![]() |
ÄÅÒÑÊÀß ÍÀÓ×ÍÀß ËÀÁÎÐÀÒÎÐÈß Àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ Ñïðàâî÷íèê / Äåòñêàÿ íàó÷íàÿ ëàáîðàòîðèÿ Àòìîñôåðíîé ðåôðàêöèåé íàçûâàåòñÿ îòêëîíåíèå ñâåòîâûõ
ëó÷åé îò ïðÿìîé ëèíèè ïðè ïðîõîæäåíèè èìè àòìîñôåðû èç-çà èçìåíåíèÿ ïëîòíîñòè
âîçäóõà ñ âûñîòîé. Àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ îêîëî çåìíîé ïîâåðõíîñòè ñîçäàåò ìèðàæè
è ìîæåò ïðèâîäèòü ê òîìó, ÷òî äàëåêèå îáúåêòû áóäóò êàçàòüñÿ ìåðöàþùèìè,
äðîæàùèìè, íàõîäÿùèìèñÿ âûøå èëè íèæå ñâîåãî èñòèííîãî ïîëîæåíèÿ. Êðîìå òîãî,
ôîðìà îáúåêòîâ ìîæåò áûòü èñêàæåíà - îíè ìîãóò êàçàòüñÿ ñïëþñíóòûìè èëè
ðàñòÿíóòûìè. Òåðìèí "ðåôðàêöèÿ" îòíîñèòñÿ òàê
æå è ê ðåôðàêöèè çâóêà.
Àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé òîãî, ÷òî
àñòðîíîìè÷åñêèå îáúåêòû ïðèïîäíèìàþòñÿ íàä ãîðèçîíòîì íåñêîëüêî âûøå, ÷åì îíè
åñòü íà ñàìîì äåëå. Ðåôðàêöèÿ âëèÿåò íå òîëüêî íà ñâåòîâûå ëó÷è íî è íà âñå
ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå, õîòÿ è â ðàçíîé ñòåïåíè. Íàïðèìåð, â âèäèìîì ñâåòå,
ñèíèé öâåò áîëüøå ïîäâåðæåí âîçäåéñòâèþ ðåôðàêöèè, ÷åì êðàñíûé. Ýòî ìîæåò
ïðèâîäèòü ê òîìó, ÷òî àñòðîíîìè÷åñêèå îáúåêòû ðàñïëûâàþòñÿ â ñïåêòð íà
èçîáðàæåíèÿõ ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì.
Ïî âîçìîæíîñòè àñòðîíîìû ïëàíèðóþò ñâîè íàáëþäåíèÿ ïðè ïðîõîæäåíèè íåáåñíûì
ñâåòèëîì âåðõíåé òî÷êè êóëüìèíàöèè, êîãäà îíî íàõîäèòñÿ âûøå âñåãî íàä
ãîðèçîíòîì. Òàêæå ïðè îïðåäåëåíèè êîîðäèíàò ñóäíà ìîðÿêè íèêîãäà íå áóäóò
èñïîëüçîâàòü ñâåòèëî, âûñîòà êîòîðîãî ìåíåå 20° íàä ãîðèçîíòîì. Åñëè íàáëþäåíèÿ
ñâåòèëà, íàõîäÿùåãîñÿ áëèçêî ê ãîðèçîíòó íåëüçÿ èçáåæàòü, òî ìîæíî îáîðóäîâàòü
òåëåñêîï ñèñòåìàìè óïðàâëåíèÿ äëÿ êîìïåíñàöèè ñìåùåíèÿ, âûçâàííîãî ïðåëîìëåíèåì
ñâåòà â àòìîñôåðå. Åñëè äèñïåðñèÿ òîæå ÿâëÿåòñÿ ïðîáëåìîé (â ñëó÷àå
èñïîëüçîâàíèÿ øèðîêîïîëîñíîé êàìåðû ïðè íàáëþäåíèÿõ ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì), òî
ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî êîððåêòèðîâàíèå ïðåëîìëåíèÿ ñâåòà â àòìîñôåðå (èñïîëüçóÿ
ïàðó âðàùàþùèõñÿ ñòåêëÿííûõ ïðèçì). Íî òàê êàê ñòåïåíü àòìîñôåðíîé ðåôðàêöèè
çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû è äàâëåíèÿ, à òàêæå âëàæíîñòè (êîëè÷åñòâà âîäÿíîãî ïàðà,
÷òî îñîáåííî âàæíî ïðè íàáëþäåíèè â ñåðåäèíå èíôðàêðàñíîé îáëàñòè ñïåêòðà), òî
êîëè÷åñòâî óñèëèé, íåîáõîäèìûõ äëÿ óñïåøíîé êîìïåíñàöèè ìîæåò áûòü íåïîìåðíî
âûñîêèì.
Àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ ìåøàåò íàáëþäåíèÿì ñèëüíåå âñåãî
òîãäà, êîãäà îíà íå ÿâëÿåòñÿ îäíîðîäíîé, íàïðèìåð, ïðè íàëè÷èè òóðáóëåíòíîñòè â
âîçäóõå. Ýòî ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé ìåðöàíèÿ çâåçä è äåôîðìàöèè âèäèìîé ôîðìû ñîëíöå
íà çàêàòå è âîñõîäå.
Çíà÷åíèÿ àòìîñôåðíîé ðåôðàêöèè
Àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ ðàâíà íóëþ â çåíèòå, ìåíüøå 1'
(îäíà ìèíóòà äóãè) ïðè âèäèìîé âûñîòå 45° íàä ãîðèçîíòîì, è äîñòèãàþò âåëè÷èíû
5,3' ïðè 10° âûñîòû; ðåôðàêöèÿ áûñòðî óâåëè÷èâàåòñÿ ñ óìåíüøåíèåì âûñîòû,
äîñòèãàÿ 9,9' ïðè 5° âûñîòû, 18,4' ïðè 2° âûñîòû, è 35,4' íà ãîðèçîíòå (1976
Àëëåí, 125); âñå çíà÷åíèÿ ïîëó÷åíû ïðè òåìïåðàòóðå 10°Ñ è àòìîñôåðíîì äàâëåíèè
101,3 êÏà.
Íà ãîðèçîíòå âåëè÷èíà àòìîñôåðíîé ðåôðàêöèè íåìíîãî áîëüøå, ÷åì âèäèìûé
äèàìåòð Ñîëíöà. Ïîýòîìó êîãäà ïîëíûé äèñê ñîëíöà âèäåí ÷óòü âûøå ãîðèçîíòà, òî
îí âèäåí ëèøü áëàãîäàðÿ ðåôðàêöèè, òàê êàê åñëè áû íå áûëî àòìîñôåðû, òî íè
îäíîé ÷àñòè ñîëíå÷íîãî äèñêà íå áûëî áû âèäíî.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíÿòûì ñîãëàøåíèåì âðåìÿ âîñõîäà è çàõîäà Ñîëíöà îòíîñÿò ê
âðåìåíè, êîãäà âåðõíèé êðàé Ñîëíöà ïîÿâëÿåòñÿ èëè èñ÷åçàåò íàä ãîðèçîíòîì;
ñòàíäàðòíîå çíà÷åíèå äëÿ èñòèííîé âûñîòû Ñîëíöà ñîñòàâëÿåò -50'...-34' äëÿ
ðåôðàêöèè è -16' äëÿ ïîëóäèàìåòðà Ñîëíöà (âûñîòà íåáåñíîãî òåëà îáû÷íî äàåòñÿ
äëÿ öåíòðà åãî äèñêà).  ñëó÷àå ñ Ëóíîé äîïîëíèòåëüíûå ïîïðàâêè íåîáõîäèìû äëÿ
òîãî, ÷òî áû ó÷åñòü ãîðèçîíòàëüíûé ïàðàëëàêñ Ëóíû è åå êàæóùèéñÿ ïîëóäèàìåòð,
êîòîðûé ìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ðàññòîÿíèÿ ñèñòåìû Çåìëÿ-Ëóíà.
Åæåäíåâíûå èçìåíåíèÿ ïîãîäû âëèÿþò íà òî÷íîå âðåìÿ âîñõîäà è çàõîäà ñîëíöà è
ëóíû (ñì. ñòàòüþ "Ðåôðàêöèÿ ó ãîðèçîíòà"), è ïî ýòîé ïðè÷èíå íå èìååò ñìûñëà
ïðèâîäèòü âðåìÿ âèäèìîãî çàõîäà è âîñõîäà ñâåòèë ñ òî÷íîñòüþ áîëüøåé, ÷åì ìèíóòà
äóãè (ïîäðîáíåå ýòî îïèñàíî â êíèãå "Àñòðîíîìè÷åñêèå àëãîðèòìû", Äæèí Ìååóñ,
1991 ãîä, ñòð. 103). Áîëåå òî÷íûå ðàñ÷åòû ìîãóò áûòü ïîëåçíû äëÿ îïðåäåëåíèÿ
ïðîèñõîäÿùèõ èçî äíÿ â äåíü èçìåíåíèé âðåìåíè âîñõîäà è çàõîäà ñâåòèë ïðè
èñïîëüçîâàíèè ñòàíäàðòíûõ âåëè÷èí ðåôðàêöèè, òàê êàê ïîíÿòíî, ÷òî ðåàëüíûå
èçìåíåíèÿ ìîãóò îòëè÷àòüñÿ èç-çà íåïðåäñêàçóåìûõ èçìåíåíèé âåëè÷èíû ðåôðàêöèè.
Èç-çà òîãî ÷òî àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ ñîñòàâëÿåò
34' íà ãîðèçîíòå, è òîëüêî 29 ìèíóò äóãè íà âûñîòå 0,5° íàä ãîðèçîíòîì, òî ïðè
çàõîäå èëè âîñõîäå ñîëíöà êàæåòñÿ, ÷òî îíî ñïëþùåíî ïðèìåðíî íà 5' (÷òî
ñîñòàâëÿåò îêîëî 1/6 åãî âèäèìîãî äèàìåòðà).
Ðàñ÷åò àòìîñôåðíîé ðåôðàêöèè
Ñòðîãèé ðàñ÷åò ïðåëîìëåíèÿ òðåáóåò ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ, èñïîëüçóÿ ýòîò
ìåòîä, îïèñàííûé â ñòàòüå Àóýðà è Ñòåíäèøà Àñòðîíîìè÷åñêàÿ
ðåôðàêöèÿ: ðàñ÷åò äëÿ âñåõ çåíèòíûõ óãëîâ, 2000. Áåííåòò (1982) â ñâîåé
ñòàòüå "Ðàñ÷åò àñòðîíîìè÷åñêîé ðåôðàêöèè äëÿ ïðèìåíåíèÿ â ìîðñêîé
íàâèãàöèè" âûâåë ïðîñòóþ ýìïèðè÷åñêóþ ôîðìóëó äëÿ îïðåäåëåíèÿ
âåëè÷èíû ðåôðàêöèè â çàâèñèìîñòè îò âèäèìîé âûñîòû ñâåòèë, èñïîëüçóÿ àëãîðèòì Ãàðôèíêåëÿ
(1967) â êà÷åñòâå îïîðíîãî, åñëè ha -
ýòî âèäèìàÿ âûñîòà ñâåòèëà â ãðàäóñàõ, òî ðåôðàêöèÿ R â
óãëîâûõ ìèíóòàõ áóäåò ðàâíà
![]() òî÷íîñòü ôîðìóëû ñîñòàâëÿåò äî 0,07' äëÿ âûñîò îò 0° äî -90° (Meeus 1991,
102). Ñìàðäñîí (1986) âûâåë ôîðìóëó äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåôðàêöèè îòíîñèòåëüíî
èñòèííîé âûñîòû ñâåòèë; åñëè h - ýòî èñòèííàÿ
âûñîòà ñâåòèëà â ãðàäóñàõ, òî ðåôðàêöèÿ R â
óãëîâûõ ìèíóòàõ ñîñòàâèò
![]() ôîðìóëà ñîãëàñóåòñÿ ñ ôîðìóëîé Áåííåòòà ñ òî÷íîñòüþ äî 0.1'. Îáå ôîðìóëû
áóäóò âåðíûìè ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè ðàâíîì 101,0 êÏà è òåìïåðàòóðå 10° Ñ; äëÿ
ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé äàâëåíèÿ Ð è òåìïåðàòóðû Ò ðåçóëüòàò
ðàñ÷åòà ðåôðàêöèè, ïðîèçâåäåííûé ïî ýòèì ôîðìóëàì ñëåäóåò óìíîæèòü íà
![]() (ïî äàííûì Ìååóñà, 1991, 103). Ðåôðàêöèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ ïðèìåðíî íà 1% ïðè
óâåëè÷åíèè äàâëåíèÿ íà êàæäûå 0,9 êÏà è óìåíüøàåòñÿ ïðèìåðíî íà 1% íà êàæäûå 0,9
êÏà ñíèæåíèÿ äàâëåíèÿ. Òî÷íî òàê æå ðåôðàêöèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ ïðèìåðíî íà 1% ïðè
óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû íà êàæäûå 3° Ñ è ðåôðàêöèÿ óìåíüøàåòñÿ ïðèìåðíî íà 1% ïðè
ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû íà êàæäûå 3° Ñ.
![]() Ãðàôèê çàâèñèìîñòè âåëè÷èíû ðåôðàêöèè îò âûñîòû (Áåííåò, 1982) Ñëó÷àéíûå àòìîñôåðíûå ýôôåêòû, âûçâàííûå ðåôðàêöèåé
Òóðáóëåíòíîñòü àòìîñôåðû óâåëè÷èâàåò è óìåíüøàåò âèäèìóþ ÿðêîñòü çâåçä, äåëàÿ
èõ ÿð÷å èëè ñëàáåå çà ìèëëèñåêóíäû. Ìåäëåííûå êîìïîíåíòû ýòèõ êîëåáàíèé âèäíû
íàì êàê ìåðöàíèå.
Êðîìå òîãî, òóðáóëåíòíîñòü âûçûâàåò íåáîëüøèå ñëó÷àéíûå ïåðåìåùåíèÿ âèäèìîãî
èçîáðàæåíèÿ çâåçäû, à òàêæå ïðîèçâîäèò áûñòðûå èçìåíåíèÿ â åãî ñòðóêòóðå. Ýòè
ýôôåêòû íå âèäíû íåâîîðóæåííûì ãëàçîì, íî èõ ëåãêî óâèäåòü äàæå â íåáîëüøîé
òåëåñêîï.
▪ Êàêàÿ ôîðìà Çåìëè íà ñàìîì äåëå?
▪ ðàçäåë ñàéòà Óñèëèòåëè íèçêîé ÷àñòîòû ▪ æóðíàëû Elektronika dla Wszystkich (ãîäîâûå àðõèâû) ▪ êíèãà Ïîâîðîòíûé èíäóêòîñèí. Áû÷àòèí Ä.À., Ãîëüäìàí È.ß., 1969 ▪ êíèãà Ñïðàâî÷íèê ïî ýëåêòðîâàêóóìíûì è ïîëóïðîâîäíèêîâûì ïðèáîðàì. Áðîéäå À.Ì., 1960 ▪ ñòàòüÿ Èìïóëüñíûé áëîê ïèòàíèÿ ñ ðåãóëÿòîðîì íàïðÿæåíèÿ 1å.32 V ìîùíîñòüþ 200 W ▪ ñòàòüÿ Ñàìîäåëüíûé ÈÁÏ äëÿ èìïîðòíîãî òðàíñèâåðà ▪ ñïðàâî÷íèê Ñåðâèñíûå ðåæèìû òåëåâèçîðîâ çàðóáåæíûõ òåëåâèçîðîâ. Êíèãà ¹8
|