rifrazione atmosferica. Disegno, descrizione

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Rifrazione atmosferica. Laboratorio scientifico per bambini

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rifrazione atmosferica è la deviazione dei raggi luminosi da una linea retta mentre attraversano l'atmosfera a causa dei cambiamenti nella densità dell'aria con l'altezza. La rifrazione atmosferica vicino alla superficie terrestre crea miraggi e può far sì che oggetti distanti sembrino tremolare, tremare o apparire sopra o sotto la loro posizione reale. Inoltre, la forma degli oggetti potrebbe essere distorta: potrebbero apparire appiattiti o allungati. Termine "rifrazione" Lo stesso vale per la rifrazione del suono.

rifrazione atmosferica è la ragione per cui gli oggetti astronomici si innalzano sopra l'orizzonte un po' più in alto di quanto non siano in realtà. La rifrazione influisce non solo sui raggi luminosi ma anche su tutta la radiazione elettromagnetica, anche se in misura diversa. Ad esempio, nella luce visibile, il blu è più influenzato dalla rifrazione rispetto al rosso. Ciò può far sì che gli oggetti astronomici si confondano nello spettro delle immagini ad alta risoluzione.

Se possibile, gli astronomi pianificano le loro osservazioni quando il corpo celeste supera il punto culminante superiore, quando è più alto sopra l'orizzonte. Inoltre, quando determinano le coordinate di una nave, i marinai non utilizzeranno mai un luminare la cui altezza sia inferiore a 20° sopra l'orizzonte. Se non è possibile evitare di osservare una stella vicino all'orizzonte, allora il telescopio può essere dotato di sistemi di controllo per compensare lo spostamento causato dalla rifrazione della luce nell'atmosfera. Se anche la dispersione è un problema (nel caso di utilizzo di una telecamera a banda larga per osservazioni ad alta risoluzione), è possibile utilizzare la correzione per la rifrazione della luce nell'atmosfera (utilizzando una coppia di prismi di vetro rotanti). Ma poiché il grado di rifrazione atmosferica dipende dalla temperatura e dalla pressione, nonché dall’umidità (la quantità di vapore acqueo, che è particolarmente importante quando si osserva nella regione dello spettro del medio infrarosso), la quantità di sforzo richiesta per una compensazione efficace può essere proibitivo.

rifrazione atmosferica interferisce maggiormente con le osservazioni quando non è uniforme, ad esempio in presenza di turbolenze nell'aria. Questo è il motivo dello scintillio delle stelle e della deformazione della forma visibile del sole al tramonto e all'alba.

Valori di rifrazione atmosferica

rifrazione atmosferica pari a zero allo zenit, inferiore a 1' (un minuto d'arco) ad un'altitudine apparente di 45° sull'orizzonte, e raggiungente il valore di 5,3' a 10° di quota; la rifrazione aumenta rapidamente con il diminuire dell'altitudine, raggiungendo 9,9' a 5° di altitudine, 18,4' a 2° di altitudine e 35,4' all'orizzonte (1976 Allen, 125); tutti i valori sono stati ottenuti ad una temperatura di 10°C e ad una pressione atmosferica di 101,3 kPa.

All'orizzonte il valore della rifrazione atmosferica è leggermente maggiore del diametro apparente del Sole. Pertanto, quando l'intero disco solare è visibile appena sopra l'orizzonte, è visibile solo per rifrazione, poiché se non ci fosse l'atmosfera, non sarebbe visibile una sola parte del disco solare.

Secondo la convenzione accettata, l'ora dell'alba e del tramonto è l'ora in cui il bordo superiore del Sole appare o scompare sopra l'orizzonte; il valore standard per l'altezza reale del Sole è -50'...-34' per la rifrazione e -16' per il semidiametro del Sole (l'altezza di un corpo celeste è solitamente data dal centro del suo disco ). Nel caso della Luna, sono necessarie ulteriori correzioni per tenere conto della parallasse orizzontale della Luna e del suo semidiametro apparente, che varia a seconda della distanza del sistema Terra-Luna.

I cambiamenti meteorologici giornalieri influenzano l'ora esatta dell'alba e del tramonto del sole e della luna (vedi l'articolo "Rifrazione all'orizzonte"), e per questo motivo non ha senso fornire l'ora del tramonto e dell'alba apparenti dei luminari con una precisione maggiore di un minuto d'arco (questo è descritto più dettagliatamente nel libro "Astronomical Algorithms", Jean Meeus, 1991, p. 103). Calcoli più accurati possono essere utili per determinare i cambiamenti giornalieri degli orari di alba e tramonto quando si utilizzano valori di indice di rifrazione standard, poiché è chiaro che i cambiamenti effettivi possono differire a causa di cambiamenti imprevedibili nell'indice di rifrazione.

Per colpa di rifrazione atmosferica è di 34' all'orizzonte, e solo 29 minuti d'arco a quota 0,5° sopra l'orizzonte, poi al tramonto o all'alba appare appiattito di circa 5' (che è circa 1/6 del suo diametro apparente).

Calcolo della rifrazione atmosferica

Il calcolo rigoroso della rifrazione richiede l'integrazione numerica utilizzando questo metodo descritto nell'articolo di Auer e Standish Rifrazione astronomica: calcolo per tutti gli angoli zenitali, 2000. Bennett (1982) nel suo articolo “Calcolo della rifrazione astronomica per l'uso nella navigazione marina” ha derivato una semplice formula empirica per determinare il valore della rifrazione in base all'altezza apparente dei luminari, utilizzando il Garfinkel algoritmo (1967) come riferimento, If h_a - questa è l'altezza apparente del luminare in gradi, quindi la rifrazione R in minuti d'arco sarà uguale a

La formula ha una precisione di 0,07' per altitudini da 0° a -90° (Meeus 1991, 102). Smardson (1986) ha derivato una formula per determinare la rifrazione relativa all'altezza reale dei luminari; Se h - questa è la vera altezza del luminare in gradi, quindi la rifrazione R in minuti d'arco saranno

la formula concorda con la formula di Bennett con un'approssimazione di 0.1'. Entrambe le formule saranno corrette ad una pressione atmosferica di 101,0 kPa e ad una temperatura di 10°C; per diversi valori di pressione Р e temperatura Т il risultato del calcolo della rifrazione prodotta utilizzando queste formule deve essere moltiplicato per

(secondo Meeus, 1991, 103). La rifrazione aumenta di circa l'1% per ogni aumento di 0,9 kPa della pressione e diminuisce di circa l'1% per ogni diminuzione di 0,9 kPa della pressione. Allo stesso modo, la rifrazione aumenta di circa l'1% per ogni diminuzione di 3°C della temperatura e la rifrazione diminuisce di circa l'1% per ogni aumento di 3°C della temperatura.

Grafico della magnitudine della rifrazione rispetto all'altezza (Bennett, 1982)

Effetti atmosferici casuali causati dalla rifrazione

La turbolenza atmosferica aumenta e diminuisce la luminosità apparente delle stelle, rendendole più luminose o più deboli in millisecondi. Le componenti lente di queste oscillazioni ci appaiono come sfarfallio.

Inoltre, la turbolenza provoca piccoli movimenti casuali nell'immagine visibile della stella e produce anche rapidi cambiamenti nella sua struttura. Questi effetti non sono visibili ad occhio nudo, ma sono facilmente osservabili anche con un piccolo telescopio.

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Il testosterone per gli uomini è, senza esagerare, uno degli ormoni chiave: da esso dipendono la pubertà e la capacità di avere figli, inoltre determina in gran parte il comportamento e l'aspetto di un uomo (il testosterone, ad esempio, influisce sullo sviluppo di ossa e muscoli, e quindi crescita e peso corporeo).

In persone diverse, il suo livello può differire notevolmente, pur rimanendo all'interno dell'intervallo normale. Cosa influenza i livelli di testosterone? Dai geni, dallo stile di vita, dall'alimentazione e da altri fattori.

Tra questi altri fattori, i ricercatori della Durham University, della Northwestern University e dell'Università di Chittagong sottolineano in particolare l'infanzia: i livelli di testosterone in un maschio adulto dipendono molto dalle condizioni in cui è cresciuto.

Kesson Magid e colleghi hanno confrontato i livelli ormonali di uomini con diverse biografie che vivono in Bangladesh e nel Regno Unito: alcuni sono cresciuti in Bangladesh e vi sono rimasti; altri si sono trasferiti nel Regno Unito da bambini; altri ancora si sono trasferiti nel Regno Unito da adulti; il quarto è nato in Gran Bretagna, ma i suoi genitori erano del Bangladesh; infine, nel quinto gruppo c'erano uomini che vivevano in Gran Bretagna ei cui antenati erano europei.

Tutti i livelli di testosterone erano entro limiti normali. Tuttavia, per esempio, quelli che sono cresciuti nel Regno Unito (indipendentemente da chi fossero i loro genitori e dove fossero nati, qui o in Bangladesh), il livello dell'ormone era più o meno lo stesso. Inoltre, questi uomini avevano all'incirca la stessa altezza e iniziarono anche la pubertà all'incirca alla stessa età. E in generale, avevano più testosterone di quelli che sono cresciuti in Bangladesh. A loro volta, coloro che sono cresciuti in Bangladesh non solo avevano meno testosterone, erano anche in media più bassi e avevano un inizio più tardivo della pubertà.

I medici affermano da tempo che l'infanzia influisce notevolmente sui livelli di testosterone e questa influenza dura quasi tutta la vita. Ad esempio, l'infertilità negli uomini può svilupparsi a causa di problemi con il testosterone ed è noto che l'infertilità si verifica a causa della parotite infantile.

Ma il discorso in questo caso non riguarda solo le malattie infantili, anche se, vale la pena ripetere ancora una volta, influiscono fortemente sul livello di testosterone. Ovviamente i bambini in diverse parti del mondo mangiano in modo diverso e generalmente conducono stili di vita diversi, che probabilmente non possono non influenzare lo sviluppo del sistema ormonale.

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