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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。

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。


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(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。

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