塔、航道、海灣中的小島嶼。
  • 六級 - 焦距 150 毫米。用途:碼頭或港口防波堤燈塔。

b. 至少列出每個等級對應的一個燈塔名稱

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以下是美國經典菲涅爾透鏡的列表:http://uslhs.org/resources_lighthouse_lenses_4.php

6. 研究並描述旋轉燈塔機制的歷史

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在早期,透鏡是透過燈塔管理員(有時每兩小時就要上一次弦)手動上弦的重錘驅動的鐘表機構旋轉的。透鏡組通常漂浮在水銀中,以減少摩擦。在更現代的燈塔中,通常使用柴油發電機供電的電燈和電機驅動。這些發電機還為燈塔管理員提供電力。

7. 製作一張圖表,顯示六個燈塔的夜間(燈光)和白天(航標)特徵。

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燈塔有獨特的航標。沒有兩個燈塔完全相同。這樣,船隻和水手就可以確定自己的位置。例如,如果你看到一個紅色的燈籠和黑白螺旋條紋,你就會知道你正在聖奧古斯丁海岸附近。

夜間航標

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這也稱為夜間特徵、燈光模式或特徵

同樣地,夜晚燈光的光芒或模式稱為夜間航標。透過觀察這種獨特的特徵,水手即使在黑暗中也能知道自己的位置。

  • 鴿子角燈塔:每 10 秒閃爍一次白色燈光。
  • 邦尼塔角燈塔:每 4 秒遮蔽一次白色燈光。
  • 蓬塞·德·萊昂入口燈塔:固定燈光(原始)。
  • 哈特拉斯角燈塔:每 7.5 秒短閃一次。
  • 奧薩伯燈塔:每 6 秒閃爍一次白色燈光。
  • 華盛頓堡燈塔:閃爍紅色燈光。

8. 什麼是燈船?為什麼要使用燈船?燈船在哪裡需要?

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安布羅斯燈船

燈船是燈塔上。它可以讓燈塔安裝在無法建造燈塔的地方。例如,燈船可以停泊在危險的礁石上,或者用來標記狹窄的航道入口。此外,在港口入口處,如果無法建造燈塔,或是在陸地燈塔的透鏡無法照射到的海域,也需要使用燈船。

以下連結提供更多資訊:http://www.nps.gov/history/maritime/ltshipmain.htm

9. 閱讀有關燈塔管理員的文章,並列出他們在完成職責時所面臨的一些危險。

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燈塔管理員負責照管燈塔,特別是在使用油燈和鐘錶機構的時代,他們需要照管燈塔的燈光和透鏡。管理員需要修剪燈芯、新增燃料、上弦鐘錶機構,並執行維護工作,例如清潔透鏡和窗戶。

10. 學習艾倫·懷特關於燈塔的引言,並討論其意義。將這些引言的副本放在你的剪貼簿中。

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以下連結提供一個引言:http://www.whiteestate.org/issues/Drama.html。參見第 6、17、18 頁。

11. 獲取“燈塔護照”,並在 10 個不同的燈塔地點蓋章。

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在某些國家,由於參觀的限制,這項要求可能比較困難。

12. 使用燈塔模型套件、木材或其他材料,建造一座以真實燈塔為模型的燈塔。知道真實燈塔的名稱、地點以及最初建造的日期。

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玩得開心!你應該不會在網際網路上找到一個建造的工具包。

參考資料

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華夏公益教科書