日落奇观：半个太阳背后的科学奥秘

日落奇观：半个太阳背后的科学奥秘

引用

澎湃

等

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来源

1.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_29693783

2.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%AF%E6%B6%85%E5%B0%94%E5%AE%9A%E5%BE%8B

3.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%A5%E7%8E%8B%E6%98%9F

4.

https://mooc1.chaoxing.com/mooc-ans/ztnodedetailcontroller/visitnodedetail?courseId=200499426&knowledgeId=109038087&_from_=&rtag=

5.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%BD%AE%E6%B1%90

6.

https://std.stheadline.com/education/article/2017236/%E6%95%99%E8%82%B2-%E4%B8%AD%E5%AD%B8-%E5%89%96%E6%9E%90%E5%85%89%E5%AD%B8%E7%8F%BE%E8%B1%A1-%E5%85%89%E7%9A%84%E4%B8%8D%E5%90%8C%E5%8E%9F%E7%90%86-%E5%85%89%E7%B6%AB-%E5%85%89%E7%A7%91%E6%8A%80-%E5%85%89%E6%B3%A2-%E5%85%89%E5%AD%90-%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%B8-STEM%E6%95%99%E5%AE%A4

7.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%87%91%E6%98%9F

8.

http://interesting-sky.china-vo.org/page/227/

你是否曾注意到日落时分，太阳看起来像是被压扁了一样？这种现象其实是由大气折射造成的。当太阳接近地平线时，光线穿过更厚的大气层，导致光线弯曲，使得太阳的上下直径看起来不一致，形成扁圆形的视觉效果。这个看似简单的自然现象背后隐藏着丰富的光学原理，让我们一起探索这迷人的天文奇观吧！

要理解日落时太阳为何会呈现扁圆形，我们首先需要了解大气折射的原理。光在不同介质中传播时会发生折射，这是由斯涅尔定律（折射定律）所描述的物理现象。斯涅尔定律表明，当光波从一种介质传播到另一种具有不同折射率的介质时，入射角与折射角之间存在特定的关系：

其中，n1和n2分别是两种介质的折射率，θ1和θ2分别是入射光和折射光与界面法线的夹角。这个公式称为斯涅尔公式。

在大气折射的情况下，光从太阳传播到地球表面时，会穿过不同密度的空气层。由于空气密度随高度变化，光线会在不同密度的空气层界面发生折射。当太阳接近地平线时，光线需要穿过更厚的大气层，这导致光线的路径发生显著弯曲。

当太阳处于地平线附近时，其光线需要穿过地球大气层的最厚部分。由于大气层的密度分布不均，光线在穿过不同密度的空气层时会发生不同程度的折射。这种折射效应使得太阳的上下直径看起来比实际要短，而左右直径则相对保持不变，从而形成了扁圆形的视觉效果。

这种现象在高纬度地区尤为明显，因为这些地区的地平线与太阳之间的角度较小，使得光线需要穿过更厚的大气层。此外，大气中的水汽、尘埃和其他颗粒也会对光线产生散射作用，进一步影响太阳的外观。

除了日落时的扁圆现象，大气折射还会产生许多其他有趣的光学现象。例如，当太阳光线通过高空的冰晶时，可能会形成“幻日”现象，即在太阳两侧出现假太阳的视觉效果。这种现象是由于冰晶对阳光的折射和反射作用造成的。

另一种有趣的现象是“环天顶弧”，也被称为“倒挂彩虹”。当阳光从片状冰晶的顶面射入，又从侧面射出时，会发生折射与色散，形成上蓝下红的彩色圆弧，凸向太阳方向。

这些大气光学现象不仅美丽壮观，也揭示了自然界的奇妙之处。通过观察和理解这些现象，我们不仅能欣赏到大自然的鬼斧神工，还能感受到科学原理在日常生活中的体现。

下次当你看到日落时扁圆形的太阳时，不妨停下来想一想：这个看似平常的现象背后，竟然蕴含着如此精妙的物理原理。科学的魅力就在于它能将我们司空见惯的现象，转化为令人惊叹的自然奇观。