PRÁCTICA ESPECIAL Desviación de los rayos solares a través de la atmósfera

1. PRÁCTICA ESPECIALDesviación de los rayos solares a través de la atmósfera Parreño, Ma. Alejandra

2. . • . 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 . Objetivos: Simular el recorrido de rayos solares a través de la atmósfera terrestre Encontrar una relación entre el angulo real de incidencia de los rayos y el aparente captado por un observador en la Tierra

3. 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 q real y d aparente

4. Formula que deviene de la Ley de Edlen y de Snell (válida para aire seco) (empirica y de ahi las constantes) Para poder analizar este fenomeno es necesario una clara comprensión de las capas atmosfericas y la variación del indice de refracción con la altura Ley de Snell

5. 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: • Troposfera • Tropopausa y Estratosfera Temperatura en funcion de altura Presión en funcion de altura

6. Metodología y Resultados En primer lugar se reprodujo la variación de Temperatura, Presión e índice de refracción en las primeras dos capas de la atmósfera Indice de refracción en funcion de la altura

7. Metodología 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.

8. Discusión de resultados • 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.

9. Apreciaciones finales • Causas posibles de error en el calculo del angulo: - Errores en las constantes utilizadas - Errores en las unidades de las constantes (no se encontraban totalmente explicitas en el paper científico utilizado como referencia de modo que hubo que buscarlas en fuentes distintas a la que realizo la simulación en primera instancia • De tener más tiempo y llegar a una relación Angulo real-aparente válida, se podría hacer en el futuro una interpretación matemática de la desvirtuación del tamaño de la fuente emisora de luz al atravesar distintos índices de refracción. Este estudio sería complementario al presente y ayudaría a una mejor comprensión del fenómeno de difracción en la atmósfera.

10. Yapa! • Otro de los efectos mas estudiados de la refracción atmosferica es el flash verde. • 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 superiores. Entonces los rayos se curvan con la curvatura de la Tierra. • La frecuencia de luz verde es una de las mas altas y se curva mas que las frecuencias mas bajas (rojas o naranjas). • Entonces cuando la curvatura de la tierra ya impide que las rojas se vean, solo quedan las verdes por un corto periodo de tiempo; el sol se ve verde.

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

12. Agradecimientos (en orden alfabético por apellidos) León Aldrovandi  Yann Guardincerri  Iván Sánchez García  Guillermo Solovey Javier Tiffenberg  Bibliografía Principal Flatness of the setting Sun, Z. N´eda and S. Volk´an, Babe¸s-Bolyai University, Dept. of Physics, RO-3400, Cluj, Romania