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LABORATÓRIO CIENTÍFICO INFANTIL
refração atmosférica. Laboratório de Ciências para Crianças
Diretório / Laboratório de Ciências para Crianças refração atmosférica chamado de desvio dos raios de luz de uma linha reta quando eles passam pela atmosfera devido a mudanças na densidade do ar com a altura. A refração atmosférica perto da superfície da Terra cria miragens e pode fazer com que objetos distantes pareçam oscilantes, trêmulos, acima ou abaixo de sua verdadeira posição. Além disso, a forma dos objetos pode ficar distorcida - eles podem parecer achatados ou esticados. Prazo "refração" O mesmo se aplica à refração do som. refração atmosférica é a razão pela qual os objetos astronômicos se elevam acima do horizonte um pouco mais alto do que realmente são. A refração afeta não apenas os raios de luz, mas toda a radiação eletromagnética, embora em graus variados. Por exemplo, na luz visível, o azul é mais suscetível à refração do que o vermelho. Isso pode fazer com que objetos astronômicos apareçam em um espectro em imagens de alta resolução. Sempre que possível, os astrônomos planejam suas observações quando o corpo celeste passa pelo ponto de culminação superior, quando está mais alto acima do horizonte. Além disso, ao determinar as coordenadas da embarcação, os marinheiros nunca usarão uma luminária cuja altura seja inferior a 20 ° acima do horizonte. Se não for possível evitar a observação de uma estrela próxima ao horizonte, o telescópio pode ser equipado com sistemas de controle para compensar o deslocamento causado pela refração da luz na atmosfera. Se a dispersão também for um problema (no caso de usar uma câmera de banda larga para observações de alta resolução), então a correção da refração atmosférica pode ser usada (usando um par de prismas de vidro rotativos). Mas como o grau de refração atmosférica depende da temperatura e pressão, bem como da umidade (a quantidade de vapor d'água, que é especialmente importante ao observar no meio da região infravermelha do espectro), a quantidade de esforço necessária para compensar com sucesso pode ser proibitivo. refração atmosférica interfere mais nas observações quando não é homogêneo, como quando há turbulência no ar. Isso faz com que as estrelas brilhem e distorçam a forma visível do sol no pôr do sol e no nascer do sol. Valores de refração atmosférica refração atmosférica igual a zero no zênite, menor que 1' (um minuto de arco) na altura aparente de 45° acima do horizonte, e atinge o valor de 5,3' na altura de 10°; a refração aumenta rapidamente com a diminuição da altitude, atingindo 9,9' a 5° de altitude, 18,4' a 2° de altitude e 35,4' no horizonte (1976 Allen, 125); todos os valores obtidos a 10°C e pressão atmosférica 101,3 kPa. No horizonte, a quantidade de refração atmosférica é ligeiramente maior que o diâmetro aparente do Sol. Portanto, quando o disco solar completo é visível logo acima do horizonte, ele é visível apenas por refração, pois se não houvesse atmosfera, nenhuma parte do disco solar seria visível. De acordo com a convenção aceita, o horário do nascer e do pôr do sol é atribuído ao horário em que a borda superior do Sol aparece ou desaparece acima do horizonte; o valor padrão para a verdadeira altitude do Sol é -50'...-34' para a refracção e -16' para o meio diâmetro do Sol (a altura de um corpo celeste é normalmente dada pelo centro do seu disco ). No caso da Lua, correções adicionais são necessárias para levar em conta a paralaxe horizontal da Lua e seu meio-diâmetro aparente, que varia com a distância do sistema Terra-Lua. As mudanças climáticas diárias afetam a hora exata do nascer e do pôr do sol do sol e da lua (consulte o artigo "Refração no horizonte") e, por esse motivo, não faz sentido fornecer a hora do pôr do sol e do nascer do sol aparentes com uma precisão maior que um minuto de arco (isto é descrito com mais detalhes em Astronomical Algorithms, Jean Meeus, 1991, p. 103). Cálculos mais precisos podem ser úteis para determinar as variações diárias nos horários do nascer e do pôr do sol usando valores de refratividade padrão, pois entende-se que as mudanças reais podem diferir devido a mudanças imprevisíveis na refratividade. Por causa de refração atmosférica tem 34' no horizonte e apenas 29 minutos de arco a 0,5° acima do horizonte, ao pôr do sol ou nascer do sol parece achatado em cerca de 5' (que é cerca de 1/6 de seu diâmetro aparente). Cálculo da refração atmosférica Um cálculo rigoroso de refração requer integração numérica usando este método descrito no artigo de Auer e Standish refração astronômica: cálculo para todos os ângulos de zênite, 2000. Bennett (1982) em seu artigo "Cálculo da refração astronômica para aplicações de navegação marítima" derivou uma fórmula empírica simples para determinar a magnitude da refração em função da altura aparente dos luminares, usando o algoritmo de Garfinkel (1967) como referência, Se ha - esta é a altura aparente da luminária em graus, então a refração R em minutos de arco será igual a
a precisão da fórmula é de até 0,07' para alturas de 0° a -90° (Meeus 1991, 102). Smardson (1986) desenvolveu uma fórmula para determinar a refração relativa à verdadeira altura das estrelas; Se h é a verdadeira altura da estrela em graus, então a refração R em minutos de arco é
a fórmula concorda com a fórmula de Bennett dentro de 0.1'. Ambas as fórmulas serão verdadeiras a uma pressão atmosférica de 101,0 kPa e uma temperatura de 10°C; para diferentes pressões Р e temperatura Т o resultado do cálculo da refração, feito de acordo com essas fórmulas, deve ser multiplicado por
(de acordo com Meeus, 1991, 103). A refração aumenta cerca de 1% para cada aumento de 0,9 kPa na pressão e diminui cerca de 1% para cada diminuição de 0,9 kPa na pressão. Da mesma forma, a refração aumenta cerca de 1% para cada 3°C de diminuição na temperatura, e a refração diminui cerca de 1% para cada 3°C de aumento na temperatura.
Efeitos atmosféricos aleatórios causados pela refração A turbulência atmosférica aumenta e diminui o brilho aparente das estrelas, tornando-as mais brilhantes ou mais fracas em milissegundos. Os componentes lentos dessas oscilações são visíveis para nós como cintilação. Além disso, a turbulência causa pequenos movimentos aleatórios na imagem visível da estrela e também produz mudanças rápidas em sua estrutura. Esses efeitos não são visíveis a olho nu, mas são fáceis de ver mesmo com um pequeno telescópio.
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