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光从大气层到真空会折射吗

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/18 00:09:31
光从大气层到真空会折射吗

这并不是普通科学题
粗略地说,折射有两个条件,非垂直入射+分界面两侧折射率有跃变.如果假设大气层和真空之间有个明确的分界面,那么除非垂直于界面入射,光肯定是会折射的,因为无论多么近似于1,空气的折射率总会比1大些(比如1.0003之类的),而真空的折射率就是1,精确到小数点后100位都是1.但正因为二者相差不大,折射效果肯定不会像光射入水中那么明显.
事实上,考虑地球大气,大气层的密度不是常数,如果假设大气处在流体力学平衡的话,很容易推出大气密度会随着高度呈指数降低,大气外层的密度比海平面附近大气密度低得太多,甚至可以认为外层大气几乎平稳地过渡为真空,这样就带来了大气折射率随着高度缓慢变化(而不是像从空气进入水中那样的突变),所以光在大气中传播时的路径是一条斜率很复杂的曲线.从这里来说,先不说大气和真空的分界在什么地方,就算到了那里,光的传播也几乎是直线(斜率几乎没有变化),有没有折射,你看着办吧,因为说折射也行,说没折射也差不多.
再问: 宇宙只是近似真空,而不是完全,说完全真空是为了适用于一些其它理论(如真空不能传声) 而光是曲线传播属于"弦"理论,但也只是建立在宇宙真空之上。因为不是真空的话,光总会碰 到一些微小的氧分子之类的(发生反射与折射),从而以弧线传播。 不过你答的很不错哦!
再答: 哇塞,你说一立方厘米里面只有几个粒子那算不算真空?如果真说完全没有东西(物质\能量\场\正负粒子对之类)才算真空,那这"真空"至少在我的智力范围内是不存在的,无论物理学还是哲学上讲,讨论这样的不存在的东西都是没有意义的. 而对于这样的密度,光子在传播的过程中能与之发生碰撞的几率有多大? 再者说,即使不是真空,碰到的分子最可能的应该是氢原子.因为粒子数太少,太稀薄,两个原子靠近结合成分子的概率也低得一塌糊涂的,你们家氧分子好像稍稍少了那么一点. 最后,发生的过程主要是折射和吸收,貌似和反射关系不大.