Номер 68.5, страница 231 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 68. Преломление света. Глава 9. Оптические явления - номер 68.5, страница 231.

68.5 [1562] Девочка видит Луну под углом 30° над горизонтом. Если мысленно провести прямую линию от глаза девочки в сторону видимого диска Луны, то можно ли утверждать, что Луна находится на этой прямой? Объясните почему.

Нет, утверждать, что Луна находится на этой прямой, нельзя.

Объяснение заключается в явлении атмосферной рефракции.

Свет от Луны, прежде чем достигнуть глаза наблюдателя на Земле, проходит через земную атмосферу. Атмосфера представляет собой оптически неоднородную среду: ее плотность и, следовательно, показатель преломления уменьшаются с высотой. Из-за этого световые лучи, входя в атмосферу из космоса, преломляются и искривляются. Траектория луча изгибается в сторону более плотных слоев воздуха, то есть по направлению к поверхности Земли.

Наблюдатель видит небесное тело в том направлении, откуда свет приходит в его глаз в данный момент. Это направление соответствует касательной к искривленной траектории светового луча в точке наблюдения. В результате этого эффекта видимое положение любого небесного тела на небе оказывается выше его истинного, геометрического положения.

Таким образом, прямая линия, которую мысленно проводит девочка, — это направление на видимое (кажущееся) положение Луны. Настоящая же Луна находится ниже на этой воображаемой линии, на продолжении искривленного луча света, который и попал в глаз девочке. Чем ниже объект над горизонтом, тем сильнее проявляется эффект рефракции.

Ответ: нет, Луна на самом деле не находится на этой прямой. Из-за явления атмосферной рефракции (искривления света в атмосфере Земли) мы видим Луну выше, чем она расположена в действительности. Прямая линия от глаза наблюдателя указывает на видимое, а не на истинное положение Луны.