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.

  Р. звука в океане связана с пространственными изменениями температуры, солёности и гидростатического давления. Р. в океане обусловливает сверхдальнее распространение звука, образование зон тени, фокусировку звука и ряд других особенностей распространения звука (см. Гидроакустика).

  Лит.: Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах, 3 изд., М., 1960, гл. 6, §3, гл. 7; Физические основы подводной акустики, пер. с англ., под ред. В. И. Мясищева, М., 1955, гл. 3.

Рис. 1, а — ход звуковых лучей при убывании температуры с высотой; б — ход звуковых лучей при возрастании температуры с высотой.

Рис. 2. Влияние ветра на ход звуковых лучей.

Рефракция молекулярная

Рефра'кция молекуля'рная (R), связывает электронную поляризуемость a_эл вещества (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул) с его преломления показателем n. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n, способность вещества преломлять свет, отличается от n тем, что практически не зависит от плотности, температуры и агрегатного состояния данного вещества. Основная формула для Р. м. имеет вид

,     (*)

где М — молекулярная масса вещества, r — его плотность, N_A — Авогадро число. Выражение (*) для Р. м. является эквивалентом Лоренц — Лоренца формулы (с теми же ограничениями на применимость), но во многих случаях более удобно для практических приложений. Часто Р. м. можно представить как сумму «рефракций» атомов или групп атомов веществ, составляющих молекулу сложного вещества, или их связей в такой молекуле. Например, Р. м. предельного углеводорода

. Это важное свойство Р. м. — аддитивность — позволяет успешно применять рефрактометрические методы (см. Рефрактометрия) для решения таких физико-химических задач, как исследование структуры соединений, определение дипольных моментов молекул, изучение водородных связей, определение состава смесей и т.д.

  Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973: Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; его же, Строение и физические свойства молекул, М. — Л., 1955; Бацанов С. С., Структурная рефрактометрия, М., 1959: Иоффе Б. В., Рефрактометрические методы химии, 2 изд., Л., 1974.

  В. А. Зубков.

Рефракция (преломление света)

Рефра'кция света, в широком смысле — то же, что и преломление света, т. е. изменение направления световых лучей при изменении преломления показателя (ПП) среды, через которую эти лучи проходят. В силу исторической традиции термином «Р. света» чаще пользуются, характеризуя распространение оптического излучения в средах с плавно меняющимся от точки к точке ПП (траектории лучей света в таких средах — плавно искривляющиеся линии), а термином «преломление» чаще называется резкое изменение направления лучей на границе раздела двух однородных сред с разными ПП. В ряде разделов оптики традиционно используют именно термин «Р.». К ним относятся атмосферная оптика, очковая оптика, оптика глаза и т.д. Р. глаза — характеристика глаза как оптической системы; оптическая сила глаза при покое аккомодации. Основные преломляющие элементы — роговая оболочка и хрусталик, оптическая сила которых варьирует от 52,59 до 71,30 диоптрии, составляя в среднем 59,92 диоптрии. Если оптическая сила глаза и его размеры соответствуют друг другу (нормальная Р., или эмметропия), параллельные лучи света, проникающие в глаз, фокусируются в центре сетчатки — в области жёлтого пятна; в этом случае на сетчатке получается чёткое изображение рассматриваемого предмета — обязательное условие хорошего зрения. При нарушениях Р. возникают близорукость или дальнозоркость. Р. глаза изменяется с возрастом: она меньше нормальной у новорождённых, в пожилом возрасте может снова уменьшаться (так называемая старческая дальнозоркость). Лечение аномалий Р. медикаментозными средствами невозможно; при её нарушениях применяется коррекция зрения оптическими линзами (подбор очков).

Рефракция (света в атмосфере)

Рефра'кция света в атмосфере [позднелат. refractio — преломление, от лат. refractus — преломленный (refringo — ломаю, преломляю)], атмосферно-оптическое явление, вызываемое преломлением световых лучей в атмосфере и проявляющееся в кажущемся смещении удалённых объектов, а иногда и в кажущемся изменении их формы. Некоторые частные проявления Р., как, например, сплюснутая форма дисков Солнца и Луны у горизонта, мерцание звёзд, дрожание далёких земных предметов в жаркий день, были замечены уже в древности. К. Птолемею (2 в. н. э.) был известен также и основной эффект Р., состоящий в том, что небесные светила видны несколько выше их действительного положений. Первую таблицу Р. составил Тихо Браге в 16 в.; попытки построить теорию Р. предпринимались И. Кеплером (1604), но лишь И. Ньютон в 1694 разработал строгую теорию Р.

  Вследствие того, что атмосфера является средой оптически неоднородной, лучи света распространяются в ней не прямолинейно, а по некоторой кривой линии. Наблюдатель видит, т. о., объекты не в направлении их действительного положения, а вдоль касательной к траектории луча в точке наблюдения. Различают астрономическую Р. — явление преломления лучей, идущих от небесного светила к наблюдателю, и геодезическую (земную) Р. — явление преломления лучей, идущих от предметов, находящихся в атмосфере (см. Рефракция геодезическая).

  В случае астрономической рефракции, когда луч, идущий от светила, проходит через всю толщу атмосферы, в которой плотность воздуха, а вместе с ней и показатель преломления в общем увеличивается на пути луча, его траектория всегда обращена выпуклостью к зениту (см. рис.); касательная AS' к ней проходит выше направления AS к действительному месту светила. Разность между истинным z и измененным рефракцией z’ зенитными расстояниями называется углом рефракции r, или просто рефракцией. Р. равна нулю в зените и возрастает с увеличением зенитного расстояния. Простейшая теория, в которой не учитывается кривизна слоев атмосферы равной плотности, приводит к формуле: