PRÁCTICA ESPECIALPRÁCTICA ESPECIALDesviación de los rayos solares a Desviación de los rayos solares a

través de la atmósferatravés de la atmósfera

Parreño, Ma. AlejandraParreño, Ma. Alejandra

Objetivos:Objetivos:• Simular el recorrido de rayos solares a través de la atmósfera Simular el recorrido de rayos solares a través de la atmósfera

terrestre terrestre • EEncontrar una relación entre el angulo real de incidencia de los ncontrar una relación entre el angulo real de incidencia de los

rayos y el aparente captado por un observador en la Tierrarayos y el aparente captado por un observador en la Tierra

..

Refracción atmosférica : es el fenomeno por el cual un rayo al atravesar las distintas capas de la atmosfera, cambia su angulo de incidencia. Esto se debe a que los progresivos cambios de temperatura y Presión a distinta altura hacen variar el indice de refraccion .

Uno de los efectos de esto es que el sol, estrellas y planetas lejanos se ven con una desviación aparente en su posición.

Relacion existente

entre real y aparente

Para poder analizar este fenomeno es necesario una clara Para poder analizar este fenomeno es necesario una clara comprensión de las capas atmosfericas y la variación del indice comprensión de las capas atmosfericas y la variación del indice de refracción con la alturade refracción con la altura

Formula que deviene de la Ley de Edlen y de Snell (válida para aire seco) (empirica y de ahi las constantes)

Ley de Snell

Un modelo de atmosfera ampliamente utilizado para analizar la variación de P y T con la altura es el U.S. Standard Model según el cual:

1) Troposfera

2) Tropopausa y Estratosfera

Temperatura en funcion de altura

Presión en funcion de altura

Metodología y ResultadosMetodología y ResultadosEn primer lugar se reprodujo la variación de Temperatura, Presión e índice En primer lugar se reprodujo la variación de Temperatura, Presión e índice de refracción en las primeras dos capas de la atmósfera de refracción en las primeras dos capas de la atmósfera

Indice de refracción en funcion de la altura

Metodología y ResultadosMetodología y Resultados

En segundo lugar se integraron esos resultados bajo el mismo modelo matemático utilizado anteriormente de tal manera de obtener una relación entre el ángulo real en la posición del sol y el ángulo aparente en el que lo ve un observador.

Se realizó este proceso para distintos ángulos aparentes de modo de

confeccionar una tabla con los datos obtenidos.

Discusión de resultados   1. Los gráficos de temperatura, presión e índice de refracción en

función de altura arrojaron un resultado esperado de acorde al modelo planteado.

• La temperatura baja progresivamente durante la troposfera y se mantiene constante durante la estratosfera; un efecto similar pero con un decrecimiento logarítmico en lugar de lineal se observa en el grafico de presión.

• El índice de refracción disminuye desde el nivel del mar hasta la estratosfera acercándose a n=1 característico del espacio vacío.

2. El cálculo del Angulo real no dio valores físicamente interpretables, puesto que los ángulos reales tienen un orden absolutamente distinto del utilizado como Angulo de incidencia.

Apreciaciones finalesApreciaciones finales Causas posibles de error en el calculo del angulo: Causas posibles de error en el calculo del angulo:

- Errores en las constantes utilizadas- Errores en las constantes utilizadas

- Errores en las unidades de las constantes- Errores en las unidades de las constantes

(no se encontraban totalmente explicitas en el paper científico (no se encontraban totalmente explicitas en el paper científico utilizado como referencia de modo que hubo que buscarlas en utilizado como referencia de modo que hubo que buscarlas en fuentes distintas a la que realizo la simulación en primera fuentes distintas a la que realizo la simulación en primera instanciainstancia

De tener más tiempo y llegar a una relación Angulo real-De tener más tiempo y llegar a una relación Angulo real-aparente válida, se podría hacer en el futuro una interpretación aparente válida, se podría hacer en el futuro una interpretación matemática de la desvirtuación del tamaño de la fuente matemática de la desvirtuación del tamaño de la fuente emisora de luz al atravesar distintos índices de refracción. Este emisora de luz al atravesar distintos índices de refracción. Este estudio sería complementario al presente y ayudaría a una estudio sería complementario al presente y ayudaría a una mejor comprensión del fenómeno de difracción en la mejor comprensión del fenómeno de difracción en la atmósfera. atmósfera.

Yapa!Yapa!

La frecuencia de luz verde es La frecuencia de luz verde es una de las mas altas y se una de las mas altas y se curva mas que las curva mas que las frecuencias mas bajas (rojas frecuencias mas bajas (rojas o naranjas).o naranjas).

Entonces cuando la Entonces cuando la curvatura de la tierra ya curvatura de la tierra ya impide que las rojas se vean, impide que las rojas se vean, solo quedan las verdes por solo quedan las verdes por un corto periodo de tiempo; el un corto periodo de tiempo; el sol se ve verde. sol se ve verde.

Otro de los efectos mas estudiados de la refracción atmosferica es el flash Otro de los efectos mas estudiados de la refracción atmosferica es el flash verde. verde.

La razon del flash verde es la luz se mueve mas lento en capas de aire mas La razon del flash verde es la luz se mueve mas lento en capas de aire mas bajas (que son las mas densas) que en las menos densas que son las bajas (que son las mas densas) que en las menos densas que son las superiores. Entonces los rayos se curvan con la curvatura de la Tierra.superiores. Entonces los rayos se curvan con la curvatura de la Tierra.

http://www.youtube.com/watch?v=RaMg6L67G2Yhttp://www.youtube.com/watch?v=RaMg6L67G2YLink a video de atardecer en St. LucíaLink a video de atardecer en St. Lucía

Agradecimientos Agradecimientos (en orden alfabético por apellidos)(en orden alfabético por apellidos)

León Aldrovandi  León Aldrovandi  Yann Guardincerri  Yann Guardincerri  Iván Sánchez García  Iván Sánchez García  Guillermo Solovey Guillermo Solovey Javier Tiffenberg  Javier Tiffenberg 

Bibliografía PrincipalBibliografía Principal

Flatness of the setting Sun,Flatness of the setting Sun, Z. N´eda and S. Z. N´eda and S. Volk´an, Babe¸s-Bolyai University, Dept. of Volk´an, Babe¸s-Bolyai University, Dept. of

Physics, RO-3400, Cluj, RomaniaPhysics, RO-3400, Cluj, Romania