fenomeni

---

Refrakcija

Najočigledniji primer svetlosne refrakcije je kada šipku  potopimo do pola u vodu pa ona izgleda kao da se lomi u vodi.

Ovo pojava se dešava zato što elektromagnetni talas pri prolasku iz jedne sredine u drugu menja pravac svog kretanja  (promena pravca je  posledica promene  brzine talasa u različitim sredinama).

Pošto svetlost  zvezda prolazi kroz atmosferu koja je različite gustine na različitoj visini onda dolazi i do prelamanja svetlosti. Posmatrač na Zemlji to vidi kao prividno izdizanje zvezde ka zenitu. Gustinu odredjenog sloja atmosfere je teško izračunati (predvideti) jer zavisi od trenutnih atmosferskih prilika. Izdizanje zvede ka zenitu je sve veće što je zvezda bliža horizontu. Odavde sledi da merenja imaju veću grešku što je telo (zvezda) bliža horizontu. U samom zenitu efekti refrakcije nestaju zbog simetrije.

Primer:

Sunce mereno u zenitu ima poluprečnik oko 0.5' dok je pri zalasku (i izlasku) njegov prečnik mnogo veći.  

Približne formule za refrakciju:
(aproksimacija atmosfere planparalelnim pločama)

Pri ovom postupku atmosferu aproksimiramo sa planparalelnim pločama, tj. sa paralelnim slojevima (pločama) vazduha koje imaju konstantnu gustinu. Ploče koje su dalje od Zemlje imaće naravno manju ali, konstantnu gustinu. Takođe pri ovom postupku zanemarujemo zakrivljenost Zemlje. Ovo je opravdano za slojeve koji su po debljini d mnogo manji od poluprečnika Zemlje (d<<R=6378 km). Najgušća je atmosfera u prvih 50 km. Ti delovi atmosfere se nazivaju troposfera i stratosfera. Njihov uticaj na optičke izvore je ogroman pa se uticaj ostalog dela atmosfere (npr. jonosfere) može i zanemariti. Na žalost uticaj ostatka atmosfere na ostali deo eleketromagnetnog spektra  se ne može zanemariti. Na primer uticaj jonosfere na radio talase je veliki pa ova aproksimacija ne važi za radio talase jer je debljina jonosfere oko 1000km a to nije mnogo manje R=6378km.

Dakle:

Atmosferu ćemo predstaviti kao N horizontalnih slojeva sa indeksima prelamanja no,n1,...nn-1. Indeks prelamanja opada sa visinom (tj. n0>n1>...>nn-1). Posmatrajmo zrak svetlosti koji upada pod uglom z u odnosu na vertikalu. Taj zrak svetlosti će se lomiti pri prelasku između ploča. Označimo sa zi njegov nagin prema vertikali u sloju ni. Iz zakona prelamanja imamo:   

Kada ovo primenimo na svaki sloj dobijemo:

Ovaj rezultat je nezavisan od načina na koji je podeljena atmosfera (tj. ne zavisi od broja slojeva i njihove debljine).

Pošto je nn=1 (indeks prelamanja u vakumu) i zn=z imamo:  

z-daje pravac u kojem bi trebalo da se vidi  zvezda da nema refrakcije
Označimo sa R ugao refrakcije, tada imamo:

Pošto je z=R+zo onda imamo:

Pošto je ugao refrakcije mali imamo aproksimaciju

i

pa odatle imamo: R=K*tgzo  gde je K=(no-1)/sin1". Dakle K je konstanta K=60'.154.
Ugao refrakcije R dakle iznosi: 

(oktobar 2002.)

| Home | Sadržaj | Galaksija | Sunčev sistem | Teorija i praksa |
| Instrumenti | Istorija i tradicija  |Efemeride |

vrh