Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Category:

Простая физика - 18. Кое-что об оптике в атмосферах Земли и Саракша.

      По оптике мы обычно помним кое-что о линзах и преломлении света. Как о неких аксиомах в картинках. Не вдумываясь в их смысл. И здесь обсудим примеры преломления света только на картинках. Но совсем не школьные примеры.
    Преломление света и моменты восхода и захода Солнца.
     Начнем с классической картинки:
     Из которой видно, что луч света, входящий из менее плотной среды (вакуум, воздух) в более плотную (вода, стекло), "загибается" внутрь последней. И наоборот, выходящий из более плотной среды (стрелки надо развернуть) в менее плотную, "отгибается" внутрь менее плотной.
    А теперь определим реальные моменты восхода и захода Солнца. Луч света, идущий от Солнца к Земле, распространяется в вакууме по прямой. Входя в атмосферу Земли он, по физике преломления света, должен по мере приближения к поверхности Земли постепенно "загибаться" внутрь атмосферы. Поскольку ее плотность по мере приближения к поверхности Земли растет. Как показано на этом рисунке:
Восход Солнца
       Разумеется, на этом рисунке эффект утрированно увеличен. Но из него ясно, что восход Солнца мы видим несколько раньше, чем он реально происходит. А заход Солнца за горизонт - настолько же позже. Но вот насколько по времени?
      Опытным путем установлено, что в направлении горизонта луч света от внешнего по отношению к Земле источника "загибается" на 35 угловых минут. Практически на величину видимого диаметра Солнца, равного 30 угловым минутам (один угловой градус равен 60 угловым минутам).
     Солнце совершает полный круг по небосводу (360 градусов) за сутки (1440 минут). А угловой диаметр Солнца в 720 раз меньше этого круга. Следовательно, восход Солнца от появления его верхней кромки над горизонтом до момента отрыва от горизонта его нижней кромки длится примерно две минуты по времени. И на те же примерно две минуты эффект "загибания" луча света в атмосферу заставляет видеть нас восход раньше, чем он реально происходит. А заход Солнца - на те же две минуты позже.
    В итоге наша атмосфера удлиняет нам световой день на четыре минуты. И настолько же укорачивает ночь.
    Обитаемый остров (Саракш).
     Как пишут Стругацкие, Максима Каммерера на Саракше в первую очередь удивила "чудовищная рефракция". Из-за которой поверхность планеты выглядела вогнутой. А жители Саракша считали, что они живут внутри сферы.
     Заметим, что в переводе на русский рефракция = преломление света. А теперь посмотрите, как получается то, что Максим увидел на Саракше: Саракш-2Тонкая линия, изображающая луч света, выходит из точки В и, в полном согласии с самым верхним рисунком, попадая в менее плотные слои атмосферы Саракша постепенно "отгибается" к уровню постоянной высоты над поверхностью планеты. А достигнув этого уровня начинает "загибаться" к поверхности Саракша. Пока не попадет в глаз Максима в точке А.
     Таким образом, теоретически на Саракше каждый может видеть всю поверхность планеты целиком. Но практически это не получается. Из-за заведомо не идеальной прозрачности атмосферы. Которая должна быть гораздо плотнее земной в оптическом смысле.
     М-да, трудно бы было вести войны на такой планете.
Tags: Физика на пальцах
Subscribe
promo moralg march 5, 2018 03:01 43
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 4 comments