Большая Советская Энциклопедия (РЕ)

Большая Советская Энциклопедия

Рис. 3. Принцип действия интерференционного рефрактометра. Луч света разделяют так, чтобы две его части прошли через кюветы длиной l, заполненные веществами с различными показателями преломления. На выходе из кювет лучи приобретают определённую разность хода и, будучи сведены вместе, дают на экране картину интерференционных максимумов и минимумов с k порядками (схематически показана справа). Разность показателей преломления Dn = n₂ – n₁ = kl/2, где l — длина волны света.

Рефрактометры

Рефракто'метры, приборы для измерения преломления показателей (ПП) веществ (твёрдых, жидких и газообразных). Различают лабораторные и производственные Р. Последние иногда называются рефрактометрическими датчиками.

Лабораторные Р. (о принципах их работы см. Рефрактометрия) используют для анализов, при которых ПП вещества и его дисперсия (зависимость ПП от длины волны излучения) измеряются дискретно. Производственные Р. предназначены для автоматической непрерывной регистрации динамики производственных процессов. Р. могут быть встроены в автоматические линии для регулирования технологического процесса.

Лит. см. при ст. Рефрактометрия.

Рефрактор

Рефра'ктор, телескоп, снабженный линзовым объективом. Для астрономических наблюдений впервые применен в 1609 Г. Галилеем. Р. используются для визуальных, фотографических, реже спектральных или фотоэлектрических наблюдений. Визуальный Р. содержит объектив и окуляр. Фотографический Р. (часто называется астрографом, или астрономической камерой) представляет собой большой фотоаппарат: в фокальной плоскости его устанавливается кассета с фотопластинкой.

Объективы Р. содержат не менее двух линз, из которых одна (положительная) изготовлена из лёгкого и оптически менее плотного (с меньшим преломления показателем) стекла, — крона, другая (отрицательная) — из тяжёлого стекла (флинта). Таким путём одновременно исправляют сферическую аберрациюи хроматическую аберрацию Р. В двухлинзовом объективе Р. возможно также исправление комы. Астигматизм и кривизна поля в простом двухлинзовом объективе Р. исправить нельзя, вследствие чего его поле зрения не превышает угла (в градусах)

, где D — диаметр объектива (в мм). Зависимость остаточной сферической аберрации от длины волны (сферохроматическая аберрация) вызывает появление вокруг изображений звёзд фиолетового ореола радиусом около 40” (при обычно используемом относительном отверстии Р. 1: 15). Тонкий склеенный объектив Р. практически свободен от хроматизма увеличения, но в несклеенном объективе он заметен и вызывает вытягивание изображений звёзд на краю поля зрения в короткий спектр и появление пурпурного ореола вокруг изображений планет. Двухлинзовый объектив Р. имеет также вторичный спектр, вследствие чего появляются цветные ореолы вокруг изображений звёзд. Линейный диаметр такого ореола в фокальной плоскости обычного двухлинзового объектива Р. составляет около 0,00051), а угловой (в секундах дуги) h = 50D/f, где f — фокусное расстояние (в мм) объектива. Поэтому для обеспечения хорошего качества изображений приходится ограничиваться относительными отверстиями 1: 14 — 1: 18. Уменьшение вторичного спектра возможно только при применении специальных сортов стекол и увеличении числа линз в объективе Р. Склеивание линз в объективах небольших Р. уменьшает блики (см. Побочные изображения) и светопотери. Потери света на отражение от поверхностей линз уменьшают также просветлением оптики. Большие объективы Р. склеить нельзя из-за различия коэффициентов линейного расширения стекол типов крон и флинт. Небольшие любительские Р. устанавливаются на азимутальной. монтировке или экваториальной монтировке. Крупные Р. устанавливаются только на экваториальной, преимущественно немецкой монтировке, реже английской монтировке.

Диаметр объективов Р. ограничен трудностями отливки крупных однородных блоков оптического стекла, прогибами их и светопоглощением в стекле. Крупнейший в мире Р. (D = 1,02 м) установлен на Йерксской астрономической обсерватории (США). В СССР крупнейший Р. (D = 0,65 м) установлен на Пулковской обсерватории. Р. широко применяют в небольших визуальных инструментах различного назначения (в частности, астрометрических).

Лит.: Максутов Д. Д., Астрономическая оптика, М. — Л., 1946; Курс астрофизики и звёздной астрономии, т. 1, М. — Л., 1951, гл. 2—3; Современный телескоп, М., 1968.

Н. Н. Михельсон.

Рефракция (геодезич.)

Рефра'кция геодезическая, собирательный термин, которым иногда объединяют различные виды и проявления Р. электромагнитных волн, обусловленные искривлением траектории распространения этих волн и сопутствующие всевозможным геодезическим измерениям. При этом объект наблюдения (источник наблюдаемых электромагнитных колебаний) находится в пределах земной атмосферы, тогда как в случае астрономической Р. (см. Рефракция света в атмосфере) расположен за пределами земной атмосферы и даже на бесконечно большом расстоянии по сравнению с радиусом земного шара.

Различают Р. световых волн, включая в неё и Р. лучей невидимой (инфракрасной) части спектра, и Р. радиоволн, так как искривление лучей тех и других волн зависит от показателя их преломления n на пути их распространения в атмосфере, причём сам показатель преломления является функцией длины волны.

Из-за неоднородности строения земной атмосферы, в которой показатель преломления в различных точках пространства различен и меняется во времени, луч электромагнитной волны является пространственной кривой с переменной кривизной и кручением. Проекция этой кривой на вертикальную и горизонтальную плоскости в точке наблюдения приводит к так называемой вертикальной Р. и горизонтальной (боковой) Р. Первая проявляется при различных видах нивелирования: тригонометрическом (земная Р.), геометрическом (нивелирная Р.); при аэрофотосъёмке (фотограмметрическая Р.), при наблюдениях ИСЗ (спутниковая Р.). Боковая Р. на один-два порядка меньше, чем вертикальная, и сопутствует всем видам Р.; она непосредственно влияет на результаты измерения горизонтальных углов и триангуляции, полигонометрии и астрономических наблюдений азимутов.

Зная показатель преломления атмосферы вдоль траектории распространения электромагнитных колебаний и вблизи неё, а также взаимное расположение источника и приёмника (наблюдателя) этих колебаний, можно составить уравнение луча и определить влияние Р. на различные виды наблюдений. Однако незнание прежде всего точного показателя преломления n атмосферы в моменты наблюдений (так как он находится в сложной зависимости от температуры, давления и влажности атмосферы, а также и от физико-географических условий, топографии местности, характера подстилающего покрова) не позволяет определить точную величину Р. упомянутым прямым методом. Обычно в геодезии используют различные косвенные (метеорологические, геодезические, статистические и др.) способы определения Р. и ослабления её действия на отдельные виды геодезических измерений. Разрабатываются инструментальные методы определения Р., предусматривающие непосредственное определение фактического интегрального показателя преломления воздуха на пути распространения электромагнитных волн или измерение угла Р. при помощи соответствующих измерительных устройств.

Лит.: Изотов А. А., Пеллинен Л. П., Исследования земной рефракции и методов геодезического нивелирования, М., 1955; Островский А. Л., О геодезическом методе определения физических редукций светодальномерных измерений, «Геодезия, картография и аэрофотосъёмка», 1970, в. 12.

Г. А. Мещеряков.

Рефракция (звука)

Рефра'кция звука, искривление звуковых лучей в неоднородной среде (атмосфера, океан), скорость звука в которой зависит от координат. Звуковые лучи поворачивают всегда к слою с меньшей скоростью звука, и Р. выражена тем сильнее, чем больше градиент скорости звука.

Р. звука в атмосфере обусловлена пространственными изменениями температуры воздуха, скорости и направления ветра. С высотой температура обычно понижается (до высот 15—20 км) и скорость звука уменьшается, поэтому лучи от источника звука, находящегося вблизи земной поверхности, загибаются кверху и звук, начиная с некоторого расстояния, перестаёт быть слышен (рис. 1, а). Если же температура воздуха с высотой увеличивается (температурная инверсия, часто возникающая ночью), то лучи загибаются книзу и звук распространяется на большие расстояния (рис. 1, б). При распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распространении по ветру — к земной поверхности, что существенно улучшает слышимость звука во втором случае (рис. 2). Р. звука в верхних слоях атмосферы может привести к образованию зон молчания и зон аномальной слышимости.