大气和海洋中的光学现象课件.ppt
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- 关 键 词:
- 大气 海洋 中的 光学 现象 课件
- 资源描述:
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1、一. 光波在大气中的折射 1 折射指数和折射指数和折射角折射角 光波通过两种透明介质的界面时发生折射现象 入射角 i1与折射角 i2 和折射指数 n1,n2的关系为: 1122SininSinin 折射指数 n 等于光在真空中的传播速度 C0 与光在介质中的传播速度 v 之比: vCn0光在大气中的传播速度 v 受气压、温度和湿度的影响。研究和实验结果都表明,大大气气的的折折射射指指数数与与大大气气密密度度成成正正比比。大气密度在垂直方向上按指数递减, 大气的折射指数也向上递减。 若将大气分成很多均匀的薄层来处理,各层折射指数不同,当光线穿过这些折射指数不同的气层时,就会在各气层之间的界面上发
2、生折射,使光波传播的路径发生曲折。 图5.13 球面分层大气中射线的折射。 图 5.14 天文折射示意图2.天文折射和蒙气差天文折射和蒙气差 Z天体的真天顶距 Z天体的视天顶距 两者之差称为天文折射值, 又叫做蒙气差, 以表示 ZZ 蒙气差的数值很小,且与星体的位置有关。 星体在天顶时,= 0, 星体位于地平线时,蒙气差最大, 34。 天文折射的作用总是使星体的视天顶距小于其真天顶距。即是使星体离地平面的高度增加,星体被抬升。天文折射的作用: 使人们有可能看到地平线以下离 地平线不远处的星光。 使人们看到太阳和月亮升起得 比较早,没落得比较晚。 使白昼变长。 产生各种光象 蒙气差数值虽小,但在
3、天文观测中必须加以订正才能得到天体的真实位置。 3天文折射引起的光象: (1) 日日月月变变形形 当太阳或月亮升起刚离开地平线时,我们可以看到太阳光盘不是园的,而是扁平的椭圆形日月变形的原因日月变形的原因 太阳从东方升起时,天文折射使太阳光盘上各点的视位置都向上抬升一个高度, 但太阳光盘下边缘抬升得比太阳光盘上边缘抬升的多些,而太阳光盘水平方向的视直径没有变化。因此看上去太阳光盘被压扁了。 例如: 在太阳刚好离开地平线时, 太阳光盘下边缘的天顶角为 90,蒙气差为 3351,而太阳光盘上边缘的天顶角为 8928, (太阳视直径为32) ,蒙气差为 2754。由于太阳光盘下边缘抬升的角度比太阳光
4、盘上边缘抬升的角度高出大约 6, 因而使太阳光盘垂直方向的视直径变成了 26左右,太阳在水平方向的视直径仍为 32,所以,太阳看起来是扁圆的。 3.天文折射引起的光象: (2 2) 星星光光闪闪烁烁 大气中不同的气层密度分布很不均匀, 使折射路径变化引起 (3 3) 绿绿闪闪现现象象 由于大气的折射率与光波的波长有关, 不同颜色光的蒙气差不同引起 图 5.16 大气色散和绿闪的形成4地文折射海市蜃楼 地文折射是指大气内的物体所发出的光线在大气中的折射现象。 是由于大气温度分布极不均匀(从而引起密度分布极不均匀)造成的。 海市蜃楼分为:上现蜃楼、下现上现蜃楼、下现蜃楼和侧现蜃楼蜃楼和侧现蜃楼。
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