大气折射

概念

大气折射是指在光线穿过大气层时，由于空气密度的变化而引起的光线的偏折现象。这种现象会使得我们看到的物体位置与实际位置有一定的偏差，特别是在地平线附近和远处的物体会显得更高。

计算方法

大气折射的计算方法参考了Snell定律，即光线在经过两种介质时，入射角和折射角满足$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$，其中$n_1$和$n_2$分别为两种介质的折射率，$\theta_1$和$\theta_2$分别为入射角和折射角。

在大气中，由于空气密度的变化，折射率也会随之变化，因此大气折射需要考虑大气的温度、气压、湿度等因素。一般来说，大气折射的计算可以采用以下公式：

$$\Delta h = R\left[\tan^{-1}\left(\frac{h}{R}\right)+\frac{1}{\cos(\tan^{-1}(h/R))}-1\right]\Delta\theta$$

其中，$\Delta h$为折射距离偏差，$R$为地球半径，$h$为测站高度，$\theta$为视线与竖直方向的夹角，$\Delta\theta$为大气折射角。在计算时，还需要考虑大气的温度、气压、湿度等因素。

应用

大气折射对于物体的观察和测量都有一定的影响，比如在天文观测中，对于地平线附近的物体需要进行大气折射修正，以更准确地测量其位置和运动轨迹。在摄影中，也需要考虑大气折射对于远处物体的影响，以调整相机的曝光和焦距等参数。

参考资料

[1] 李家和，刘菲，董才才，等. 地球空间大气层大气折射的地球物理学意义[J]. 地球物理学进展, 2013, 28(5): 2074-2083.

[2] 赵嘉璐，钱学森. 大气折射测量技术研究进展[J]. 中国科技信息, 2013(17): 1-4.

# 大气折射

## 概念

大气折射是指在光线穿过大气层时，由于空气密度的变化而引起的光线的偏折现象。这种现象会使得我们看到的物体位置与实际位置有一定的偏差，特别是在地平线附近和远处的物体会显得更高。

## 计算方法

大气折射的计算方法参考了Snell定律，即光线在经过两种介质时，入射角和折射角满足$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$，其中$n_1$和$n_2$分别为两种介质的折射率，$\theta_1$和$\theta_2$分别为入射角和折射角。

在大气中，由于空气密度的变化，折射率也会随之变化，因此大气折射需要考虑大气的温度、气压、湿度等因素。一般来说，大气折射的计算可以采用以下公式：

$$\Delta h = R\left[\tan^{-1}\left(\frac{h}{R}\right)+\frac{1}{\cos(\tan^{-1}(h/R))}-1\right]\Delta\theta$$

其中，$\Delta h$为折射距离偏差，$R$为地球半径，$h$为测站高度，$\theta$为视线与竖直方向的夹角，$\Delta\theta$为大气折射角。在计算时，还需要考虑大气的温度、气压、湿度等因素。

## 应用

大气折射对于物体的观察和测量都有一定的影响，比如在天文观测中，对于地平线附近的物体需要进行大气折射修正，以更准确地测量其位置和运动轨迹。在摄影中，也需要考虑大气折射对于远处物体的影响，以调整相机的曝光和焦距等参数。

## 参考资料

[1] 李家和，刘菲，董才才，等. 地球空间大气层大气折射的地球物理学意义[J]. 地球物理学进展, 2013, 28(5): 2074-2083.

[2] 赵嘉璐，钱学森. 大气折射测量技术研究进展[J]. 中国科技信息, 2013(17): 1-4.