Admiraal Fitzroy Stormglas
|
Admiraal Fitzroy Stormglas |
|
|
Datum: Maart 2018
Inleiding:
| Ooit dit stormglas gekocht in Nemo maar nu pas in een experiment kunnen gebruiken. Het oorspronkelijke experimenteel idee, het maken van een time-lapse video van een stormglas, komt van YouTube. Al doende begon ik het experiment echter uit te bouwen. |
Materiaal:
|
|
 |
 |
Uitvoering:
| Video's maken: | |
|
 |
 |
|
| Python Code voor elke minuut een foto nemen. | |
import time import picamera VIDEO_DAYS = 1 FRAMES_PER_HOUR = 60 FRAMES = FRAMES_PER_HOUR * 24 * VIDEO_DAYS def capture_frame(frame): with picamera.PiCamera() as cam: time.sleep(2) cam.capture('/home/pi/Picturesframe%03d.jpg' % frame) # Capture the images for frame in range(FRAMES): # Note the time before the capture start = time.time() capture_frame(frame) # Wait for the next capture. Note that we take into # account the length of time it took to capture the # image when calculating the delay time.sleep( int(60 * 60 / FRAMES_PER_HOUR) - (time.time() - start) ) |
|
| FFMPEG | |
|
|
| Alhoewel ffmpeg goede video's maakt heb ik voor het maken van het filmpje voor deze website nog een conversie naar mp4 met een online videoconversie tool uitgevoerd. | |
| Screenshot Raspberry Pi | |
 |
|
| Eigen stormglas maken: | |
| Het "officiële" recept voor het maken van een stormglas staat beschreven in "Achtergrondinformatie". Ik had echter geen kaliumnitraat tot mijn beschikking en besloot een nitraat te gebruiken dat ik wel in mijn bezit had nl ammoniumnitraat. | |
Het recept dat ik gevolgd heb voor het maken
van mijn eigen stormglas:
Deze formulering werkte niet helemaal goed, de vast stof loste niet op ondanks een beetje opwarmen. Na toevoegen van 1 ml ethanol loste alle materiaal wel op bij een beetje opwarmen. |
|
|
|
| Microscopie | |
Referentie
Aangepast stormglas recept
|
|
"Gesloten kamer"
|
 |
Resultaten:
| Gekocht stormglas |
| In onderstaand video heb ik mijn best gedaan om lichtreflecties te vermijden door de lampen af te dekken. Men kan zien dat kristallisatie begint met het naar beneden vallen van enkele kristallen waarna de hoeveelheid kristallen dat uitkristalliseert snel toeneemt. |
|
YouTube link: Stormglas |
| Bij onderstaande video zijn er een aantal lampen geplaatst en is de video overdag gemaakt. |
|
YouTube link: Stormglas |
| Zelfgemaakt stormglas |
|
YouTube link: Stormglas |
| Kristalstructuur geobserveerd in het stormglas |
 |
| Soortgelijke kristalstructuur geobserveerd in het zelfgemaakte stormglas. |
 |
| Microscopie |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
Discussie:
|
Het stormglas wordt geleverd met eronder een
lijstje van weersvoorspellingen die zouden gelden bij een bepaalde toestand
van de kristallen (zie: Achtergrondinformatie). Men kan echter observeren
dat de weersverwachtingen lang niet altijd corresponderen met de verwachte
kristalstructuur. Het artikel van Kaemfe et al beschrijft een langdurige
observatie van kristalvormen gekoppeld aan meteorologische data. Hun
observaties laten zien dat kristallisatie gekoppeld is aan temperatuur maar
onafhankelijk van luchtdruk. Het stormglas was dus niet echt bruikbaar als
meteorologisch instrument. Soortgelijke resultaten rapporteren Mills, Jong
et al en Tanaka et al. Tomlinson rapporteerde dit al in 1863. |
| Er is discussie over wat er exact in het glas plaatsvindt. Een van de verklaringen die gegeven wordt is dat verschillende kristalstructuren ontstaan door snelle temperatuurverschillen. Een snelle temperatuur daling zou veertjes doen ontstaan en een langzame daling zou een meer compacte massa doen ontstaan. |
|
Mijn keuze om voor ammoniumnitraat te kiezen
in het zelfgemaakt stormglas was niet een willekeurige keuze. Nitraationen
toevoegen aangezien er oorspronkelijk nitraationen toegevoegd werden.
Ammoniumionen kan men veilig toevoegen aangezien er al ammonium uit
ammoniumchloride aanwezig was en omdat ammonium zouten net als kalium zouten
goed oplosbaar zijn. Het totale zoutgehalte bleef op deze manier constant.
Tanaka et al en Mills hebben ook de receptuur variaties onderzocht maar zonder andere componenten te gebruiken. |
|
De belangrijkste observatie in deze lijkt te zijn dat
er wel degelijk variaties mogelijk zijn in de receptuur van het stormglas.
|
|
Kamfer is een organisch molecuul hetgeen het
niet verrassend maakt dat we geen duidelijke kristalstructuur onder de
microscoop te zien krijgen na het indampen van de alcoholische oplossing. De
(aangepaste) receptuur laat echter een heel ander beeld zien, er vormen zich kristallen
in de waterige oplossing. Belangrijk is om zich te realiseren dat wat men
onder de microscoop ziet niet helemaal representatief is voor het stormglas.
Bij de vloeistof onder de microscoop is het grootste deel van de alcohol
verdampt. Dat probleem heb ik geprobeerd op te vangen door een "ingesloten"
koud systeem te maken door het gebruik van een koud objectglaasje met
ingeslepen holte en dekglas. Men kan echter ook daar dezelfde
kristalstructuren waarnemen. Tanaka et al en Jong et al laten microscopische structuren zien die vergelijkbaar zijn met degene getoond op deze pagina. |
Conclusies:
|
Opmerkingen:
|
Literatuur:
Relevante websites:
Minder relevante websites: |
|
Achtergrondinformatie: |
| Het stormglas , ook wel baroscoop genoemd, is een doorzichtige buis gevuld met in alcohol en water opgeloste kamfer en zouten. Het stormglas werd populair gemaakt door de Admiral Fitzroy. Temperatuurverschillen lijken een een grote invloed te hebben op de structuur van de kristallen hetgeen dan een weersvoorspelling mogelijk zou maken. Vooral op omslagdagen van het weer zou het glas actief zijn. De beste werking verkrijgt men als het stormglas buiten wordt geplaatst. Bij een temperatuur boven de 40 ºC is alle kamfer opgelost. Bij lagere temperaturen onstaan de kristallen. |
Recept:
|
 |
|
|
 |
14/03/2018
