小大厅的大新闻:一台新望远镜和一台老式发电机
对于Small Hall的物理学家来说,这是一种旧的和新的结合。
一台1859年的科学仪器从储藏室里出来,也就是说,它将被安置在大楼大厅的一个新陈列柜里。“新”在屋顶上,该部门的新望远镜被安装在物理大楼顶部的新屋顶天文台内。这是2011年结束的大规模小大厅扩建和重建的最后一笔。
这次扩建为物理学家增加了21,000平方英尺的空间,其中包括新建的17,320平方英尺的佳博体育侧翼。开学前,物理学家们已经搬进了办公室和佳博体育,但天文台还没有完工。
老式仪器是静电电荷发生器;它在旧的小大厅大厅里也占据着最重要的位置。名誉教授约翰·麦克奈特(John McKnight)是物理系及其仪器的非官方历史学家,他在场监督发电机的安装。他说,发电机是灾难性火灾后购买的众多科学仪器之一,大火烧毁了现在的雷恩大楼。
麦克奈特说:“我认为,在1859年大火之后,他们就能筹集到这么多钱,并能够购买一堆设备,这太不可思议了。”他指出,发电机的来源在威廉玛丽校长本杰明·斯托达特·埃厄尔和威廉·巴顿·罗杰斯之间的通信档案中有很好的记载。罗杰斯曾是威廉玛丽学院的教员,后来搬到了波士顿地区,在几年后对麻省理工学院的成立起到了重要作用。
麦克奈特解释说:“在那封通信中,有剑桥科学供应公司E.S.里奇父子公司(E.S. Ritchie and Sons)要送到这里的设备描述。”“这是其中一件作品。”
内战期间的安全储存
麦克奈特说,同样有趣的是,尤厄尔在内战期间用来保护这些设备的策略。
他说:“尤厄尔校长、全体教员和所有学生都奔赴战场。”“但在那之前,他想把这些昂贵的部件和设备放在一个安全的地方。”
麦克奈特说,尤厄尔能想到的最安全的地方是东部精神病院,现在被称为东部州立医院。“没有军队去那里,”他补充说。尽管战争在威廉斯堡和他们的故居雷恩大厦周围肆虐,但尤厄尔的仪器储藏库仍然安全,1862年,他们的故居雷恩大厦再次被宾夕法尼亚州的一些骑兵烧毁。
物理学教授托德·埃弗里特(Todd Averett)说,他已经承担了该部门古董乐器收藏馆长的职责。这些藏品包括大量的博物馆藏品,但麦克奈特说,藏品中唯一一件18世纪的物品是1976年左右在伦敦购买的一个古董空气泵。他说,托马斯·杰斐逊(Thomas Jefferson)的学生、自然哲学教授威廉·斯莫尔(William Small)使用过的所有仪器都在1859年的大火中丢失了。
即使与威廉·斯莫尔的职业生涯没有切实的联系,古董乐器收藏也相当令人印象深刻。埃弗里特补充说,大厅墙壁上展示柜里的小型仪器将加入静电电荷发生器。
爱迪生12岁;特斯拉是3岁
发电机本质上是一个悬浮在一对大黄铜球之间的玻璃轮。一个想要研究电的自然哲学家会制造他自己的,Averett说。一个曲柄会转动轮子,轮子会从一组羊毛垫上吸收静电荷。电荷在两个导体——铜球中积聚起来。
在托马斯·爱迪生12岁和尼古拉·特斯拉3岁生日的同一年,威廉和玛丽公司的科学家们开始使用发电机来研究电的性质。当时的自然哲学家们甚至有了储存电荷的装置,这是他们辛辛苦苦制造出来的。它被安全地藏在精神病院,在南北战争中也幸存了下来。
“这是一个电容器。我把它叫做齐柏林飞艇,”埃弗里特指着一个像四英尺长、装在滚轴上的金属雪茄的东西说。他解释说,齐柏林飞艇是发电机的配套设备,使电力易于携带。科学家们会把齐柏林飞艇推到发电机的一端,从发电机上的一个球形导体上收集电荷,然后把它推到雷恩大楼的走廊上,研究当时通常被称为“电流体”的东西。
同时在小大厅的屋顶上
当物理系的其他成员正在移动静电场发生器时,物理系新天文台的主任鲍勃·沃尔德(Bob Vold)正在测试新的米德(Meade) 14英寸ACF反射望远镜。
他在白天为一群参观者做了一次演示,其中包括天文台的前主任麦克奈特。沃尔德解释了在小大厅屋顶上安装望远镜及其同样重要的装置所面临的挑战。
沃尔德说:“在安装望远镜时,你要做的第一件事就是确保望远镜底座对准北方。”“当你有一个17.6特斯拉的磁铁在那里时,用指南针很难做到这一点。”
他能够用传统的方法在屋顶上找到一条真正的北线,那就是利用星星。一旦支架对准,望远镜本身也安装好了,沃尔德就把它归零,“训练”控制软件来瞄准望远镜并旋转穹顶。
“基本上,你把望远镜指向星表中大约五六十颗不同的恒星。你把它们放在目镜的中心,然后软件就会制作出一个模型。”“结果是,你可以移动电脑上星图上的光标,点击一颗星星,它就在高倍目镜的视野中,而无需进一步对准。我在天空中都这样做过,效果很好。”
沃尔德坐在一台笔记本电脑前,点击了一张星图。圆顶旋转,直到快门在适当的位置,座架旋转和平铺瞄准镜。他能够向游客展示漂亮的新月金星和一些一等恒星。在这个即兴的演讲中,穿插着一些天文学入门课上的学生的轶事,他们无法相信“星星在白天出现”,还详细介绍了天文台的其他特点。
天文台现在已经全面投入使用,正好赶上6月5日的金星凌日。每隔一百多年,金星就会穿过地球和太阳之间。沃尔德说,凌日现象每隔8年出现一次,2012年是第二次。最后一对凌日发生在1874年和1882年,在那个时代,教师们可能还在使用静电场发生器。
沃尔德指出,多云的夜晚会破坏凌日的景色。他还指出,小厅天文台不是观看这一事件的理想地点,因为凌日将在下午6点22分开始,即使在晚上8点25分日落时还不到一半,但在晚上7点30分左右,视野将被小厅的一部分挡住。
“但我想无论如何我都要到这里来,”沃尔德指着新天文台说。“我可以把我的相机带到这里,把它连接到瞄准镜上。我可以在其他地方看得更久,但不是用这个望远镜。”