Длительность светового дня — это время, в течение которого из-за горизонта «высовывается» хотя бы малая часть солнечного диска. Эта величина рассчитывается для каждой точки на поверхности Земли и приводится в астрономических справочниках и календарях. Однако наблюдаемая длительность светового дня немного превышает теоретическую — табличную. Объясните, руководствуясь известными физическими законами и закономерностями, почему это происходит.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. В вакууме солнечные лучи распространяются прямолинейно со скоростью света, причем абсолютный показатель преломления n = 1.
2. У атмосферного воздуха показатель преломления nв немного больше единицы, и с ростом высоты над поверхностью Земли он постепенно уменьшается, стремясь к единице.
3. На «границе дня и ночи» в каждой точке Земли солнечные лучи «скользят» параллельно горизонтальной поверхности (\sin угла падения α в вакууме равен единице) и, попадая в атмосферу, испытывают, согласно закону преломления света, отклонение, постепенно «загибаясь» вниз, к земле: $n \sin альфа = 1 = n_в \sin бета$ Поскольку nв > 1, то $\sin бета меньше 1$ и угол преломления $бета меньше \pi /2$
4. Солнечные лучи, таким образом, «загибаются» за горизонт, и кусочек Солнца вечером можно видеть дольше, а утром Солнце появляется раньше, чем в отсутствие атмосферы и преломления света в ней. Это и приводит к увеличению наблюдаемой продолжительности дня.
Ответ: явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли
2. У атмосферного воздуха показатель преломления nв немного больше единицы, и с ростом высоты над поверхностью Земли он постепенно уменьшается, стремясь к единице.
3. На «границе дня и ночи» в каждой точке Земли солнечные лучи «скользят» параллельно горизонтальной поверхности (\sin угла падения α в вакууме равен единице) и, попадая в атмосферу, испытывают, согласно закону преломления света, отклонение, постепенно «загибаясь» вниз, к земле: $n \sin альфа = 1 = n_в \sin бета$ Поскольку nв > 1, то $\sin бета меньше 1$ и угол преломления $бета меньше \pi /2$
4. Солнечные лучи, таким образом, «загибаются» за горизонт, и кусочек Солнца вечером можно видеть дольше, а утром Солнце появляется раньше, чем в отсутствие атмосферы и преломления света в ней. Это и приводит к увеличению наблюдаемой продолжительности дня.
Ответ: явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли
Правильный ответ:
явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 105312 • Задание №10
В ходе ядерной реакции ядро $\ChemForm в степени левая круглая скобка 40 правая круглая скобка _19K$ превращае...
ID 109067 • Задание №28
Тело замедлялось с постоянным ускорением и на последние 10 м/с перед остановкой скорость тела упала за 200 сек...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: указано, что явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей (в данном случае: использование закона преломления света на границе атмосферы Земли для «скользящих» лучей). | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)
И (
ИЛИ
)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
И (
ИЛИ
)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: указано, что явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей (в данном случае: использование закона преломления света на границе атмосферы Земли для «скользящих» лучей). | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)
И (
ИЛИ
)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
И (
ИЛИ
)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 107284
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с хол...
ID 107285
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусовС$ на стенке стак...
ID 107286
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с хол...
ID 107287
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусов С$ на стенке ста...
ID 107288
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $29 градусовС$ на стенке стак...