Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 3793
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

Ат­мо­сфер­ная ре­фрак­ция

Пре­жде чем луч света от удалённого кос­ми­че­ско­го объ­ек­та (на­при­мер, звез­ды) попадёт в глаз на­блю­да­те­ля, он дол­жен прой­ти сквозь зем­ную ат­мо­сфе­ру. При этом све­то­вой луч под­вер­га­ет­ся про­цес­сам ре­фрак­ции, по­гло­ще­ния и рас­се­я­ния. Ре­фрак­ция света в ат­мо­сфе­ре  — оп­ти­че­ское яв­ле­ние, пред­став­ля­ю­щее собой пре­лом­ле­ние све­то­вых лучей в ат­мо­сфе­ре и про­яв­ля­ю­ще­е­ся в ка­жу­щем­ся сме­ще­нии удалённых объ­ек­тов (на­при­мер, на­блю­да­е­мых на небе звёзд). По мере при­бли­же­ния све­то­во­го луча от не­бес­но­го тела к по­верх­но­сти Земли плот­ность ат­мо­сфе­ры растёт (рис. 1) и лучи пре­лом­ля­ют­ся всё силь­нее. Про­цесс рас­про­стра­не­ния све­то­во­го луча через зем­ную ат­мо­сфе­ру можно смо­де­ли­ро­вать с по­мо­щью стоп­ки про­зрач­ных пла­стин, оп­ти­че­ская плот­ность ко­то­рых из­ме­ня­ет­ся по ходу рас­про­стра­не­ния луча (рис. 2).

Рис. 1. Из­ме­не­ние плот­но­сти воз­ду­ха с вы­со­той от­но­си­тель­но уров­ня моря.

Рис. 2

Из-за ре­фрак­ции на­блю­да­тель видит объ­ек­ты не в на­прав­ле­нии их дей­стви­тель­но­го по­ло­же­ния, а вдоль ка­са­тель­ной к тра­ек­то­рии луча в точке на­блю­де­ния (рис. 3). Угол α между ис­тин­ным и ви­ди­мым на­прав­ле­ни­я­ми на объ­ект на­зы­ва­ет­ся угол ре­фрак­ции. Звёзды вб­ли­зи го­ри­зон­та, свет ко­то­рых дол­жен прой­ти через самую боль­шую толщу ат­мо­сфе­ры, силь­нее всего под­вер­же­ны дей­ствию ат­мо­сфер­ной ре­фрак­ции (угол ре­фрак­ции со­став­ля­ет по­ряд­ка 1/6 уг­ло­во­го гра­ду­са). По­ка­за­тель пре­лом­ле­ния воз­ду­ха раз­ли­чен для раз­ных длин волн: для све­то­вых волн ви­ди­мо­го диа­па­зо­на он не­мно­го умень­ша­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем длины волны.

Рис. 3. Кри­во­ли­ней­ное рас­про­стра­не­ние све­то­во­го луча в ат­мо­сфе­ре (сплош­ная линия) и ка­жу­ще­е­ся сме­ще­ние объ­ек­та (пунк­тир­ная линия).

Какой из лучей  — зелёный, фи­о­ле­то­вый или крас­ный  — ха­рак­те­ри­зу­ет­ся наи­мень­шим углом ре­фрак­ции?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

У крас­но­го света длина волны наи­боль­шая, у фи­о­ле­то­во­го  — наи­мень­шая. Сле­до­ва­тель­но, мень­ше всего пре­лом­ля­ют­ся лучи крас­но­го цвета.

 

Ответ: крас­ный.

Источник: ВПР 2021 год по фи­зи­ке 11 класс. Ва­ри­ант 17
Раздел кодификатора ФИПИ: 4.6 Элек­тро­маг­нит­ные волны. Вол­но­вые свой­ства света
1
Тип 16 № 3792
i

Из­ме­не­ние какой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны объ­яс­ня­ет ат­мо­сфер­ную ре­фрак­цию?


2
Тип 18 № 3794
i

Какую форму (сплюс­ну­тую или вы­тя­ну­тую по пер­пен­ди­ку­ля­ру к го­ри­зон­ту) при­об­ре­та­ют ви­ди­мые диски Луны и Солн­ца вб­ли­зи го­ри­зон­та? Ответ по­яс­ни­те.