Кешігу батуы • Хайк Акопян • «Элементтер» бойынша танымал ғылым тапсырмалары • Физика

Кешігу батуы

Тапсырма

Егер кенеттен бүкіл Жер атмосферасы бірден жоғалып кетсе, онда бұл таңқаларлық күндегі Күннің көкжиектен асып түсуі бұрын-соңды болмай қалады. Яғни, атмосфераның арқасында күн батысын кейбір кешігумен көреміз. Өйткені, жарықтың сәулелері атмосферада сыналады, өйткені әртүрлі биіктіктегі қабаттары бір-бірінен оптикалық қасиеттерде біршама ерекшеленеді (диаграмманы қараңыз). Максимум уақыт деген не? бұл күн батысын кейінге қалдыруы мүмкін бе? Қарапайымдылық үшін, атмосфераның тұрақты сыну индексі бар бір сфералық қабаттан тұратындығын болжаңыз n = 1,0003.

Сурет. 1.


Кеңестер

Атмосфераға түсіп жатқан кезде күн сəулесінің SB сынуы сəйкестендірілген. Егер байқаушы А нүктесінде болса, онда сынған сәуле BA оған келеді. Сондықтан, Күннің С * нүктесінде тұрғаны көрінеді.

Сурет. 2


Шешім

Кескіннен көріп отырғанымыздай, Күннің толық көрінісінен (осы сәтте A нүктесінде тұрған байқаушы С нүктесінде күнді көргенге дейін) соңғы сәтте күннен (жарық SB) оң жақ бұрышта төмендейді EB қалыпты (E нүктесі – Жердің орталығы).

Бұл жағдайда сыну заңы келесідей жазылады:

\ [\ sin {90 ^ {\ circ}} = n \ sin {\ beta}, \]

мұнда n – атмосфераның сыну көрсеткіші.

Егер атмосфера болмаған болса, онда күн батуы (құралда көрсетілген суретте бейнеленген жағдайда) В нүктесінде жердегі басқа байқаушы көрінеді. Сондықтан, уақытты кешіктіру Жердің бұрыштан δ = 90 ° – β (өйткені ∠BAE = 90 °).

Бірінші теңдікпен біз β ≈ 88,6 °, демек, δ ≈ 1,4 ° деп есептейміз.

Күн ішінде Жер толық айналымды (360 °) құрайды және бір минуттан кейін төрттен бір дәрежелі айналады. Демек, бұрышпен δ, жер шамамен 5,6 минутқа бұрылады. Бұл атмосфераға байланысты күн батқанының кешігуі.


Кейінгі сөз

Шын мәнінде, атмосфера тұрақты сыну индексі бар біркелкі қабат емес (міндеттегі 1,0003 мәні мұхит деңгейінде құрғақ ауаның орта коэффициентіне жақын), бірақ көптеген қабаттар бір-біріне сәл өзгеше коэффициенттермен қойылған. Әртүрлі биіктікте атмосфералық ауаның әртүрлі құрамы мен тығыздығы бар екендігіне байланысты осындай біртектілік туындайды. Сондықтан, шын мәнінде, батуы кешігу шамамен 2 минут. Сол сияқты себептерге байланысты таңғы 2 минут бұрын орын алады, осылайша «күн» атмосфералық гипотетикалық Жермен салыстырғанда 4 минутқа созылады.

Кешігу – күн батуы кезінде атмосфералық оптикалық әсердің жалғыз көрінісі.Мысалы, күн батқанға дейін күн біртіндеп тігінен көрінеді (Cурет 3). Бұл Күннің төменгі жиегіндегі жарықтың жоғарғы шетіндегі жарықтан біршама шағылыстырылғандығына байланысты, сондықтан төменгі жиектің айқын күйі жоғарыдан жоғарыға қарағанда шамалы жоғары.

Сурет. 3 Mojave шөліндегі толық күн батыру циклы. Алғашқы екі шеңберде күн дискісі тігінен сәл тегістелетіні байқалады. En.wikipedia.org сайтынан алынған сурет

Атмосфера күн батысының қызыл түсіне де жауап береді. Ал күн сәулелерінің қызыл түстерін «жасайтын» физикалық әсері «күндізгі аспанды» жасайды. Бұл құбылыс Rayleigh шашырауы деп аталады: жарықтың толқын ұзындығынан бірнеше есе аз бөлшектердің жарық шашырауы.

Атмосферадағы ауа молекулаларының және су буының (<1 нм) тән өлшемдері көрінетін жарықтың (~ 380-780 нм) толқын ұзындығынан әлдеқайда аз. Яғни, күн сәулесінің мінез-құлқы Rayleigh шашырауымен өте жақсы сипатталған. 4-суретте көрсетілгендей, көгілдір жарық қызылдан 2-3 есе күшті. Күннің екінші жартысында аспан көк түске боялады, өйткені көк түс атмосфераның әр түрлі нүктелерінде шашыраңқы көрінеді, ал қызыл Күннен шашырап кетпей дерлік өтеді.Екінші жағынан, күннің көкжиегіне жақын болғанда, көк түспен жарқыраған жарықты (қызыл) ғана көре аламыз, ал көк компонент дерлік толығымен бөлінеді.

Сурет. 4 Толқын ұзындығына байланысты Rayleigh шашырауындағы шашыраған жарық пайызы. Ru.wikipedia.org сайтынан сурет

Күн батысында тағы бір қызықты құбылыс бар – жасыл флэш (кейде жасыл сәуле деп аталады). Бұл флэш күннің көкжиегінен асқанға дейін соңғы секундтарда пайда болады: жасыл жарқыл біраз уақыт көрінеді. Бірақ неге дәл ол жасыл? Жарқылдың көгілдір екендігін түсіну мүмкін: көгілдір жарық ең бастысы сынға ұшырады, және оны көру үшін қисынды болар еді. Мұнда барлық талқыланған әсерлердің комбинациясы – рефракция және Rayleigh шашырауы арқылы түсіндіріледі: көгілдір түсті әсіресе горизонттағы атмосфераның қалың қабаты арқылы өтіп кетеді, бірақ жасыл қазірдің өзінде қатты сынған, бірақ жеткілікті түрде таралмайды.

Сурет. 5 Күн батуы кезінде жасыл түске боялады. Бұл феномені күн батысында немесе күн шығысында көре аласыз, егер күн ашық көкжиек үстінде болса және ауа таза болса.Ашық көзге жарықты көру өте қиын, өйткені күн, тіпті күн батқан кезде, өте жарқын. En.wikipedia.org сайтынан алынған сурет


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: