Mūsų protėviai šį reiškinį pastebėjo labai seniai, dar tais laikais, kai žemė buvo laikoma plokščia. Suprasti šį reiškinį reikėjo pamažu, tobulėjant žinioms ir atrandant fizinius dėsnius.
Proceso fizika
Nuo vaikystės mes žinome, kad šalti daiktai traukiasi, o karšti dalykai plečiasi dėl didėjančio molekulių ir atomų aktyvumo. Tai taikoma ne tik kietosioms medžiagoms, bet ir dujoms. Mūsų atmosfera, kaip trijų pagrindinių dujų - deguonies, vandenilio ir azoto - mišinys, nėra išimtis.
Dabar turėtume prisiminti tokį optinį reiškinį, kuris mums taip pat žinomas iš fizikos mokyklos kurso, kaip refrakcija - šviesos pluošto iškraipymas, einant pro skirtingo tankio terpę. Pvz., Jei pažvelgsite į šaukštą, esantį stiklinėje su vandeniu, ties vandens ir oro riba, šaukštas pasirodys sulenktas. Stebint tą patį šaukštą, iš dalies uždėtą už storo stiklo gabalo, bus matomas daug didesnis iškraipymas, nes stiklo tankis yra didesnis.
Visuotinė refrakcija leidžia pažvelgti už horizonto
Kai žmogus stebi aplinką nuo kalno, jis mato tą patį reiškinį, tik globaliu mastu. Žinoma, jei būtų galima pasidaryti didžiulį šaukštą ir uždėti jį virš horizonto, jis taip pat atrodytų iškreiptas dėl refrakcijos.
Šiuo atveju šviesą sulaikanti terpė yra atmosferos oras. Vasarą, kai oro temperatūra yra aukšta, jos tankis tampa mažesnis. Mes tiesiog nepastebime, kaip oras plečiasi.Tačiau refrakcija karštu oru arti horizonto yra tik 0,5 laipsnio (geometrine prasme).
Žiemą, kai oras tampa šaltesnis ir tankesnis, refrakcijos kampas horizonte padidėja iki dviejų laipsnių. Atitinkamai, būtent šie du laipsniai leidžia žmogui pažvelgti šiek tiek toliau už horizonto krašto. Dėl šio efekto stebėtojui atrodo, kad jis žiemą mato nuo kalno daug daugiau nei vasarą.
Svarbiausia yra stebėti eksperimento grynumą
Paskutinis dalykas, į kurį verta atkreipti dėmesį tiems, kurie nori patys atlikti šį eksperimentą, patikrindami, kiek daugiau galima pamatyti žiemą nei vasarą. Dėl eksperimento grynumo verta paminėti tą patį stebėjimo tašką, nes jei pakilsite aukščiau stebėjimui, horizonto lygis tikrai pasislinks, nepriklausomai nuo metų laiko.