Question

图所示是一个人在清晨眼望地平线时，看到日出的情景，图中虚线所示为大气层与真空的界面(信息：水平线的延长线与大气层交点处的半径是界面上的法线)。请问：

　

(1)观察者看到的“太阳”是太阳本身吗？如果不是，请画出太阳的大概位置，并说出你的根据。

(2)如果没有大气层，日出会推迟还是提前。

Answer 1

答案：略
解析：

(1)不是太阳本身，而是太阳通过大气折射形成的虚像。如图所示，当太阳还在地平线下方时，它发出的光线到达大气层时，将会发生折射。光线进入大气层时将向法线偏折，也就是由斜向上传播变为水平传播，从而进入人的眼睛。人逆着光线看去，就看到了太阳在地平线上升起。 (2)如果没有大气层，光线不会发生折射，日出会推迟。 解：观看日出时，进入我们眼睛的光线在地平线上，但太阳发出光线要从茫茫太空穿过大气层到达地面，光从真空射入大气层时，光线将会发生折射，所以射入我们眼睛的光线实际上是折射光线，但我们眼睛对于光线的偏折是觉察不出来的，眼睛接收到光线后会沿着光线反向延长线成像，可以推论，我们看到的日出位置并非是太阳真实的位置。由于已知折射光线，根据折射规律可以初略确定入射光线，这样能大致画出太阳的实际位置。