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Refração, Refração, dispersão e dispersão e crepúsculoscrepúsculos
R. BoczkoR. BoczkoIAG-USP16
1206 Adaptado por R. Teixeira 05/06/13
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Refração da luz
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Refração
Luz
Meio de propagação 1
Meio de propagação 2
Refração é a passagem da luz de um meio para outro
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Índice de refração
c
vn
Meio de propagação
Vácuon ≡ c / v
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∆
Lei de Snell-Descartes
Meio depropagação 1
n1 = c/v1
Meio depropagação 2
n2 = c/v2
r
iN
orm
al
n2 > n1
i
No
rmal
n2 < n1
r
n1 . sen i = n2 . sen r
∆
∆Desvio
refracional
Dioptro
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Índio pescando
Normal
nar < nágua
nágua
Luz passando da água para o
ar
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Peixe caçando
nar
nágua > nar
Luz passando do
ar para a água
Normal
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Refração atmosférica
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Refração em
camadas
Real
Terra
Atmosfera
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Refração Atmosférica
Zênite
Real
Terra
HorizonteΟ
Visto
Atmosfera
O astro observado está, aparentemente, sempre mais alto do
que o astro real.
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Elementos na Refração Atmosférica
Zênite
Real
Terra
HorizonteΟAtmosfera
n = 1
n' > 1
Observado
z’
z
Δz (desvio)
z = z’ + Δz
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Desvio refracional Δz aproximado
Lei de Snell-Descartesn . sen z = n’ . sen z’
n = 1n' ≅ 1,0002927 (CNPT)
1 . sen z = n’ . sen z’
sen (z’ + Δz) = n’ . sen z’
Como Δz é muito pequeno:sen Δz ≅ Δzrad
cos Δz ≅ 1
Δz ≅ (n’ - 1) . tan z’
z = z’ + Δz
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Refração muito aproximada
Δz ≅ 60’’.3 . tan z’
Vale para z’ < 70°
z’ ~ 90° ➨ Δz ~ 35’
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Ângulo de desvio refracional em função da altura do astro
0 10 20 30 40 50 60 70 80 900 Altura (h)
900 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Dist. Zen.
36´
0
18
12
6
24
30
Ân
gu
lo d
e d
esvi
o r
efra
cio
nal
h ↑ ⇒ D ↓
D
Horizonte Zênite
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Nascer e ocaso de astro extenso considerando a
refração
Observado
RealReal
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Nascer e Ocaso do Sol
Zênite
Terra
Horizonte
35’Visto
Real
51’
16’
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Achatamento aparente do Sol
perto do horizonte
I
S
Horizonte
Sol realI´
S´Δzsuperior
Δzinferior
Sol achatado
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Crepúsculos
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Dispersão e Crepúsculo
Zênite
< 18o
Terra
Horizonte
Dispersão da luz na alta atmosfera
O crepúsculo é o resultado da dispersão da luz solar nas altas camadas da atmosfera.
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Iluminação durante os crepúsculos
-000
50´-060 -120 -180 Altura do
centro do Sol
Ilu
min
amen
to n
um
a p
laca
pla
na
ho
rizo
nta
l [l
ux]
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
100
1000
Dia
Crepúsculocivil
Crepúsculonáutico
CrepúsculoCrepúsculoastronômicoastronômico
Noite
Distinçãode cores
Horizonte
Contribuição da luz
estelar é maior que a da luz solar
Placa
Lua Cheia no zênite
-080