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LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
refracción atmosférica. Laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños refracción atmosférica Se denomina desviación de los rayos de luz de una línea recta cuando atraviesan la atmósfera debido a los cambios en la densidad del aire con la altura. La refracción atmosférica cerca de la superficie de la tierra crea espejismos y puede hacer que los objetos distantes parezcan parpadear, temblar, por encima o por debajo de su verdadera posición. Además, la forma de los objetos puede distorsionarse: pueden aparecer aplanados o estirados. Término "refracción" Lo mismo se aplica a la refracción del sonido. refracción atmosférica es la razón por la que los objetos astronómicos se elevan sobre el horizonte algo más alto de lo que realmente son. La refracción afecta no solo a los rayos de luz sino a toda la radiación electromagnética, aunque en diversos grados. Por ejemplo, en luz visible, el azul es más susceptible a la refracción que el rojo. Esto puede hacer que los objetos astronómicos aparezcan en un espectro en imágenes de alta resolución. Siempre que sea posible, los astrónomos planifican sus observaciones cuando el cuerpo celeste pasa por el punto de culminación superior, cuando está más alto sobre el horizonte. Asimismo, a la hora de determinar las coordenadas de la embarcación, los navegantes nunca utilizarán una luminaria cuya altura sea inferior a 20° sobre el horizonte. Si no se puede evitar la observación de una estrella cercana al horizonte, entonces se puede equipar el telescopio con sistemas de control para compensar el desplazamiento causado por la refracción de la luz en la atmósfera. Si la dispersión también es un problema (en el caso de usar una cámara de banda ancha para observaciones de alta resolución), se puede usar la corrección de la refracción atmosférica (usando un par de prismas de vidrio giratorios). Pero dado que el grado de refracción atmosférica depende de la temperatura y la presión, así como de la humedad (la cantidad de vapor de agua, que es especialmente importante cuando se observa en el medio de la región infrarroja del espectro), la cantidad de esfuerzo requerido para compensar con éxito puede ser prohibitivo. refracción atmosférica interfiere más con las observaciones cuando no es homogéneo, como cuando hay turbulencia en el aire. Esto hace que las estrellas parpadeen y distorsionen la forma visible del sol al atardecer y al amanecer. Valores de refracción atmosférica refracción atmosférica igual a cero en el cenit, menos de 1' (un minuto de arco) a una altura aparente de 45° sobre el horizonte, y alcanzar un valor de 5,3' a 10° de altura; la refracción aumenta rápidamente al disminuir la altitud, alcanzando 9,9' a 5° de altitud, 18,4' a 2° de altitud y 35,4' en el horizonte (1976 Allen, 125); todos los valores obtenidos a 10°C y presión atmosférica 101,3 kPa. En el horizonte, la cantidad de refracción atmosférica es ligeramente mayor que el diámetro aparente del Sol. Por lo tanto, cuando el disco solar completo es visible justo por encima del horizonte, es visible solo debido a la refracción, ya que si no hubiera atmósfera, entonces ni una sola parte del disco solar sería visible. De acuerdo con la convención aceptada, la hora de salida y puesta del sol se atribuye al momento en que el borde superior del Sol aparece o desaparece sobre el horizonte; el valor estándar para la verdadera altitud del Sol es -50'...-34' para la refracción y -16' para la mitad del diámetro del Sol (la altura de un cuerpo celeste generalmente se da por el centro de su disco ). En el caso de la Luna, se necesitan correcciones adicionales para tener en cuenta la paralaje horizontal de la Luna y su semidiámetro aparente, que varía con la distancia del sistema Tierra-Luna. Los cambios meteorológicos diarios afectan la hora exacta de la salida y la puesta del sol del sol y la luna (consulte el artículo "Refracción en el horizonte"), y por esta razón no tiene sentido dar la hora de la puesta y la salida del sol aparentes con una precisión mayor que un minuto de arco (esto se describe con más detalle en Astronomical Algorithms, Jean Meeus, 1991, p. 103). Los cálculos más precisos pueden ser útiles para determinar las variaciones diarias en las horas de salida y puesta del sol usando valores de refractividad estándar, ya que se entiende que los cambios reales pueden diferir debido a cambios impredecibles en la refractividad. Debido al hecho de que refracción atmosférica tiene 34 'en el horizonte, y solo 29 minutos de arco a 0,5 ° sobre el horizonte, al atardecer o al amanecer parece aplanarse unos 5' (que es aproximadamente 1/6 de su diámetro aparente). Cálculo de la refracción atmosférica Un cálculo riguroso de la refracción requiere integración numérica utilizando este método descrito en el artículo de Auer y Standish. Refracción astronómica: cálculo para todos los ángulos cenitales, 2000. Bennett (1982) en su artículo "Cálculo de la refracción astronómica para aplicaciones de navegación marina" derivó una fórmula empírica simple para determinar la magnitud de la refracción en función de la altura aparente de las luminarias, utilizando el algoritmo de Garfinkel (1967) como referencia, Si ha - esta es la altura aparente de la luminaria en grados, luego la refracción R en minutos de arco será igual a
la precisión de la fórmula es de hasta 0,07' para alturas de 0° a -90° (Meeus 1991, 102). Smardson (1986) desarrolló una fórmula para determinar la refracción relativa a la altura real de las estrellas; Si h es la verdadera altura de la estrella en grados, entonces la refracción R en minutos de arco es
la fórmula concuerda con la fórmula de Bennett dentro de 0.1'. Ambas fórmulas serán ciertas a una presión atmosférica de 101,0 kPa y una temperatura de 10 °C; para diferentes presiones Р y temperatura Т el resultado del cálculo de la refracción, realizado de acuerdo con estas fórmulas, debe multiplicarse por
(según Meeus, 1991, 103). La refracción aumenta aproximadamente un 1% por cada aumento de presión de 0,9 kPa y disminuye aproximadamente un 1% por cada disminución de presión de 0,9 kPa. De manera similar, la refracción aumenta aproximadamente un 1 % por cada 3 °C de disminución de la temperatura, y la refracción disminuye aproximadamente un 1 % por cada 3 °C de aumento de la temperatura.
Efectos atmosféricos aleatorios causados por la refracción. La turbulencia atmosférica aumenta y disminuye el brillo aparente de las estrellas, haciéndolas más brillantes o más débiles en milisegundos. Los componentes lentos de estas oscilaciones son visibles para nosotros como un parpadeo. Además, la turbulencia provoca pequeños movimientos aleatorios en la imagen visible de la estrella, y también produce cambios rápidos en su estructura. Estos efectos no son visibles a simple vista, pero son fáciles de ver incluso con un telescopio pequeño.
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