stringtranslate.com

Форрест Мимс

Форрест М. Мимс III — американский учёный-любитель, [2] обозреватель журналов и автор серии учебных пособий Getting Started in Electronics и Engineer's Mini-Notebook , которые изначально продавались в магазинах электроники Radio Shack и до сих пор издаются. Мимс окончил Техасский университет A&M в 1966 году, получив специальность «государственное управление» и дополнительные специальности «английский язык и история». Он стал офицером ВВС США , служил во Вьетнаме в качестве офицера разведки ВВС (1967) и инженера-разработчика в Лаборатории вооружения ВВС (1968–70).

У Мимса нет формального академического образования в области науки, [2] но он все равно сделал успешную карьеру в качестве научного автора, исследователя, лектора и синдицированного обозревателя. Его серия рукописных и иллюстрированных книг по электронике была продана тиражом более 7,5 миллионов экземпляров, и он широко известен как один из самых плодовитых гражданских ученых в мире. [3] Мимс проводит научные исследования во многих областях, используя приборы, которые он проектирует и производит, и его научные работы были опубликованы во многих рецензируемых журналах, часто с профессиональными учеными в качестве соавторов. Большая часть его исследований посвящена экологии, науке об атмосфере и науке об окружающей среде. Простой прибор, который он разработал для измерения озонового слоя , принес ему премию Rolex Award for Enterprise в 1993 году. В декабре 2008 года Discover назвал Мимса одним из «50 лучших мозгов в науке». [4]

Мимс редактировал The Citizen Scientist  — журнал Общества ученых-любителей  — с 2003 по 2010 год. Он также занимал пост председателя секции наук об окружающей среде Техасской академии наук. В течение 17 лет он преподавал краткий курс по электронике и атмосферным наукам в Университете Наций , неаккредитованном христианском университете на Гавайях . [5] Он является пожизненным старшим членом Института инженеров по электротехнике и электронике . Мимс является членом псевдонаучных организаций International Society for Complexity, Information and Design and Discovery Institute , которые пропагандируют креационизм . [6] [7] Он также отрицает глобальное потепление . [8] [9]

Ранняя жизнь и образование

Форрест Мимс родился в 1944 году в Хьюстоне, штат Техас, в семье Форреста М. Мимса-младшего (1923–1996) и Оллив Э. (Данн) Мимс (1924–1995). [10] Он был старшим из пяти детей, двух мальчиков и трех девочек. Отец Мимса был летчиком ВВС, и семья жила на военных базах от Аляски до Флориды, но их родным штатом был Техас. [11]

Мимс интересовался наукой с раннего возраста, и он построил аналоговый компьютер в качестве проекта для научной выставки в старшей школе в 1960 году. Запоминая слова из своего латинского словарного запаса, Мимс задумал компьютер, который мог бы переводить двадцать слов с одного языка на другой. Входными данными были шесть потенциометров (переменных резисторов), каждый из которых имел циферблат с 26 буквами. Ввод первых шести букв слова на потенциометрах устанавливал общее электрическое сопротивление. Память известных слов представляла собой банк из 20 регулируемых отверткой подстроечных резисторов. (Позже Мимс назвал это «программируемой отверткой постоянной памятью», SPROM.) Поиск в памяти осуществлялся переключателем с моторным приводом, который сравнивал сопротивление входного слова с каждым резистором памяти. Когда находилось совпадение, мотор останавливался, и загоралась одна из 20 выходных ламп. Это был не практический переводчик языка, но это был впечатляющий проект для научной выставки в начале 1960-х годов. Мимс написал статью для выпуска журнала Modern Electronics за декабрь 1987 года, в которой описал свой самодельный аналоговый компьютер со схемами и фотографиями. [12]

Осенью 1962 года Мимс поступил в Техасский университет A&M на факультет физики. Курсы математики убедили его выбрать специализацию в области свободных искусств. Он окончил вуз в 1966 году, получив специальность в области государственного управления и дополнительные предметы по английскому языку и истории. [13]

Мимс занимался электроникой, пока работал в A&M. Его прадед был слепым, и это побудило Мимса создать средство помощи в путешествии для слепых. Это устройство было похоже на RADAR, за исключением того, что оно использовало недавно разработанный инфракрасный диод для отправки интенсивных импульсов света, которые отражались от препятствий. Возвращаемый свет преобразовывался в звуковой тон, амплитуда которого увеличивалась по мере уменьшения расстояния до препятствий. Инфракрасные диоды были только что представлены Texas Instruments в 1965 году и продавались по 365 долларов за штуку. Мимс посетил доктора Эдвина Бонина из Texas Instruments и объяснил свой проект. После просмотра готовой конструкции доктор Бонин отправил Мимсу три инфракрасных диода. [11]

Мимс организовал демонстрацию своего прототипа на ежегодном съезде Техасской медицинской ассоциации, состоявшемся в Остине в апреле 1966 года. Одетый в форму кадетского корпуса Техаса A&M, Мимс продемонстрировал свои «электронные глаза» участникам съезда. Мимс и его устройство широко освещались в техасских газетах. Газета San Antonio Light писала: «Хотя Мимс и является специалистом по политологии в A&M, его вторым интересом, очевидно, является «наука и изобретение вещей». [14] Мимс продолжал совершенствовать это устройство в течение следующих нескольких лет. Popular Mechanics описал, как устройство будет помещаться на пару очков в августе 1972 года [15]

Военно-воздушные силы

Форрест Мимс готовит ракету модели Estes Big Bertha, оснащенную его радиоуправляемой системой управления полетом на набегающем потоке воздуха, к запуску недалеко от Сайгона, Вьетнам, в 1967 году.
Форрест Мимс демонстрирует свое инфракрасное устройство обнаружения препятствий в Сайгонской школе для слепых мальчиков в 1967 году.

Окончив Техасский университет A&M в 1966 году, Мимс стал офицером ВВС США и был назначен на авиабазу Таншоннят недалеко от Сайгона, Вьетнам, в качестве офицера разведки в начале 1967 года. Мимс интересовался ракетным моделированием еще со школы и привез во Вьетнам партию ракет. Он использовал близлежащий ипподром в качестве стартовой площадки для тестирования своих систем наведения ракет. После того, как армейский вертолет огневой поддержки прибыл, чтобы проверить запуски ракет, Мимс научился уведомлять военные власти перед запуском ракет на ипподроме. Ночной запуск с крыши его многоквартирного дома вызвал тревогу на авиабазе Таншоннят. [16] Ракетные подвиги Мимса были освещены в военной газете Stars and Stripes . [17]

Мимс испытал свой инфракрасный дорожный помощник в Сайгонской школе для слепых мальчиков и девочек в Сайгоне, и эта история появилась во многих газетах США. [18] [19] Полковник Дэвид Р. Джонс из Лаборатории вооружения ВВС узнал об экспериментах Мимса во время поездки во Вьетнам и организовал назначение Мимса в Лабораторию в Альбукерке, штат Нью-Мексико. Полковнику Джонсу пришлось принять особые меры, поскольку у Мимса не было необходимой степени инженера. Мимс прибыл в лабораторию в марте 1968 года и работал над различными лазерными проектами. [20]

Мимс организовал клуб ракетомоделистов Альбукерке, чтобы заинтересовать студентов в ракетомоделировании. Вскоре в клубе было 40 членов, и он проводил встречи в средней школе Дель Норте и академии Альбукерке . [21] В июле 1969 года несколько членов клуба посетили конференцию по ракетомоделированию Юго-Запада в Университете Восточного Нью-Мексико . Джордж Флинн, издатель журнала Model Rocketry , посетил конференцию, где он взял интервью у Мимса и некоторых членов клуба. Президент клуба, старшеклассник Форд Дэвис, выступил с презентацией о миниатюрном радиопередатчике, разработанном клубом, который мог передавать данные с модели ракеты в полете. Мимс, старший консультант клуба, рассказал Флинну о различных датчиках и телеметрическом оборудовании, используемом клубом. [22] Флинн пригласил Мимса написать статью о его «Транзисторном следящем свете для запускаемых в ночное время моделей ракет», и она была опубликована в выпуске Model Rocketry за сентябрь 1969 года . [23] Мимс заработал 93,50 доллара за свою первую статью в качестве профессионального писателя и стал постоянным автором журнала Model Rocketry . [24]

МИТС

Эд Робертс работал с Мимсом в Лаборатории вооружений и также интересовался электроникой и моделями ракет. Робертс увеличил свою зарплату в ВВС, работая в компании Reliance Engineering вне службы. Мимс, Робертс и двое других коллег решили, что они могут разрабатывать и продавать комплекты электроники для моделирования ракет любителям. В выпуске Model Rocketry за декабрь 1969 года был опубликован пресс-релиз, написанный Мимсом, в котором сообщалось, что Reliance Engineering создала дочернюю компанию Micro Instrumentation and Telemetry Systems . [25] Они спроектировали и построили модули телеметрии у себя дома и в гаражах, но смогли продать только несколько сотен единиц. [26]

Опыт Мимса в области новой технологии светодиодов позволил ему продать статью в журнал Popular Electronics . Их ежемесячный тираж составлял 400 000 читателей по сравнению с тиражом Model Rocketry в 15 000. [27] Пятистраничная статья давала обзор физики устройства и типичных приложений; она была представлена ​​на обложке в ноябре 1970 года. [28] Мимс спросил редакторов, хотят ли они также историю проекта, и они согласились. Эд Робертс и Мимс разработали светодиодный коммуникатор, который передавал голос по инфракрасному лучу света на приемник, находящийся в сотнях футов. Читатели могли купить комплект деталей для сборки светодиодного коммуникатора Opticom у MITS за 15 долларов. [29] MITS продала чуть более сотни комплектов. MITS не зарабатывала на комплектах, а статьи в журналах приносили 400 долларов. Мимс уволился из ВВС и хотел продолжить карьеру в качестве технического писателя. Робертс выкупил своих первоначальных партнеров и сосредоточил компанию на развивающемся рынке электронных калькуляторов. На обложке журнала Popular Electronics за январь 1975 года был изображен компьютер Робертса Altair 8800. [30] Робертс попросил Мимса написать руководство пользователя Altair 8800 в обмен на собранный Altair, который Мимс передал в дар Национальному музею американской истории Смитсоновского института вместе со многими оригинальными документами MITS и своим аналоговым компьютером-транслятором для старших классов в 1987 году. [31] [32]

Автор

Форрест Мимс создал нарисованные от руки иллюстрации и рукописные тексты для многих своих книг и статей.

Мимс написал технические книги о полупроводниковых лазерах и светодиодах. [33] Он написал книгу об электронных калькуляторах в соавторстве со своим другом Эдом Робертсом в 1974 году. [34]

Лес Соломон, технический редактор Popular Electronics , любил встречаться с авторами журнала. Когда он был в отпуске в 1970 году, он посетил Форреста Мимса и Эда Робертса в Нью-Мексико. Соломон дал им советы по продаже проектных наборов, таких как «Opticom LED Communicator», но Мимс был действительно заинтересован в том, чтобы стать штатным писателем. Соломон объяснил бизнес по издательству журнала и помог Мимсу разместить статьи в Popular Electronics . Мимс также писал для других журналов; «Эксперимент с твердотельным лазером за 32 доллара» был представлен на обложке Radio-Electronics в июне 1972 года. [35] В октябре 1975 года Мимс убедил Арта Сальсберга, редактора Popular Electronics , предложить ему ежемесячную колонку «Уголок экспериментатора». Позже он добавил две дополнительные колонки: «Проект месяца» и «Разработки твердотельных устройств». Мимс писал для этого журнала, пока он не прекратил свое существование в апреле 1985 года. Тем временем Сальсберг начал издавать еще один любительский журнал, Modern Electronics ; а Мимс вел ежемесячную колонку и был редактором. [36]

В 1970-х годах электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и даже интегральные схемы, были достаточно распространены, чтобы интересные проекты можно было собрать дома с помощью простых инструментов. В магазинах Radio Shack продавались книги, в которых описывались проекты, которые можно было собрать с использованием компонентов, продававшихся в их магазинах. В 1972 году Мимс написал две книги о проектах для любителей для Radio Shack. [37] [38]

Его книги могли быть понятны любителям и были проиллюстрированы схематическими схемами, нарисованными от руки, и, в конечном итоге, рукописным текстом. Этот стиль оказался популярным, и Radio Shack заказала 36 книг между 1972 и 2003 годами. [39] Его «Понимание цифровых компьютеров» было продано более 100 000 экземпляров. Рукописные книги были проданы тиражом более 7 миллионов экземпляров, бестселлером из которых стала «Начало работы в электронике», которая была продана тиражом 1,3 миллиона экземпляров и все еще издается. К 1990-м годам компоненты стали меньше, и было трудно собирать электронные проекты с помощью недорогих ручных инструментов.

Интерес к электронным наборам и экспериментам снизился, и в 2003 году Radio Shack сократила количество своих проектных книг и компонентов. (Четыре тома 16 инженерных мини-блокнотов Mims' все еще доступны. [40] Mims разработал и написал руководства для трех лабораторных наборов Radio Shack: Electronics Learning Lab, Electronic Sensors Lab и Sun & Sky Monitoring Station.

Мимс также писал статьи для широкого круга журналов общего и технического содержания, а также 849 еженедельных научных колонок с 1999 по 2016 год для Seguin Gazette, [41] многие из которых также были опубликованы в San Antonio Express-News под заголовком «The Country Scientist» [42]

В 1990-х годах он начал серьезно заниматься наукой и писать об атмосферной науке и своих измерениях солнечного ультрафиолетового излучения и озонового слоя Земли с помощью самодельных приборов, которые появились из одной из его колонок для «The Amateur Scientist» в Scientific American («How ​​to Monitor Ultraviolet Radiation from the Sun», август 1990 г.). Его открытие дрейфа в измерениях озона спутником NASA Nimbus-7 привело к его первой публикации в престижном журнале Nature (FM Mims III, Satellite Monitoring Error, Nature 361, 505, 1993 [43]

Более двадцати его научных работ были опубликованы в ведущих рецензируемых журналах, включая Nature, Science, Applied Optics, Geophysical Research Letters, Journal of Geophysical Research, Bulletin of the American Meteorological Society, Photochemistry and Photobiology, EOS и Research Bulletin of the American Foundation for the Blind. Мимс был проинтервьюирован на The Amp Hour в выпуске № 171 — Интервью с Форрестом Мимсом — ученым Снелла Солисекуиуса, где он рассказал о своей карьере, противоречиях и своих научных исследованиях [44]. Он также дал интервью Hackaday (Forrest Mims, Radio Shack, And The Notebooks That Launched A Thousand Careers, [45] и написал «A Citizen Science AMA» для Reddit [46] и Slashdot Q&A. [47]

Из-за его ежегодных визитов в обсерваторию Мауна-Лоа на Гавайях с 1992 года для калибровки своих атмосферных приборов, Национальное управление океанических и атмосферных исследований поручило Мимсу написать «Гавайскую обсерваторию Мауна-Лоа: пятьдесят лет мониторинга атмосферы». Книга объемом 480 страниц со 100 цветными иллюстрациями была опубликована издательством Гавайского университета в 2012 году. [48]

Среди последних книг Мимса — «Environmental Science: An Explorer's Guide», 600-страничная книга с сотнями иллюстраций, опубликованная Intelligent Education (2018). Книга разделена на пять частей: Воздух, Земля, Огонь, Космос и Вода. Каждая часть завершается полевыми отчетами, в которых подробно описывается личный научный опыт Мимса. Мимс также написал «Make: Forrest Mims' Science Experiments», 212-страничную книгу, опубликованную Makermedia (2016), в которую вошли 30 научных колонок Мимса в журнале Make.

Генератор ступенчатого тона (Atari Punk Console)

Генератор ступенчатых тонов [49] представляет собой схему, которая использует двухтактную микросхему 556. Элементами управления являются два потенциометра . В 1982 году Мимс назвал схему «Синтезатор звука» [50], а затем переименовал ее в «Генератор ступенчатых тонов». Схема создает звуки, похожие на щипковые скрипичные звуки. [49] Экспериментаторы в области электронной музыки начали изучать эту схему, и из-за сходства звуков, которые она издает, со звуками Atari 2600 , один из членов команды производителя звуковых схем «Каустические машины» придумал название Atari Punk Console . [51]

Противоречие

Научный американец

В мае 1988 года Мимс написал в Scientific American, предлагая взять на себя колонку The Amateur Scientist, которой требовался новый редактор. Журнал отправил Мимса в Нью-Йорк для обсуждения деталей, но редактор передумал, узнав, что Мимс был практикующим христианином, отвергавшим теорию эволюции Дарвина и аборты. [52] [53]

Журнал Harper's (Paul Tough, март 1991 г., стр. 28-32) опубликовал расшифровку записи от 4 октября 1989 г. редактора журнала, сделанной Мимсом по совету его адвоката, в которой он объяснял, почему он планировал прекратить работу Мимса над "The Amateur Scientist". Редактор заявил: "Нет никаких сомнений в том, что сами по себе эти колонки великолепны. Если вы не делаете их для нас, вы должны сделать их для кого-то другого, потому что они великолепны. ... То, что вы написали, первоклассно. Это просто не проблема. Это кошмар связей с общественностью не дает мне спать". Журнал согласился опубликовать только три колонки, которые они попросили написать Мимса. [54] [55] [56]

По данным The Washington Post [57], после того, как Мимс обратился в Американскую ассоциацию содействия развитию науки , Шелдон Кримски, председатель Комитета AAAS по научной свободе и ответственности, ответил в письме, что: «... Мимсу — и косвенно Scientific American — было сказано, что «даже если человек придерживается религиозных убеждений, которые противоречат общепринятым в научном сообществе взглядам, эти убеждения не должны влиять на решения о публикации научных статей, если только эти убеждения не отражены в статьях». Американский союз защиты гражданских свобод Техаса предложил заняться делом Мимса, но он отказался. [58] Тем временем дело получило широкую огласку в крупных изданиях, таких как New York Times. [59]

Эрик Пианка

В 2006 году Мимс выразил обеспокоенность лекцией ученого Эрика Пианки от 3 марта 2006 года . Лекция состоялась на 109-м ежегодном собрании Техасской академии наук и была организована Университетом Ламара в Бомонте, штат Техас. Мимс утверждал, что Пианка пропагандировал геноцид с использованием генетически модифицированного вируса Эбола с целью уничтожения до 90% населения Земли. Пианка заявил, что Мимс вырвал его заявления из контекста и что Пианка объяснял, что произойдет, исходя только из биологических принципов, если нынешние тенденции в популяции людей сохранятся, и что он никоим образом не пропагандировал геноцид. [60] [ требуется проверка ]

Использование светодиодов в качестве узкополосных датчиков света

Светодиоды как излучатели двойного назначения и детекторы света

Интерес Мимса к светодиодам начался в 1962 году, когда он экспериментировал с фоточувствительными устройствами и обнаружил обратный эффект. В разделе «Обратное рассеяние» в онлайн-выпуске The Citizen Scientist Мимс сам описывает это: [61]

В 1962 году, когда я был старшеклассником, мне впервые пришла в голову идея, что датчики света должны быть способны работать и как детекторы света. Поэтому я подключил автомобильную катушку зажигания к фоторезистору из сульфида кадмия, включил питание и наблюдал яркие вспышки зеленого света, излучаемые полупроводником. Зеленые вспышки отчетливо отличались от желтых вспышек электрической дуги.

Во время учебы в колледже Мимс также продолжил свои исследования двойного использования светодиодов:

Изучая государственное управление (моя специализация) в колледже, я обнаружил, что некоторые кремниевые фотодиоды могут излучать ближнее инфракрасное излучение, которое может быть обнаружено аналогичными фотодиодами. Мне удалось посылать модулированные тона между такими фотодиодами. В 1971 году я продемонстрировал способность многих светодиодов обнаруживать свет, экспериментируя с оптоволоконной системой связи. Разместив по одному светодиоду на каждом конце волокна, можно было посылать сигналы в обоих направлениях по волокну, используя только одно полупроводниковое устройство двойного назначения на каждом конце волокна.

В 1980 году Мимс продемонстрировал концепцию двойного использования светодиодов, построив двунаправленную светодиодную схему голосовой связи, которая позволила двум людям передавать речь оптически по воздуху, а также через 100-метровый участок оптического волокна. Эта демонстрация была проведена на 1325 L Street в Вашингтоне, округ Колумбия, — том же самом месте, где Александр Грэхем Белл изобрел световую связь 100 лет назад. На демонстрации, которая была спонсирована Национальным географическим обществом, присутствовали представители National Geographic, Смитсоновского института и Bell Labs. Белл впервые продемонстрировал свой фотофон [62] 3 июня 1880 года.

В дополнение к использованию двухрежимного использования светодиодов для связи, Мимс решил использовать двойное использование светодиодов для выполнения измерений определенных свойств атмосферы. В статье, опубликованной в Applied Optics (1992), озаглавленной «Солнечный фотометр со светоизлучающими диодами в качестве спектрально селективных фотодиодов», [63] Мимс описывает, как светодиоды могут функционировать в качестве детекторов света. В 2002 году Мимс выпустил еще одну статью о светодиодном солнечном фотометре, «Недорогой и стабильный светодиодный солнечный фотометр для измерения столба водяного пара над Южным Техасом с 1990 по 2001 год». [64]

В дополнение к своим многочисленным книгам по электронике, написанным для Radio Shack , [65] Мимс разработал несколько электронных наборов для них. В частности, один набор использовал «эффект Мимса» светодиодов, используя 4 светодиода, действующих как узкополосные датчики света для проведения атмосферного анализа. Названный « Станцией мониторинга Солнца и Неба » [66] [67], этот набор — которого было продано 12 000 единиц — позволял пользователю проводить сложные научные измерения, включая измерение количества солнечного света, атмосферной дымки, атмосферного водяного пара, количества PAR (фотосинтетической радиации) и ET (внеземной постоянной). Станция мониторинга Солнца и Неба больше не поставляется Radio Shack.

32 года атмосферных измерений

Форрест М. Мимс III в честь 25-летия его атмосферных измерений (1990-2016)

Более тридцати лет Mims проводит точные и подробные атмосферные измерения. Они включают измерение озонового слоя, дымки (оптической толщины аэрозоля) и общего количества водяного пара в столбе.

Проект начался в мае 1988 года, когда Мимс начал экспериментировать с проведением измерений УФ-В с использованием самодельного оборудования. В 1989 году Мимс спроектировал и построил первый портативный спектрометр общего озона (TOPS) для мониторинга озона, а также приборы для измерения дымки и водяного пара. Первый озоновый прибор TOPS (портативный спектрометр общего озона) получил премию Rolex Award 1993 года. [68] [69]

4 февраля 1990 года эти приборы были впервые использованы в солнечный полдень для измерения озонового слоя, дымки (оптической толщины аэрозоля) и общего столба водяного пара. Фотография слева жены Мимса Минни была сделана 4 февраля 2016 года, в 26-ю годовщину.

Различные солнечные фотометры, радиометры и камеры на столе используются каждый день в солнечный полдень, когда солнце не закрыто облаками. См. Wikimedia и www.forrestmims.org для 25-летних диаграмм общего содержания озона, общего содержания водяного пара и оптической глубины (дымки). Оригинальный светодиодный солнечный фотометр Мимса (введенный в эксплуатацию осенью 1989 года) находится в его левой руке. Два Microtops II находятся в его правой руке. Один из первых (1997), а другой — единственный MicroTOPS II со светодиодами в качестве фотодетекторов.

Первый светодиодный солнечный фотометр Мимса все еще используется (он изображен держащим его на фотографии 26-й годовщины выше). Он имеет два светодиода, действующих как узкополосные датчики, один на 830 нм и другой на 940 нм (ближний ИК). Светодиод 830 нм предназначен для оптической глубины. Соотношение фототоков от светодиодов 830 нм и 940 нм обеспечивает общее количество водяного пара. [70]

Общее содержание озона было измерено Форрестом М. Мимсом III в обсерватории Джеронимо-Крик, штат Техас (1990-2016 гг.)

На диаграмме справа показано общее содержание озона, измеренное с 1990 по 2016 год.

Общее содержание озона (единицы Добсона) измеряется в солнечный полдень в обсерватории Джеронимо-Крик с 4 февраля 1990 года. Измерения проводились только при открытом солнце и без облаков. Мимс сравнивал свои измерения с Добсоном 76 и Брюэрсом 009 и 119 в обсерватории Мауна-Лоа каждый год с 1992 года.

Оптическая толщина аэрозоля (дымка) в обсерватории Джеронимо-Крик, Техас (1990-2016)

Помимо измерения общего содержания озона, Мимс с 1990 года измеряет оптическую толщину аэрозоля (ОТО) при длине волны 830 нм с помощью своего оригинального прибора. На диаграмме слева показаны данные.

Измерения производятся в солнечный полдень или около него, когда солнце не закрыто облаками. Пики указывают на дым, пыль и смог. Сахарские пылевые события измеряются каждое лето.

Общий объем водяного пара (осаждаемая вода), измеренный в обсерватории Джеронимо-Крик, Техас (1990-2016 гг.)

На диаграмме справа показано общее содержание водяного пара в атмосфере, измеренное с 1990 года. Общее содержание водяного пара в атмосфере измеряется при длинах волн 940 нм и 830 нм (опорная длина волны) с использованием того же солнечного фотометра, который впервые был использован 4 февраля 1990 года.

Соотношение этих двух длин волн дает общее количество водяного пара. Тенденция немного падает (приблизительно -1,5 мм/декаду). Калибровка: данные GPS NOAA из Галвестона, Техас, и обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи. Измерения проводятся в солнечный полдень или около него, когда облаков нет перед солнцем.

Водяной пар — ключевой газ глобального потепления. Пик 1997-98 гг. в данных Мимса пришелся на период сильного Эль-Ниньо. Во время Эль-Ниньо 2015-16 гг. такого пика не наблюдалось. Общая форма данных напоминает глобальный график водяного пара в текущем исследовании NVAP НАСА.

В дополнение к измерениям Мимса в его родном штате Техас, он проводил атмосферные измерения в Бразилии во время двух трехнедельных кампаний для Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. В августе 1995 года Мимс возглавил команду из двух человек для измерения озонового слоя во время кампании SCAR-B в Куябе в центральной Бразилии, поскольку озоновый прибор на борту спутника Nimbus-7 перестал работать. [71] [72] [73]

В августе 1997 года Мимс возглавил группу из двух человек, которая измеряла озоновый слой, оптическую плотность дыма, УФ-Б и водяной пар вблизи Альта-Флореста в Амазонии. [74] [75] [76] [77]

Осенью 1996 года Центр космических полетов имени Годдарда НАСА поручил Мимсу немедленно вылететь на место серии из 7 крупных лесных пожаров в Юте, Калифорнии, Вайоминге и Монтане. Ученый GSFC обнаружил, что новый спутниковый озоновый прибор также может обнаруживать дым, и Мимсу было поручено измерить общее содержание озона и оптическую глубину дыма во время пролетов спутников. [78]

В 2022 году в Бюллетене Американского метеорологического общества была опубликована 30-летняя работа Мимса по климатологии: «30-летняя климатология (1990–2020 гг.) оптической толщины аэрозоля и общего содержания водяного пара и озона в столбе атмосферы над Техасом». [79] Этот временной ряд теперь превосходит аналогичный ряд измерений на Столовой горе, Калифорния, проведенных Астрофизической обсерваторией Смитсоновского института (1926–1957 гг.).

Сумеречная наука

Последнее исследование Мимса включает измерение высоты аэрозольных слоев в атмосфере с использованием нового типа сумеречного фотометра. [80]

Сумеречный фотометр — это высокочувствительный экспонометр, который направлен на зенитное небо в течение часа после захода солнца или перед восходом солнца. Когда солнце садится вечером, край тени Земли над фиксированной точкой поднимается над головой. (Обратное происходит перед восходом солнца.) Частицы в освещенной солнцем атмосфере чуть выше тени Земли рассеивают солнечный свет по направлению к поверхности, где его можно обнаружить сумеречным фотометром. Высота этих частиц может быть рассчитана. [81]

Традиционно в сумеречной фотометрии используется телескоп, направленный в зенит, который фокусирует очень тусклые сумерки на фотодиод или фотоумножительную трубку, подключенную к многокаскадному усилителю. Конструкция Мимса уникальна тем, что в ней используется обычный светодиод в качестве детектора сумерек и нет внешней оптики за пределами эпоксидной линзы, в которой инкапсулирован чип светодиода. [82]

Вместо многокаскадного усилителя он использует один операционный усилитель с резистором обратной связи от 10 до 20 гигаом, чтобы обеспечить усиление от 10 до 20 миллиардов. [83] С 2013 года Мимс использовал несколько светодиодных сумеречных фотометров для обнаружения слоев дыма и пыли в тропосфере и вулканических аэрозолей в стратосфере. Диоксид серы от извержения вулкана Райкоке 21-23 июня 2019 года достиг стратосферы и покрыл большую часть северного полушария завесой из аэрозолей серной кислоты. Сумеречная фотометрия Мимса из Центрального Техаса и лидарные измерения с Гавайев показали, что высота самой плотной части завесы достигала 25 км и обычно составляла 16-20 км. [84]

Развитие науки

Форрест Мимс участвовал в формировании научно-ориентированной команды из своих троих детей. Дочь Сара использовала отбор проб дыма и спор с помощью воздушного змея, чтобы держать коллекцию высоко от местной земли и воздуха, одновременно проверяя дистанционное кондиционирование ветра. Форрест участвовал в установке стенда на земле для отбора проб ветра, но Сара хотела исключить местные влияния воздуха и земли. [85]

Ссылки

  1. ^ "Форрест М. Мимс III".
  2. ^ ab «Country Scientist» начинает сегодняшнюю колонку в Express-News ForrestMims.org, 30 октября 2006 г.
  3. ^ Шлезингер, Виктория (декабрь 2008 г.). «Ученые-любители, которые могли бы вылечить рак — из своих подвалов». Журнал Discover . Возможно, нет более плодовитого ученого-любителя, чем Форрест М. Мимс III, 64 года, из южного центрального Техаса.
  4. ^ Пауэлл, Кори С. (декабрь 2008 г.). «50 самых важных, влиятельных и многообещающих людей в науке». Журнал Discover . стр. 46.
  5. ^ "Watchmen for the World" (PDF) . Transformations . 3 . 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 2007-09-27 . Получено 2007-08-12 .
  6. ^ "Forrest M. Mims III". Международное общество по сложности, информации и дизайну (ISCID). Архивировано из оригинала 2013-12-30 . Получено 2010-11-16 .
  7. ^ "Forrest M. Mims, Fellow — Center for Science and Culture". Discovery Institute . Получено 27 октября 2021 г.
  8. ^ «Температура не влияет на глобальное потепление» Форрест Мимс, Seguin Gazette-Enterprise, 1 сентября 1999 г. Публикации, ForrestMims.org
  9. ^ "Вопросы и ответы об изменении климата". Архивировано из оригинала 4 февраля 2011 г. Получено 2006-12-05 .{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )Форрест М. Мимс III. Гражданский ученый, Общество ученых-любителей, 11 марта 2005 г.
  10. ^ Contemporary Authors Online, Gale, 2009. Воспроизведено в Biography Resource Center. Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Gale, 2009.
  11. ^ ab Heard, Robert (20 апреля 1966 г.). «Разработаны очки для слепых». Amarillo Globe Times . Амарилло, Техас. стр. 31.
  12. ↑ Мимс, Форрест (декабрь 1987 г.). «Самодельный аналоговый компьютер». Modern Electronics . Т. 4, № 12. С. 39–41. ISSN  0748-9889.
  13. ↑ Мимс (1986), 3-5.
  14. ^ «Новое устройство помогает слепым». The San Antonio Light . 15 апреля 1966 г. стр. 2.
  15. ↑ Галлагер, Шелдон М. (август 1972 г.). «Электронные „глаза“ позволяют незрячим „видеть“». Popular Mechanics . Т. 138, № 2. Hearst Magazines. С. 86–88. ISSN  0032-4558.
  16. ^ Мимс, Форрест М. (январь 1970). «Модель ракетостроения во Вьетнаме». Model Rocketry . 2 (4). Кембридж, Массачусетс: Model Rocketry, Inc: 23–25.
  17. ↑ «Нет замены таланту». Pacific Stars and Stripes . 23 (291). Токио, Япония: 9. 19 октября 1967 г.
  18. ↑ Винчестер, Джеймс Х. (12 октября 1967 г.). «Мир вокруг нас сегодня». Times-Bulletin . Ван Верт, Огайо. Central Press Association. стр. 14.Статья о работе Форреста Мимса в Школе для слепых мальчиков
  19. ^ «Солдат изобретает средство для наблюдения». Cedar Rapids Gazette . Сидар-Рапидс, Айова. 25 июня 1967 г. стр. 17А.Фотография девятилетнего Ле Куанг Маня из Сайгонской школы для слепых мальчиков с устройством обнаружения препятствий Мимса.
  20. ↑ Мимс (1986), 61–69.
  21. ↑ Карлин, Марджи (30 января 1970 г.). «Хотите полетать на ракете? Академия Альбк — это площадка». The Albuquerque Tribune . стр. B–10.
  22. ^ Флинн, Джордж Дж. (сентябрь 1969 г.). «Southwestern Model Rocket Conference». Model Rocketry . 1 (11). Кембридж, Массачусетс: Model Rocketry, Inc: 14–16.
  23. ^ Мимс, Форрест М. (сентябрь 1969 г.). «Транзисторный следящий свет для запускаемых в ночное время моделей ракет». Model Rocketry . 1 (11). Кембридж, Массачусетс: Model Rocketry, Inc: 9–11.
  24. ↑ Мимс (1986), 28.
  25. ^ "New Product Notes". Ракетное моделирование . 2 (3). Кембридж, Массачусетс: Model Rocketry, Inc: 37. Декабрь 1969.
  26. ↑ Мимс (1986), 27–32.
  27. ^ Журналы, отправляемые через Почтовое отделение США, должны были печатать заявление о праве собственности и тираже раз в год. В январе 1971 года Popular Electronics заявил, что средний тираж составил 382 910 экземпляров, а в январе 1971 года Model Rocketry заявил, что их тираж составил 14 500 экземпляров.
  28. ↑ Мимс, Форрест (ноябрь 1970 г.). «Светоизлучающие диоды». Popular Electronics . Т. 33, № 5. Ziff Davis. С. 35–43.
  29. ^ Мимс, Форрест; Генри Э. Робертс (ноябрь 1970 г.). «Соберите светодиодный коммуникатор — The Opticom». Popular Electronics . Т. 33, № 5. Ziff Davis. С. 45–50, 98–99.
  30. ^ Мимс (1986), 33-36.
  31. ^ "MITS and Mims". Компьютеры и электроника . 23 (1). Ziff-Davis: 60. Январь 1985. ISSN  0032-4485.Доктор Ута С. Мерцбак посетила Мимса, чтобы попросить пожертвования Смитсоновскому институту. «У него [Мимса] также есть Altair, который все еще работает и находится в отличном состоянии, подаренный ему Эдом Робертсом в обмен на написание руководства по эксплуатации машины».
  32. ^ "Altair Computer, 1975". Коллекция истории компьютеров . Смитсоновский национальный музей американской истории. Архивировано из оригинала 21 января 2012 года . Получено 27 мая 2011 года .Идентификатор объекта NMAH: 1987.0066.01. Этот Altair 8800 экспонировался на выставке Information Age с 1990 по 2006 год.
  33. ^ Кэмпбелл, Ральф; Мимс, Форрест (сентябрь 1972 г.). Полупроводниковые диодные лазеры . W.Foulsham. ISBN 0-572-00820-1.
  34. ^ Робертс, Х. Эдвард ; Форрест Мимс (1974). Электронные калькуляторы . Индианаполис: Howard W Sams. ISBN 978-0-672-21039-6.
  35. ↑ Мимс, Форрест (июнь 1972 г.). «Эксперимент с твердотельным лазером за 32 доллара». Радиоэлектроника . Т. 43, № 6. С. 44–51.
  36. ↑ Мимс (1986), 172, 199.
  37. ^ Мимс, Форрест (1972). Введение в электронику . Radio Shack.
  38. ^ Мимс, Форрест (1972). Введение в транзисторы и транзисторные проекты . Radio Shack.
  39. ^ Мимс, Форрест (2003). Станция мониторинга Солнца и Неба . Radio Shack.
  40. ^ Дэвид, Марк (18 декабря 2003 г.). «Дар хобби-электроники вдохновляет будущих инженеров». Electronic Design . 51 (28). ISSN  0013-4872.
  41. ^ "Seguin Gazette".
  42. ^ «Деревенский ученый».
  43. ↑ М. Форрест (февраль 1993 г.). «Природа, ошибка спутника». Nature . 361 (6412): 505. doi : 10.1038/361505a0 . S2CID  186244439.
  44. ^ "The Amp Hour #171 - Интервью с Форрестом Мимсом - ученым Снелла Солисекуиуса". The Amp Hour . 13 ноября 2013 г. Получено 22 декабря 2013 г.
  45. ^ "Интервью Hackaday Mims" . 18 января 2017 г.
  46. ^ "Гражданский ученый AMA". 4 ноября 2016 г.
  47. ^ "Slashdot Q&A". 9 июня 2014 г.
  48. ^ "MLO: 50 лет". 24 июня 2020 г.
  49. ^ ab Мимс, Форрест (1984). Мини-блокнот инженера: 555 схем таймера IC. стр. 22.
  50. ^ Мимс, Форрест (1982). Записная книжка инженера II: Справочник по применению интегральных схем. стр. 101.
  51. ^ III, Форрест М. Мимс (2016-08-03). Научные эксперименты Форреста Мимса: проекты своими руками со страниц Make. Maker Media, Inc. ISBN 978-1-68045-113-9.
  52. ↑ Шарп, Патрисия (январь 1991 г.). «Большой взрыв». Texas Monthly . Т. 19, № 1. Emmis Communications. стр. 40–43. ISSN  0148-7736.
  53. ↑ Колонка, Forrest Mims III Guest (9 февраля 2020 г.). «Mims: 30 лет измерений атмосферы над Сегуином». Seguin Gazette . Получено 12 июля 2022 г.
  54. ^ FM Mims III, Солнечные пятна и как их безопасно наблюдать , Scientific American, 262, 6, стр. 130-133, июнь 1990 г.
  55. ^ FM Mims III, Как контролировать ультрафиолетовое излучение Солнца, Scientific American, 263, 2, стр. 106-109, август 1990 г.
  56. ^ FM Mims III, Камера с дистанционным управлением, которая ловит ветер и снимает пейзаж , Scientific American, 263, 2, стр. 126-129, октябрь 1990 г.
  57. ^ «Большой взрыв над верой в Scientific American». The Washington Post .
  58. ^ Защита дарвинизма: как далеко это слишком далеко? Origins Research 13:1. Хартвиг, Марк
  59. ^ "New York Times: Наймите креациониста". The New York Times . 24 октября 1990 г.
  60. ^ Mobley, Jamie (2006-04-05). "The Gazette-Enterprise". Архивировано из оригинала 9 мая 2008 года . Получено 29 ноября 2010 года .
  61. ^ "Светодиоды как детекторы света". The Citizen Scientist: Обратное рассеяние . Архивировано из оригинала 24 декабря 2010 г. Получено 26 сентября 2013 г.
  62. ^ "Фотофон" (PDF) . Сборник исторических статей: Белл - Фотофон . Архивировано из оригинала (PDF) 20-02-2009 . Получено 12-02-2009 .
  63. ^ "Sun Photometer" (PDF) . Солнечный фотометр со светодиодами в качестве спектрально-селективных фильтров . Получено 2009-02-12 .
  64. ^ "Sun Photometer" (PDF) . Недорогой и стабильный светодиодный солнечный фотометр для измерения столба водяного пара над Южным Техасом с 1990 по 2001 год . Получено 2012-12-07 .
  65. ^ "Radio Shack". Архивировано из оригинала 2009-11-30 . Получено 2009-11-20 .
  66. ^ Гривз, Шелдон. «Станция мониторинга Солнца и Неба». Гражданин Ученый: Обзоры книг . Архивировано из оригинала 27 февраля 2012 г. Получено 26 сентября 2013 г.
  67. ^ Dziekan, Mike. "The Sun & Sky Monitoring Station's Calculation Worksheets". The Citizen Scientist: Feature 2. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 г. Получено 26 сентября 2013 г.
  68. ^ Мимс, Форрест М. (1999-04-02). «Любительская наука — сильная традиция, светлое будущее». Science . 284 (5411): 55–56. Bibcode :1999Sci...284...55M. doi :10.1126/science.284.5411.55. ISSN  0036-8075. S2CID  162370774.
  69. ^ "Гражданский ученый - Rolex Awards". rolex.org . Получено 2020-07-14 .
  70. ^ FM Mims III, Солнечный фотометр со светоизлучающими диодами в качестве спектрально-селективных детекторов, Прикладная оптика, 31, 33, 6965-6967, 1992.
  71. ^ FM Mims III, Оптическая толщина аэрозоля, ультрафиолет-B и общая освещенность неба во время SCAR-B (Бразилия), окончательный отчет по заказу NASA № S-59036-Z, 1995.
  72. ^ FM Mims III, Дым и тропические леса, Science 270, 5243, 1995.
  73. ^ FM Mims III, УФ-излучение и полевые эксперименты, BioScience 46, 564-565, 1996.
  74. ^ FM Mims III, BN Holben, TF Eck, BC Montgomery и WB Grant, Дымное небо, комары и болезни, Science 276, 1774-1775, 1997.
  75. ^ FM Mims III и Брэдли С. Уайт, Научные исследования во время пожароопасного сезона 1997 года в Альта-Флореста, Бразилия, окончательный отчет по заказу НАСА S-97728-Z, 1997.
  76. ^ FM Mims III, Влияние тропического дыма на здоровье, Nature 390, 222-223, 1997.
  77. ^ Форрест М. Мимс III, Птичий грипп и УФ-В, блокируемые дымом биомассы (письмо), Перспективы охраны окружающей среды 113, A806-7, 2005.
  78. ^ FM Mims III, Оптическая толщина аэрозоля, общее количество озона, УФ-B, диффузное/общее солнечное излучение и поляризация неба через дым лесных пожаров и стратосферные аэрозоли во время пролетов TOMS, окончательный отчет по заказу NASA № S-78417-Z, 1996.
  79. ^ Мимс, Форрест М. (2022-01-01). «30-летняя климатология (1990–2020) оптической толщины аэрозоля и общего содержания водяного пара и озона в столбе атмосферы над Техасом». Бюллетень Американского метеорологического общества . 103 (1): E101–E109. doi : 10.1175/BAMS-D-21-0010.1 . ISSN  0003-0007.
  80. ^ Шах, ГМ (1993). Изучение аэрозолей в атмосфере методом сумеречного рассеяния . Tellus XXII. стр. 82.
  81. ^ Падма Кумари, Б. (2008). Исследование атмосферных аэрозолей методом сумеречной фотометрии . J Atmos and Ocean Tech 25. стр. 1600.
  82. ^ Мимс, Форрест (1993). Солнечный фотометр со светоизлучающими диодами в качестве спектрально-селективных детекторов . Т. 31. Прикладная оптика. С. 6965.
  83. ^ Мимс, Форрест (2016). Постройте сумеречный фотометр. Makezine. стр. 63.
  84. ^ Мимс, Форрест (2020). Высота облаков аэрозолей вулкана Райкоке над Техасом и Гавайями . Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию.
  85. ^ Научная семья http://earthobservatory.nasa.gov/Features/SmokeSecret/smoke_secret4.php

Источники

Книги

Список книг, брошюр, руководств Форреста Мимса.

Радиолавка
Другой

Внешние ссылки

Споры, связанные с Пианкой