שבירה אטמוספרית. ציור, תיאור

מעבדה מדעית לילדים
ספרייה חינם / מדריך / מעבדת מדע לילדים

שבירה אטמוספרית. מעבדת מדע לילדים

מעבדת מדע לילדים

שבירה אטמוספרית נקראת סטייה של קרני האור מקו ישר כשהן עוברות באטמוספירה עקב שינויים בצפיפות האוויר עם הגובה. שבירה אטמוספרית ליד פני כדור הארץ יוצרת תעתועים ועלולה לגרום לעצמים מרוחקים להופיע מרצדים, רועדים, מעל או מתחת למיקומם האמיתי. בנוסף, צורתם של עצמים עלולה להיות מעוותת - הם עשויים להיראות פחוסים או מתוחים. טווח "שבירה" כך גם לגבי שבירת הקול.

שבירה אטמוספרית היא הסיבה שעצמים אסטרונומיים מתנשאים מעל האופק מעט גבוה יותר ממה שהם בפועל. השבירה משפיעה לא רק על קרני האור אלא על כל הקרינה האלקטרומגנטית, אם כי בדרגות שונות. לדוגמה, באור נראה, כחול רגיש יותר לשבירה מאשר אדום. זה יכול לגרום לעצמים אסטרונומיים להופיע בספקטרום בתמונות ברזולוציה גבוהה.

במידת האפשר, אסטרונומים מתכננים את תצפיותיהם כאשר הגוף השמימי עובר את נקודת השיא העליונה, כאשר היא הגבוהה ביותר מעל האופק. כמו כן, בעת קביעת הקואורדינטות של כלי השיט, מלחים לעולם לא ישתמשו בגוף תאורה שגובהו נמוך מ-20 מעלות מעל האופק. אם לא ניתן להימנע מתצפית של כוכב קרוב לאופק, אזי ניתן לצייד את הטלסקופ במערכות בקרה כדי לפצות על התזוזה הנגרמת משבירת האור באטמוספירה. אם גם פיזור מהווה בעיה (במקרה של שימוש במצלמת פס רחב לתצפיות ברזולוציה גבוהה), אז ניתן להשתמש בתיקון שבירה אטמוספרי (באמצעות זוג מנסרות זכוכית מסתובבות). אבל מכיוון שמידת השבירה האטמוספירית תלויה בטמפרטורה ובלחץ, כמו גם בלחות (כמות אדי המים, שחשובה במיוחד כשצופים באמצע אזור האינפרא אדום של הספקטרום), כמות המאמץ הנדרשת כדי לפצות בהצלחה יכול להיות אוסר.

שבירה אטמוספרית מפריע לתצפיות בעיקר כאשר היא אינה הומוגנית, כגון כאשר יש מערבולות באוויר. זה גורם לכוכבים לנצנץ ולעוות את הצורה הנראית לעין של השמש בשקיעה ובזריחה.

ערכי שבירה אטמוספריים

שבירה אטמוספרית שווה לאפס בשיא, פחות מ-1' (דקה אחת של קשת) בגובה לכאורה של 45° מעל האופק, ולהגיע לערך של 5,3' בגובה 10°; השבירה עולה במהירות עם ירידה בגובה, מגיעה ל-9,9' בגובה 5°, 18,4' בגובה 2° ו-35,4' באופק (1976 Allen, 125); כל הערכים הושגו ב-10°C ולחץ אטמוספרי 101,3 kPa.

באופק, כמות השבירה האטמוספרית גדולה מעט מקוטרה הנראה של השמש. לכן, כאשר הדיסקה המלאה של השמש נראית ממש מעל האופק, היא נראית רק עקב שבירה, שכן אם לא הייתה אטמוספירה, אז לא היה נראה ולו חלק אחד של דיסקת השמש.

בהתאם למוסכמה המקובלת, זמן הזריחה והשקיעה מיוחס לזמן שבו הקצה העליון של השמש מופיע או נעלם מעל האופק; הערך הסטנדרטי לגובה האמיתי של השמש הוא -50'...-34' לשבירה ו-16' לחצי הקוטר של השמש (בדרך כלל ניתן גובה של גוף שמימי למרכז הדיסק שלו). במקרה של הירח, יש צורך בתיקונים נוספים כדי לקחת בחשבון את הפרלקסה האופקית של הירח ואת חצי הקוטר הנראה שלו, המשתנה בהתאם למרחק של מערכת כדור הארץ-ירח.

שינויי מזג אוויר יומיים משפיעים על שעת הזריחה והשקיעה המדויקת של השמש והירח (ראה מאמר "שבירה באופק"), ומסיבה זו אין הגיון לתת את שעת השקיעה והזריחה הנראית לעין בדיוק גדול מ- דקת קשת (זה מתואר ביתר פירוט באלגוריתמים אסטרונומיים, ז'אן מיוס, 1991, עמ' 103). חישובים מדויקים יותר עשויים להיות שימושיים בקביעת שינויים יומיומיים בזמני הזריחה והשקיעה באמצעות ערכי שבירה סטנדרטיים, שכן מובן ששינויים בפועל עשויים להיות שונים עקב שינויים בלתי צפויים בשבירה.

בגלל שבירה אטמוספרית הוא 34' באופק, ורק 29 דקות של קשת ב-0,5 מעלות מעל האופק, בשקיעה או בזריחה נראה שהוא משוטח בכ-5' (שזה בערך 1/6 מקוטר הנראה).

חישוב של שבירה אטמוספרית

חישוב קפדני של שבירה דורש אינטגרציה מספרית תוך שימוש בשיטה זו המתוארת במאמר של אור וסטנדיש שבירה אסטרונומית: חישוב לכל זוויות הזניט, 2000. בנט (1982) במאמרו "חישוב שבירה אסטרונומית עבור יישומי ניווט ימיים" הסיק נוסחה אמפירית פשוטה לקביעת גודל השבירה כפונקציה של הגובה הנראה של מנורות, באמצעות האלגוריתם של Garfinkel (1967) כאסמכתא, אם h_a - זהו הגובה הנראה של האור במעלות, ואז השבירה R בדקות קשת יהיה שווה ל

הדיוק של הנוסחה הוא עד 0,07' עבור גבהים מ-0° ל-90° (Meeus 1991, 102). Smardson (1986) פיתחה נוסחה לקביעת השבירה ביחס לגובה האמיתי של הכוכבים; אם h הוא הגובה האמיתי של הכוכב במעלות, ואז השבירה R בדקות קשת הוא

הנוסחה תואמת את הנוסחה של בנט בטווח של 0.1'. שתי הנוסחאות יהיו נכונות בלחץ אטמוספרי של 101,0 kPa וטמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס; ללחצים שונים Р וטמפרטורה Т יש להכפיל את התוצאה של חישוב השבירה, שנעשה על פי נוסחאות אלה

(לפי מיוס, 1991, 103). השבירה עולה בכ-1% על כל עלייה של 0,9 kPa בלחץ ויורדת בכ-1% על כל ירידה של 0,9 kPa בלחץ. באופן דומה, השבירה עולה בכ-1% על כל ירידה של 3 מעלות צלזיוס בטמפרטורה, ושבירה פוחתת בכ-1% על כל עלייה של 3 מעלות בטמפרטורה.

עלילה של גודל השבירה מול גובה (בנט, 1982)

השפעות אטמוספריות אקראיות הנגרמות על ידי שבירה

המערבולת האטמוספרית מגבירה ומקטינה את הבהירות הנראית של כוכבים, מה שהופך אותם לבהירים יותר או חלשים יותר באלפיות השנייה. המרכיבים האיטיים של תנודות אלו נראים לנו כהבהובים.

בנוסף, מערבולות גורמת לתנועות אקראיות קטנות בתמונה הנראית של הכוכב, וגם מייצרת שינויים מהירים במבנה שלו. השפעות אלו אינן נראות לעין בלתי מזוינת, אך קל לראות אותן אפילו עם טלסקופ קטן.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף מעבדת מדע לילדים:

▪ מאחורי הירכתיים, בזרם הקצף

▪ טלסקופ ללא כוס אחת

▪ מכונת צילום ביתית

ראה מאמרים אחרים סעיף מעבדת מדע לילדים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

קוקטייל כימי של צב ים 01.07.2017

חוקרים אוסטרלים מאוניברסיטת קווינסלנד מצאו בדמם של צבים ירוקים החיים בשונית המחסום הגדולה, "קוקטייל" אמיתי של תרופות וכימיקלים ביתיים.

הביולוגים בדקו את הצבים, שהראו סימנים של דלקת והפרעה בתפקוד הכבד. התברר שבמחזור הדם של בעלי חיים יש זיהומים של תרופות למחלות לב והיפר-אוריצמיה, כמו גם כימיקלים קוסמטיים ותעשייתיים.

החוקרים חקרו את מצבם של הצבים החיים לאורך חופי קווינסלנד, וכן את תושבי האיים המרוחקים מצפון לשונית. המחקר בוצע במסגרת קרן חיות הבר העולמית (WWF) אוסטרליה.

לדברי איימי הפרנן מאוניברסיטת קווינסלנד, אנשים "משאירים" כל הזמן שביל כימי מאחוריהם, אך עדיין לא ברור איזו השפעה יש לזה על הסביבה.

מומחי WWF אוסטרליה מציעים שהנתונים המתקבלים על מצב הצבים יכולים להפוך לכלי לניטור ביולוגי. בעזרתו הם רוצים לגלות אילו כימיקלים נכנסים למים וכיצד הם משפיעים על החיים הימיים.

בשנת 2015, חוקרים מצאו כי הכימיקל אוקסיבנזון המשמש בקרם הגנה גורם נזק עצום לשוניות אלמוגים ברחבי העולם. על פי המחקר, הוא גורם לעיוות של אלמוגים צעירים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ הזוהר של צדק מחמם את האטמוספירה של כוכב הלכת

▪ השביט Neowise הוא הקרוב ביותר לכדור הארץ

▪ טונוס שרירים ללא פעילות גופנית

▪ הירח מחליד

▪ סוללות פסולת עץ

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר הגנה על ציוד חשמלי. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת פרנקו איבן יעקובלביץ'. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר מהו כאב? תשובה מפורטת

▪ מאמר מיני מיקרוסקופ. מעבדת מדע לילדים

▪ מאמר Push-pull מגבר המבוסס על טריודה-פנטודות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מנורה זוהרת לא כלול. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר