БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (РЕ)
Лит.: Максутов Д. Д., Астрономическая оптика, М. — Л., 1946; Курс астрофизики и звёздной астрономии, т. 1, М. — Л., 1951, гл. 2—3; Современный телескоп, М., 1968.
Н. Н. Михельсон.
Рефракция (геодезич.)
Рефра'кция геодезическая, собирательный термин, которым иногда объединяют различные виды и проявления Р. электромагнитных волн, обусловленные искривлением траектории распространения этих волн и сопутствующие всевозможным геодезическим измерениям. При этом объект наблюдения (источник наблюдаемых электромагнитных колебаний) находится в пределах земной атмосферы, тогда как в случае астрономической Р. (см. Рефракция света в атмосфере) расположен за пределами земной атмосферы и даже на бесконечно большом расстоянии по сравнению с радиусом земного шара.
Различают Р. световых волн, включая в неё и Р. лучей невидимой (инфракрасной) части спектра, и Р. радиоволн, так как искривление лучей тех и других волн зависит от показателя их преломления n на пути их распространения в атмосфере, причём сам показатель преломления является функцией длины волны.
Из-за неоднородности строения земной атмосферы, в которой показатель преломления в различных точках пространства различен и меняется во времени, луч электромагнитной волны является пространственной кривой с переменной кривизной и кручением. Проекция этой кривой на вертикальную и горизонтальную плоскости в точке наблюдения приводит к так называемой вертикальной Р. и горизонтальной (боковой) Р. Первая проявляется при различных видах нивелирования: тригонометрическом (земная Р.), геометрическом (нивелирная Р.); при аэрофотосъёмке (фотограмметрическая Р.), при наблюдениях ИСЗ (спутниковая Р.). Боковая Р. на один-два порядка меньше, чем вертикальная, и сопутствует всем видам Р.; она непосредственно влияет на результаты измерения горизонтальных углов и триангуляции, полигонометрии и астрономических наблюдений азимутов.
Зная показатель преломления атмосферы вдоль траектории распространения электромагнитных колебаний и вблизи неё, а также взаимное расположение источника и приёмника (наблюдателя) этих колебаний, можно составить уравнение луча и определить влияние Р. на различные виды наблюдений. Однако незнание прежде всего точного показателя преломления n атмосферы в моменты наблюдений (так как он находится в сложной зависимости от температуры, давления и влажности атмосферы, а также и от физико-географических условий, топографии местности, характера подстилающего покрова) не позволяет определить точную величину Р. упомянутым прямым методом. Обычно в геодезии используют различные косвенные (метеорологические, геодезические, статистические и др.) способы определения Р. и ослабления её действия на отдельные виды геодезических измерений. Разрабатываются инструментальные методы определения Р., предусматривающие непосредственное определение фактического интегрального показателя преломления воздуха на пути распространения электромагнитных волн или измерение угла Р. при помощи соответствующих измерительных устройств.
Лит.: Изотов А. А., Пеллинен Л. П., Исследования земной рефракции и методов геодезического нивелирования, М., 1955; Островский А. Л., О геодезическом методе определения физических редукций светодальномерных измерений, «Геодезия, картография и аэрофотосъёмка», 1970, в. 12.
Г. А. Мещеряков.
Рефракция (звука)
Рефра'кция звука, искривление звуковых лучей в неоднородной среде (атмосфера, океан), скорость звука в которой зависит от координат. Звуковые лучи поворачивают всегда к слою с меньшей скоростью звука, и Р. выражена тем сильнее, чем больше градиент скорости звука.
Р. звука в атмосфере обусловлена пространственными изменениями температуры воздуха, скорости и направления ветра. С высотой температура обычно понижается (до высот 15—20 км) и скорость звука уменьшается, поэтому лучи от источника звука, находящегося вблизи земной поверхности, загибаются кверху и звук, начиная с некоторого расстояния, перестаёт быть слышен (рис. 1, а). Если же температура воздуха с высотой увеличивается (температурная инверсия, часто возникающая ночью), то лучи загибаются книзу и звук распространяется на большие расстояния (рис. 1, б). При распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распространении по ветру — к земной поверхности, что существенно улучшает слышимость звука во втором случае (рис. 2). Р. звука в верхних слоях атмосферы может привести к образованию зон молчания и зон аномальной слышимости.
Р. звука в океане связана с пространственными изменениями температуры, солёности и гидростатического давления. Р. в океане обусловливает сверхдальнее распространение звука, образование зон тени, фокусировку звука и ряд других особенностей распространения звука (см. Гидроакустика).
Лит.: Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах, 3 изд., М., 1960, гл. 6, §3, гл. 7; Физические основы подводной акустики, пер. с англ., под ред. В. И. Мясищева, М., 1955, гл. 3.
Рис. 1, а — ход звуковых лучей при убывании температуры с высотой; б — ход звуковых лучей при возрастании температуры с высотой.
Рис. 2. Влияние ветра на ход звуковых лучей.
Рефракция молекулярная
Рефра'кция молекуля'рная (R), связывает электронную поляризуемость aэл вещества (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул) с его преломления показателем n. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n, способность вещества преломлять свет, отличается от n тем, что практически не зависит от плотности, температуры и агрегатного состояния данного вещества. Основная формула для Р. м. имеет вид
, (*)
где М — молекулярная масса вещества, r — его плотность, NA — Авогадро число. Выражение (*) для Р. м. является эквивалентом Лоренц — Лоренца формулы (с теми же ограничениями на применимость), но во многих случаях более удобно для практических приложений. Часто Р. м. можно представить как сумму «рефракций» атомов или групп атомов веществ, составляющих молекулу сложного вещества, или их связей в такой молекуле. Например, Р. м. предельного углеводорода . Это важное свойство Р. м. — аддитивность — позволяет успешно применять рефрактометрические методы (см. Рефрактометрия) для решения таких физико-химических задач, как исследование структуры соединений, определение дипольных моментов молекул, изучение водородных связей, определение состава смесей и т.д.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973: Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; его же, Строение и физические свойства молекул, М. — Л., 1955; Бацанов С. С., Структурная рефрактометрия, М., 1959: Иоффе Б. В., Рефрактометрические методы химии, 2 изд., Л., 1974.
В. А. Зубков.
Рефракция (преломление света)
Рефра'кция света, в широком смысле — то же, что и преломление света, т. е. изменение направления световых лучей при изменении преломления показателя (ПП) среды, через которую эти лучи проходят. В силу исторической традиции термином «Р. света» чаще пользуются, характеризуя распространение оптического излучения в средах с плавно меняющимся от точки к точке ПП (траектории лучей света в таких средах — плавно искривляющиеся линии), а термином «преломление» чаще называется резкое изменение направления лучей на границе раздела двух однородных сред с разными ПП. В ряде разделов оптики традиционно используют именно термин «Р.». К ним относятся атмосферная оптика, очковая оптика, оптика глаза и т.д. Р. глаза — характеристика глаза как оптической системы; оптическая сила глаза при покое аккомодации. Основные преломляющие элементы — роговая оболочка и хрусталик, оптическая сила которых варьирует от 52,59 до 71,30 диоптрии, составляя в среднем 59,92 диоптрии. Если оптическая сила глаза и его размеры соответствуют друг другу (нормальная Р., или эмметропия), параллельные лучи света, проникающие в глаз, фокусируются в центре сетчатки — в области жёлтого пятна; в этом случае на сетчатке получается чёткое изображение рассматриваемого предмета — обязательное условие хорошего зрения. При нарушениях Р. возникают близорукость или дальнозоркость. Р. глаза изменяется с возрастом: она меньше нормальной у новорождённых, в пожилом возрасте может снова уменьшаться (так называемая старческая дальнозоркость). Лечение аномалий Р. медикаментозными средствами невозможно; при её нарушениях применяется коррекция зрения оптическими линзами (подбор очков).
