Атмосферна рефракція. Креслення, опис

ДИТЯЧА НАУКОВА ЛАБОРАТОРІЯ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Дитяча наукова лабораторія

атмосферна рефракція. Дитяча наукова лабораторія

Дитяча наукова лабораторія

Атмосферною рефракцією називається відхилення світлових променів від прямої лінії під час проходження ними атмосфери через зміну щільності повітря з висотою. Атмосферна рефракція біля земної поверхні створює міражі і може призводити до того, що далекі об'єкти здаватимуться мерехтливими, тремтячими, що знаходяться вище або нижче за своє істинне становище. Крім того, форма об'єктів може бути спотворена – вони можуть здаватися сплюснутими або розтягнутими. Термін "рефракція" відноситься так само і до рефракції звуку.

Атмосферна рефракція є причиною того, що астрономічні об'єкти піднімаються над горизонтом дещо вищими, ніж вони є насправді. Рефракція впливає як на світлові промені а й у всі електромагнітне випромінювання, хоча й у різною мірою. Наприклад, у видимому світлі, синій колір більше схильний до дії рефракції, ніж червоний. Це може призвести до того, що астрономічні об'єкти розпливаються у спектр на зображеннях з високою роздільною здатністю.

По можливості астрономи планують свої спостереження при проходженні небесним світилом верхньої точки кульмінації, коли воно знаходиться над горизонтом. Також при визначенні координат судна моряки ніколи не використовуватимуть світило, висота якого менше 20° над горизонтом. Якщо спостереження світила, що знаходиться близько до горизонту, не можна уникнути, то можна обладнати телескоп системами управління для компенсації зміщення, викликаного заломленням світла в атмосфері. Якщо дисперсія теж є проблемою (у разі використання широкосмугової камери при спостереженнях з високою роздільною здатністю), то може бути використане коригування заломлення світла в атмосфері (використовуючи пару скляних призм, що обертаються). Але оскільки ступінь атмосферної рефракції залежить від температури та тиску, а також вологості (кількості водяної пари, що особливо важливо при спостереженні в середині інфрачервоної області спектру), кількість зусиль, необхідних для успішної компенсації може бути непомірно високою.

Атмосферна рефракція заважає спостереженням найсильніше тоді, коли вона не є однорідною, наприклад, за наявності турбулентності у повітрі. Це є причиною мерехтіння зірок та деформації видимої форми сонце на заході сонця та сході.

Значення атмосферної рефракції

Атмосферна рефракція дорівнює нулю в зеніті, менше 1 '(одна хвилина дуги) при видимій висоті 45° над горизонтом, і досягають величини 5,3' при 10° висоти; рефракція швидко збільшується із зменшенням висоти, досягаючи 9,9' при 5° висоти, 18,4' при 2° висоти, та 35,4' на горизонті (1976 Аллен, 125); всі значення отримані при температурі 10°З атмосферному тиску 101,3 кПа.

На горизонті величина атмосферної рефракції трохи більша, ніж видимий діаметр Сонця. Тому коли повний диск сонця видно трохи вище за горизонт, то він видно лише завдяки рефракції, оскільки якби не було атмосфери, то жодної частини сонячного диска не було б видно.

Відповідно до прийнятої угоди, час сходу і заходу Сонця відносять до часу, коли верхній край Сонця з'являється або зникає над горизонтом; стандартне значення для істинної висоти Сонця становить -50'...-34' для рефракції і -16' для напівдіаметра Сонця (висота небесного тіла зазвичай дається центру його диска). У випадку з Місяцем додаткові поправки необхідні для того, щоб врахувати горизонтальний паралакс Місяця і його напівдіаметр, що здається, змінюється в залежності від відстані системи Земля-Місяць.

Щоденні зміни погоди впливають на точний час сходу та заходу сонця та місяця (див. статтю "Рефракція біля горизонту"), і з цієї причини немає сенсу наводити час видимого заходу та сходу світил з точністю більшою, ніж хвилина дуги (докладніше це описано в книзі "Астрономічні алгоритми", Джин Меєус, 1991, стор 103). Більш точні розрахунки можуть бути корисні для визначення змін, що відбуваються день за днем часу сходу і заходу світил при використанні стандартних величин рефракції, оскільки зрозуміло, що реальні зміни можуть відрізнятися через непередбачувані зміни величини рефракції.

Через те що атмосферна рефракція складає 34 'на горизонті, і тільки 29 хвилин дуги на висоті 0,5° над горизонтом, то при заході або сході сонця здається, що воно сплющено приблизно на 5' (що становить близько 1/6 видимого діаметра).

Розрахунок атмосферної рефракції

Суворий розрахунок заломлення вимагає чисельного інтегрування, використовуючи цей метод, описаний у статті Ауера та Стендиша Астрономічна рефракція: розрахунок для всіх зенітних кутів, 2000. Беннетт (1982) у своїй статті "Розрахунок астрономічної рефракції для застосування в морській навігації" вивів просту емпіричну формулу для визначення величини рефракції залежно від видимої висоти світил, використовуючи алгоритм Гарфінкеля (1967). , якщо h_a - це видима висота світила у градусах, то рефракція R у кутових хвилинах дорівнюватиме

точність формули становить до 0,07' для висот від 0 до -90° (Meeus 1991, 102). Смардсон (1986) вивів формулу визначення рефракції щодо справжньої висоти світил; якщо h - це справжня висота світила у градусах, то рефракція R у кутових хвилинах складе

формула узгоджується з формулою Беннетта з точністю до 0.1 '. Обидві формули будуть вірними при атмосферному тиску, що дорівнює 101,0 кПа і температурі 10° С; для різних значень тиску Р та температури Т результат розрахунку рефракції, вироблений за цими формулами, слід помножити на

(За даними Меєуса, 1991, 103). Рефракція збільшується приблизно на 1% зі збільшенням тиску на кожні 0,9 кПа і зменшується приблизно на 1% на кожні 0,9 кПа зниження тиску. Так само рефракція збільшується приблизно на 1% при зменшенні температури на кожні 3° С і рефракція зменшується приблизно на 1% при підвищенні температури на кожні 3° С.

Графік залежності величини рефракції від висоти (Беннет, 1982)

Випадкові атмосферні ефекти, спричинені рефракцією

Турбулентність атмосфери збільшує і зменшує видиму яскравість зірок, роблячи їх яскравішими або слабкішими за мілісекунди. Повільні компоненти цих коливань видно нам як мерехтіння.

Крім того, турбулентність викликає невеликі випадкові переміщення видимого зображення зірки, а також робить швидкі зміни у його структурі. Ці ефекти не видно неозброєним оком, але легко побачити навіть у невеликий телескоп.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Дитяча наукова лабораторія:

▪ Слухаючи океан

▪ Вимірювання вологості

▪ Саморобний ксерокс

Дивіться інші статті розділу Дитяча наукова лабораторія.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Вуглецевий 3D-каркас покращить аноди літій-іонних батарей 29.07.2021

Поставивши собі за мету ліквідувати недоліки сучасних анодів літій-іонних батарей, група інженерів Корейського морського та океанського університету та Пусанського національного університету до статті для Chemical Engineering Journal повідомила про розроблений ними анодний матеріал з унікальними структурними характеристиками, що дозволяють подолати багато з існуючих барів. анодної ефективності.

У своїй роботі корейські вчені сконцентрувалися на селеніді марганцю (MnSe), широкодоступному з'єднанні перехідного металу, відомому своєю високою електропровідністю і використовуваному при розробці напівпровідників та суперконденсаторів. Однак MnSe зазнає різкої (майже на 160%) зміни обсягу під час зарядки-розрядки, що не тільки знижує продуктивність електрода, але й створює проблеми безпеки.

Дослідники розробили простий і недорогий спосіб компенсації цієї зміни обсягу: вони рівномірно впровадили наночастинки MnSe у тривимірну пористу матрицю вуглецевих нанолистів (3DCNM). Цей каркас вуглецю не тільки захистив закріплені наночастинки MnSe від різкого об'ємного розширення, але і наділив їх численними додатковими перевагами, такими як велика кількість активних центрів і збільшена площа контакту з електролітом.

Найкращий із синтезованих авторами варіантів такого матеріалу, що показав у тестах найвищі циклічну стабільність і швидкість зарядки/розрядки, продовжував демонструвати чудові електрохімічні властивості (включаючи кінетику транспорту літієвих іонів та електронів) під час роботи у складі прототипу акумулятора з катодом з оксиду.

Команда надихнута потенційними перспективами свого досягнення: "Використовуючи основу з провідного наповнювача, ми розробили анод, який підвищує продуктивність батареї, одночасно забезпечуючи оборотне накопичення енергії. Ця стратегія може бути застосована для отримання інших селенідів перехідних металів з великою площею поверхні і стабільною наноструктурою у системах зберігання енергії, в електрокаталізі та напівпровідниках".

Інші цікаві новини:

▪ 3D-карта GeForce GTX 760 JetStream від Palit

▪ Наймініатюрніший у світі високошвидкісний MOSFET

▪ 6-ядерні РК-телевізори LG

▪ Марс двічі був покритий океанами

▪ Енергія з олив

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Вимірювальна техніка. Добірка статей

▪ стаття Багато званих, але мало обраних. Крилатий вислів

▪ стаття З якого часу неділя стала офіційною вихідною? Детальна відповідь

▪ стаття Боєць худоби. Посадова інструкція

▪ стаття Зв'язок з IRDA для комп'ютера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Чотири грабіжники. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт