Номер 2, страница 210 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

2. Почему истинная продолжительность дня больше промежутка времени между восходом и заходом Солнца?

2. Истинная продолжительность светового дня, то есть период времени, в течение которого наблюдатель на Земле видит хотя бы часть солнечного диска, больше, чем промежуток времени, за который центр Солнца пересекает математический (истинный) горизонт. Это явление объясняется двумя основными причинами.

Первая причина — атмосферная рефракция. Земная атмосфера неоднородна по плотности: у поверхности она плотнее, чем на высоте. Из-за этого световые лучи, проходя сквозь нее, преломляются (искривляются). Когда Солнце находится низко над горизонтом, его лучи проходят длинный путь в атмосфере, и эффект преломления становится особенно заметным. Он заключается в том, что видимое положение Солнца оказывается выше его истинного, геометрического положения. У самого горизонта эта разница, называемая рефракцией, достигает примерно $34$ угловых минут ($34'$). Таким образом, мы видим Солнце на линии горизонта в тот момент, когда оно на самом деле уже опустилось под него (при заходе) или еще не поднялось над ним (при восходе).

Вторая причина — угловой размер Солнца и определение восхода/захода. Восход и заход Солнца определяются не по его центру, а по верхнему краю. Восход — это момент появления верхнего края солнечного диска над горизонтом, а заход — момент его исчезновения. Угловой диаметр Солнца составляет в среднем $32'$, значит, его радиус — около $16'$. Следовательно, в момент, когда мы наблюдаем появление самого верхнего края Солнца, его центр все еще находится под горизонтом на высоте, равной его радиусу ($16'$).

Оба эти эффекта складываются. В результате мы начинаем видеть Солнце, когда его центр находится под горизонтом на общую угловую величину примерно $34' + 16' = 50'$. Аналогичная ситуация происходит и при заходе. Это приводит к тому, что общая продолжительность светового дня увеличивается на несколько минут по сравнению с чисто геометрическим расчетом (без учета атмосферы и размера диска Солнца).

Ответ: Истинная продолжительность дня (светового времени суток) больше промежутка времени между восходом и заходом Солнца из-за двух факторов: атмосферной рефракции, которая «приподнимает» видимое положение Солнца над его истинным положением, и того, что моменты восхода и захода определяются по верхнему краю солнечного диска, а не по его центру. Оба эти явления приводят к тому, что мы видим Солнце над горизонтом дольше, чем оно находится там геометрически.