Номер 761, страница 115 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Преломление света. Физический смысл показателя преломления. Дисперсия света. Цвета тел. Типы оптических спектров - номер 761, страница 115.

Условие.

761. Почему, измеряя высоту небесного тела над горизонтом, мы находим её большей, чем она есть в действительности?

Решение.

Решение

Это явление объясняется атмосферной рефракцией. Свет от небесных тел, проходя через земную атмосферу, преломляется.

Атмосфера Земли является оптически неоднородной средой: её плотность и, как следствие, показатель преломления уменьшаются с высотой. Когда лучи света от небесного тела (например, звезды или Солнца) входят в атмосферу из космического пространства (среды с показателем преломления, близким к единице), они попадают во всё более плотные слои воздуха. Согласно закону преломления света, при переходе из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления, луч отклоняется к нормали. В случае с атмосферой это означает, что путь светового луча искривляется, становясь вогнутым по отношению к земной поверхности.

Наблюдатель на Земле воспринимает положение небесного тела по направлению касательной к траектории светового луча в той точке, где луч попадает в глаз. Эта касательная направлена выше, чем истинное положение небесного тела, если бы атмосферы не было. Таким образом, видимая (измеренная) высота небесного тела над горизонтом всегда оказывается больше его истинной высоты.

Величина этого эффекта максимальна для объектов, находящихся у самого горизонта, так как их свет проходит наиболее длинный путь в атмосфере. Для небесного тела, находящегося в зените (прямо над головой), рефракция равна нулю, так как лучи света входят в атмосферу перпендикулярно её слоям.

Ответ: Измеряемая высота небесного тела над горизонтом оказывается больше действительной из-за преломления (рефракции) света в неоднородной земной атмосфере. Лучи света от небесного тела искривляются, проходя через слои воздуха разной плотности, в результате чего видимое положение объекта на небе смещается вверх относительно его истинного положения.