АСТРОНОМИЧЕСКАЯ РЕФРАКЦИЯ
Астрономической рефракцией называется явление преломления лучей света, идущих от светила при прохождении ими слоев атмосферы разной плотности. Для выяснения сущности этого явления рассмотрим атмосферу как совокупность тонких слоев воздуха, плотность которых увеличивается по мере приближения к поверхности Земли. При отсутствии атмосферы наблюдатель, находящийся в некоторой точке М, увидел бы светило а по направлению Ма.
В действительности, луч света, проходя разные слои атмосферы, будет преломляться на границах этих слоев и представит собой ломаную линию. При бесконечно малых по толщине слоях воздуха эта ломаная линия превратится в кривую. По законам оптики при прохождении луча света от слоев меньшей плотности к слоям большей плотности углы пре¬ломления постепенно уменьшаются и выпуклость рефракционной кривой будет всегда обращена вверх. Наблюдатель при этом будет видеть светило по направлению касательной к этой кривой в точке М, т. е. по направлению Ма. Как видно из рисунка, измеренная высота светила h’ будет больше действительной h на некоторую величину р, называемую поправкой за астрономическую рефракцию. Таким образом, чтобы получить исправленное значение высоты светила нужно ее измеренное значение уменьшить на величину угла р, т. е.
h = h’-p.
Если вместо высоты h определено зенитное расстояние z, (z =90° -h), то его величина, исправленная за влияние астрономической рефракции, будет равна z =z’+p.
Величина поправки за рефракцию р зависит от высоты или зенитного расстояния светила; она увеличивается по мере приближения светила к горизонту и уменьшается до минимума при расположении светила вблизи зенита и в значительной степени обусловлена плотностью атмосферы, которая, в свою очередь, непосредственно связана с температурой и давлением воздуха. Поэтому при измерении вертикальных углов на светило необходимо определять давление и температуру воздуха.
В Астрономическом ежегоднике и Каталоге координат Солнца и ярких звезд приводятся специальные таблицы для определения средней поправки за рефракцию р0, рассчитанной для нормальных атмосферных условий, т. е. для давления В = 760 мм рт. ст. и температуры воздуха t = +10° С (табл. 46). Величину р0 выбирают по аргументу h или z. Если в момент измерений давление и температура отличались от нормальных соответственно на 5 мм рт. ст. и 5° или более, в значение р0 вводятся поправки Дрв и Др,.
р =р0+Дрв+Др,.
Поправки Дрв и Ар, к значениям р0 даны в табл. 47. Ниже приводится пример вычисления поправки за астрономическую рефракцию.
. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ ЧАСОВ НА МОМЕНТ НАБЛЮДЕНИЙ
При точных астрономических наблюдениях с погрешностью не более Г применяют хронометры — высокоточные часы с боль¬шим постоянством хода. Хронометры бывают звездными, т. е. идущими по звездному времени, и солнечными — идущими по среднему солнечному времени. Для приближенного определения азимута (т. е., с допустимой погрешностью определения времени не более 101) применяются наручные, электронные или механические часы, часы с центральной стрелкой.
21 *
323
Несмотря на высокие качества изготовления хронометры, как и другие виды часов дают показания с некоторой погрешностью, изменяющейся с течением времени — уходят вперед или отстают. Эту погрешность необходимо учитывать путем введения в измеренное время поправки часов. Поправка часов и это разность между точным (действительным) значением времени Т и показанием Т1 рабочих часов в один и тот же момент, т. е. и = T-Tv
Указанную поправку определяют с помощью приема сигналов службы точного времени. Эти сигналы передаются один раз в час радиостанцией «Маяк» и состоят из шести звуковых сигналов. В момент подачи шестого сигнала, соответствующего началу сле¬дующего часа, отсчитывают по рабочим часам сначала секунды, а затем минуты и часы. Поверку часов производят два раза в сутки, как правило, до и после наблюдений; результаты поверки записывают в журнал наблюдений. Поправка и считается поло-жительной, если часы отстают, и отрицательной, если они уходят вперед.
Например, в момент поверки при подаче шестого сигнала точного времени в 7A00m00s рабочие часы показали время 6h5Sm41 Следовательно, поправка часов в этот момент будет положительной и равной и — Т—7 = 7а00″!00г—6Л58т47* = +lm13s.
В зависимости от качества и точности регулировки часов поправка и может изменяться.
Изменение <ы поправки часов за единицу времени называется ходом часови определяется формулой
и2~их
°> — hi
(Г2-Г,)Л
где Г, и Г2 — точное время в 1 и 2 моменты поверки часов ии и2 — поправки часов, соответствующие этим моментам. Знак хода определяется знаком разности (и2—щ), так как интервал (Т2—Т,) между двумя последовательными моментами всегда по¬ложителен. В зависимости от принятой единицы времени ход часов может быть суточным и часовым. Зная ход часов а> и поправку щ в момент 7 поверки часов, можно вычислить поправку и на любой момент Т наблюдения светила по формуле
и = u1+w(T—Tl)h.
Для контроля вычислений эту же поправку находят вторично, пользуясь моментом Т2 поверки часов
и = и2+(о(Т-Т2).
Окончательно исправленное декретное время D момента на¬блюдений вычисляют по формуле
D = Т+и.
(13.19)
Таким образом для определения поправки и часов момента наблюдений поверку часов следует выполнять дважды — до и после наблюдений с возможно большим интервалом (Т2—Тг). При вычислении хода ш и поправки часов и следует иметь в виду, что разности времени (Т2—7), (Т—7) и (Т—Т2) выражают в долях часа и используют их значения без размерности, как коэффициент.