Номер 23, страница 9 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-З. Виды теплопередачи - номер 23, страница 9.

Условие.

23. Если в весенний солнечный день выйти в поле и посмотреть вдоль поверхности вспаханного участка земли, то все предметы за ним кажутся нам колеблющимися. Объясните причину наблюдаемого явления.

Решение.

23. Это явление, известное как тепловое марево или атмосферная рефракция, возникает из-за неоднородного нагрева воздуха у поверхности земли и последующего преломления в нем света.

В солнечный весенний день темная вспаханная земля интенсивно поглощает солнечное излучение и сильно нагревается. От горячей поверхности земли нагревается прилегающий к ней слой воздуха. Плотность нагретого воздуха уменьшается, и он начинает подниматься вверх в виде струй и вихрей. На его место опускается более холодный и плотный воздух сверху. Этот процесс непрерывного перемешивания воздуха называется конвекцией.

В результате над поверхностью земли образуется оптически неоднородная среда, состоящая из постоянно движущихся объемов воздуха с разной температурой и, следовательно, с разной плотностью. Показатель преломления света в воздухе напрямую зависит от его плотности: чем меньше плотность (то есть чем выше температура), тем меньше показатель преломления.

Световые лучи, идущие от предметов за полем, проходят через этот турбулентный слой воздуха. Переходя из области с одной температурой в область с другой, лучи многократно и хаотично преломляются (искривляются). Поскольку потоки воздуха находятся в постоянном движении, путь световых лучей до глаза наблюдателя непрерывно меняется. Это приводит к тому, что видимое положение предметов постоянно смещается и искажается, что и воспринимается как их колебание или дрожание.

Ответ: Причина наблюдаемого явления — преломление света в неоднородных и постоянно движущихся (из-за конвекции) слоях воздуха над нагретой солнцем поверхностью земли. Разная температура воздушных потоков приводит к разному показателю преломления, что вызывает случайное искривление световых лучей и, как следствие, "дрожание" изображения предметов.