Refração, Refração, dispersão e dispersão e crepúsculoscrepúsculos

R. BoczkoR. BoczkoIAG-USP16

1206 Adaptado por R. Teixeira 05/06/13

Refração da luz

Refração

Luz

Meio de propagação 1

Meio de propagação 2

Refração é a passagem da luz de um meio para outro

Índice de refração

c

vn

Meio de propagação

Vácuon ≡ c / v

∆

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

Índio pescando

Normal

nar < nágua

nágua

Luz passando da água para o

ar

Peixe caçando

nar

nágua > nar

Luz passando do

ar para a água

Normal

Refração atmosférica

Refração em

camadas

Real

Terra

Atmosfera

Refração Atmosférica

Zênite

Real

Terra

HorizonteΟ

Visto

Atmosfera

O astro observado está, aparentemente, sempre mais alto do

que o astro real.

Elementos na Refração Atmosférica

Zênite

Real

Terra

HorizonteΟAtmosfera

n = 1

n' > 1

Observado

z’

z

Δz (desvio)

z = z’ + Δz

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

Refração muito aproximada

Δz ≅ 60’’.3 . tan z’

Vale para z’ < 70°

z’ ~ 90° ➨ Δz ~ 35’

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

Nascer e ocaso de astro extenso considerando a

refração

Observado

RealReal

Nascer e Ocaso do Sol

Zênite

Terra

Horizonte

35’Visto

Real

51’

16’

Achatamento aparente do Sol

perto do horizonte

I

S

Horizonte

Sol realI´

S´Δzsuperior

Δzinferior

Sol achatado

Crepúsculos

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.

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