Question

在新世紀(jì)來(lái)臨之際，我國(guó)天文工作者通過(guò)計(jì)算機(jī)確定了我國(guó)新世紀(jì)第一道曙光的到達(dá)地——浙江溫嶺的石塘鎮(zhèn)(天文學(xué)上規(guī)定：太陽(yáng)邊緣上發(fā)出的光線與地球相切于A點(diǎn)的時(shí)刻，就是A點(diǎn)日出時(shí)刻，如圖所示)．但由于地球大氣層的存在，光線會(huì)發(fā)生折射，因此，地球上真實(shí)看到日出的時(shí)刻與天文學(xué)上規(guī)定的日出時(shí)刻有所不同．已知地球平均半徑為6371km，且日地之間的距離約為，假設(shè)A點(diǎn)為石塘鎮(zhèn)，地球大氣層的厚度約為20km．若認(rèn)為大氣層是均勻的，且折射率為1.00028，則由于大氣層的存在，石塘鎮(zhèn)看到真實(shí)日出的時(shí)刻比天文學(xué)上規(guī)定的第一道曙光的時(shí)刻約(　　)到達(dá)．

[　　]

A．提前5s

B．提前50s

C．推遲5s

D．推遲50s

Answer 1

答案：B
解析：

解析：根據(jù)題意作出示意圖如圖所示，小圓表示地球，大圓表示大氣外層，A點(diǎn)表示石塘鎮(zhèn)，DF、BG為太陽(yáng)的第一道曙光，由圖可知，如果沒有大氣層，那么，A點(diǎn)只有等到地球轉(zhuǎn)到B點(diǎn)時(shí)才能看到第一道曙光，然而，由于大氣層的折射，在A點(diǎn)就可以看到曙光．由此可見，石塘鎮(zhèn)的第一道曙光會(huì)提前出現(xiàn)． 在直角三角形OAD中，，所以θ=85.49°． 根據(jù)折射定律有，則sinβ=nsinθ，得β=85.70°． 又由圖示可知，FD∥GB，∠BCO=β，∠BOC=90°－β，∠AOD=90°－θ，則α=∠AOD－∠BOC=β－θ=0.21°， 因此，提前時(shí)間為 ． 點(diǎn)評(píng)：這是一道光學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力題，要求用光的折射定律解釋地球上真正看到日出的時(shí)刻與天文學(xué)上規(guī)定的日出時(shí)刻有所不同的物理現(xiàn)象．