КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина I

ОСНОВИ СФЕРИЧНОЇ ТА ПРАКТИЧНОЇ АСТРОНОМІЇ

Розділ 1

НЕБЕСНА СФЕРА. СИСТЕМИ НЕБЕСНИХ КООРДИНАТ

1.8. Астрономічна рефракція. Мерехтіння зір. Присмерки

Астрономічна рефракція (від. лат. refractio — заломлюю) — явище відхилення світлового променя від прямолінійного напряму при його проходженні через атмосферу Землі (рис. 1.15). За рахунок цього ефекту світило спостерігається не на зенітній відстані z, як це було б на планеті, позбавленій атмосфери, а на іншій зенітній відстані z´, причому:

Рис. 1.15. Рефракція променів світла у земній атмосфері: завдяки рефракції світило над горизонтом завжди видно вище від його справжнього положення на небі

Отже, рефракція діє таким чином, що світило відносно горизонту завжди перебуває вище від свого справжнього положення, а отже зенітна відстань є меншою. Значення кута рефракції ρ залежить від температури і густини атмосфери. При t = +10°С і p = 760 мм рт. ст. його оцінюють за наближеною формулою:

доки зенітна відстань світила z´ < 70°. Біля горизонту середнє значення кута рефракції становить 35,5´, однак в окремих випадках може досягати 2°. Для внесення поправок в астрономічні спостереження положень світил на небесній сфері складено спеціальні таблиці.

Завдяки рефракції, наприклад, уже видно весь диск Сонця над горизонтом у момент, коли насправді його верхній край лише починає сходити. Аналогічно при заході Сонця спостерігачеві на Землі здається, що сонячний диск лише дотикається до горизонту, тоді як насправді Сонце вже зайшло. З тієї ж причини диск Сонця (як і Місяця) тут має овальну форму. Головне ж, що внаслідок рефракції схід Сонця відбувається на

раніше, а його захід пізніше, ніж це відбувалося б на планеті, позбавленій атмосфери. Зокрема, при φ = 50° і схиленні Сонця δʘ= 0°, Δt = 5,1 хв. Отже, за рахунок рефракції тривалість дня збільшується на значення 2Δt. Крім того, точка сходу Сонця зсувається на кут ΔΑ ≈ 50´tqφ/sinΑʘв бік точки півночі N відносно її положення без урахування рефракції (Аʘ — теоретичний азимут точки сходу Сонця без такого врахування, те ж — при заході Сонця). Наприклад, у березні при Аʘ = 90° для спостерігача, який перебуває на широті φ = 50°, ΔΑ ≈ 1°.

З проходженням променів через атмосферу Землі пов'язане також явище мерехтіння зір, найпомітніше біля горизонту. Зумовлене воно заломленням променів у рухомих неоднорідностях густини атмосфери. У кожний конкретний момент ока спостерігача досягають промені, які до заломлення рухалися в дещо відмінних напрямах. Унаслідок їх складання та інтерференції спостерігач відмічає то посилення, то послаблення світлового потоку, причому в різних кольорах, так що змінюється не лише яскравість зорі, а й її колір. Таке явище є властивим для дуже віддалених точкових джерел випромінювання, якими, власне кажучи, і є зорі. І навпаки, для протяжних об'єктів (наприклад, планет, у яких видимий кутовий діаметр дисків є досить значним), відбувається усереднення світлових потоків від окремих частин їхніх дисків, тому мерехтіння блиску планет для ока практично непомітне.

Третій ефект, пов'язаний з атмосферою Землі, це присмерки — поступове послаблення денного світла після заходу Сонця або, навпаки, його посилення перед сходом Сонця. Відповідно є вечірні і ранкові присмерки. Під час присмерків певний рівень освітленості зумовлений сонячними променями, розсіяними атмосферою Землі.

Прийнято говорити про громадянські, навігаційні й астрономічні присмерки. Вечірні громадянські присмерки розпочинаються з моменту заходу Сонця і тривають доти, доки кутова висота центра диска Сонця h не досягне значення —6° (тобто доки цей диск не опиниться на кутовій відстані —6° під горизонтом). У цей момент на небі вже можна побачити найяскравіші зорі. Навігаційні присмерки починаються із закінченням громадянських присмерків і продовжуються до моменту, коли кутова висота центра диска Сонця h не досягне значення —12°. Після цього починаються астрономічні присмерки. Закінчуються вони (а уранці розпочинаються) у момент, коли кутова висота центра сонячного диска h = -18°. Власне ніч, коли на небі видно найслабкіші зорі, триває від кінця вечірніх і до початку ранкових астрономічних присмерків.

Наприклад, на географічній широті φ = 50° тривалість громадянських присмерків дорівнює 38 хв. у грудні і 44 хв. у липні, астрономічних у січні — 59 хв., у червні на цій широті вони тривають усю ніч.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.