Question

在新世紀來臨之際，我國天文工作者通過計算機確定了我國新世紀第一道曙光的到達地——浙江溫嶺的石塘鎮(天文學上規定：太陽邊緣上發出的光線與地球相切于A點的時刻，就是A點日出時刻，如圖所示)．但由于地球大氣層的存在，光線會發生折射，因此，地球上真實看到日出的時刻與天文學上規定的日出時刻有所不同．已知地球平均半徑為6371km，且日地之間的距離約為，假設A點為石塘鎮，地球大氣層的厚度約為20km．若認為大氣層是均勻的，且折射率為1.00028，則由于大氣層的存在，石塘鎮看到真實日出的時刻比天文學上規定的第一道曙光的時刻約(　　)到達．

[　　]

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點表示石塘鎮，DF、BG為太陽的第一道曙光，由圖可知，如果沒有大氣層，那么，A點只有等到地球轉到B點時才能看到第一道曙光，然而，由于大氣層的折射，在A點就可以看到曙光．由此可見，石塘鎮的第一道曙光會提前出現． 在直角三角形OAD中，，所以θ=85.49°． 根據折射定律有，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，提前時間為 ． 點評：這是一道光學知識應用能力題，要求用光的折射定律解釋地球上真正看到日出的時刻與天文學上規定的日出時刻有所不同的物理現象．