Рефракция света и УКВ

Реальная атмосфера оптически неоднородна как по горизонтали, так и по вертикали. Вследствие этого скорость распространения электромагнитных волн в атмосферном воздухе изменяется на пути распространения лучей и траектории их искривляются. Рефракцию испытывают как световые лучи, так и радиоволны. Причем последние (особенно ультракоротковолнового диапазона) в одних и тех же метеорологических условиях испытывают значительно большее искривление, чем световые лучи.

Критерием оптической неоднородности атмосферы служит показатель преломления

n =

где с – скорость света в вакууме;

v –скорость распространения электромагнитных волн в реальной атмосфере.

Миражи. Аномальная рефракция света может явиться причиной миража – явления, при котором видны, кроме истинных предметов, также их мнимые изображения, являющиеся результатом полного внутреннего отражения в атмосфере. В зависимости от места расположения мнимых предметов миражи подразделяются на верхние, боковые и нижние. Причиной миражей являются необычно большие вертикальные (при верхнем и нижнем) и горизонтальные (при боковом мираже) градиенты плотности в нижнем слое атмосферы.

Верхние и боковые миражи чаще наблюдаются в высоких широтах, где нередки случаи резкого падения плотности с высотой (особенно при температурных инверсиях). Верхние миражи, напротив, возможны при незначительном падении плотности с высотой, особенно при резко неустойчивой стратификации атмосферы.

При верхнем мираже световые луни, направленные от предмета вверх, отклоняются от прямолинейного направления и, искривляясь, достигают глаза наблюдателя таким образом, что предметы кажутся отраженными вверх в перевернутом виде.

При нижнем мираже лучи отклоняются так, что предмет кажется отраженным вниз и более обычного приподнят над горизонтом.

При боковом мираже мнимые изображения появляются справа или слева от истинного положения предмета.

Иногда очевидцы описывают явление сложного миража, когда очертания предметов сильно искажены. Это явление носит название фата-морганы.

Вопросы для самоконтроля:

1. При каких условиях происходят оптические явления в атмосфере?

2. Что такое радуга, гало и венцы?

3. Что способствует проявлению электрических явлений в атмосфере?

4. Какие молнии Вы знаете? Последствия молниевых разрядов в судовождении.

5. В чем особенности дальности видимости?

6. В чем проявляется рефракция света?