Àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ

Äåòñêàÿ íàó÷íàÿ ëàáîðàòîðèÿ

Ñïðàâî÷íèê / Äåòñêàÿ íàó÷íàÿ ëàáîðàòîðèÿ

Êîììåíòàðèè ê ñòàòüå Êîììåíòàðèè ê ñòàòüå

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.

 Ðåêîìåíäóåì èíòåðåñíûå ñòàòüè ðàçäåëà Äåòñêàÿ íàó÷íàÿ ëàáîðàòîðèÿ:

▪ Êàêàÿ ôîðìà Çåìëè íà ñàìîì äåëå?

▪ Òîëüêî äëÿ óøåé ñîáàêè

▪ Âåñû íà àðõèìåäîâîé ñïèðàëè

Ñìîòðèòå äðóãèå ñòàòüè ðàçäåëà Äåòñêàÿ íàó÷íàÿ ëàáîðàòîðèÿ.

×èòàéòå è ïèøèòå ïîëåçíûå êîììåíòàðèè ê ýòîé ñòàòüå.

<< Íàçàä

Ðåêîìåíäóåì ñêà÷àòü â íàøåé Áåñïëàòíîé òåõíè÷åñêîé áèáëèîòåêå:

▪ 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

Îñòàâüòå ñâîé êîììåíòàðèé ê ýòîé ñòàòüå:

Èìÿ:


E-mail (íå îáÿçàòåëüíî):


Êîììåíòàðèé:

[lol][cry][!][?]




Áåñïëàòíàÿ òåõíè÷åñêàÿ áèáëèîòåêà Áåñïëàòíàÿ òåõíè÷åñêàÿ äîêóìåíòàöèÿ äëÿ ëþáèòåëåé è ïðîôåññèîíàëîâ

All languages of the site:


Arabic

Hebrew

Polish

Bengali

Hindi

Portuguese

Chinese

Italian

Spanish

English

Japanese

Turkish

French

Korean

Ukrainian

German

Malay

Vietnamese