к оглавлению

К вопросу о коэффициенте земного преломления

(атмосферной рефракции)

Никитин Г. Г.

Аннотация

Экспериментально обнаружено и измерено, постоянно действующее (в приземных слоях атмосферы), систематическое отклонение светового луча "вниз", к центру Земли на величину около 11",5 (угловых секунд), не связанное с рефракцией. Эксперимент проводился в осенне-зимний период, включая моменты зимнего солнцестояния и перигелия. Приводятся экспериментальные и теоретические данные в пользу наблюдаемого эффекта. Уточнена степень влияния некоторых факторов на отклонения луча света, достигающие в размахе 60". Приведен график отклонений за 109 суток, через 6 часов.

 

Теоретическое обоснование и экспериментальные предпосылки эксперимента

На практике, при измерении вертикальных углов (например, в геодезии) всегда вводится поправка "за рефракцию", вычисляемая по коэффициенту рефракции – k, входящему в объединенную поправку "за кривизну Земли и рефракцию". Считается, что этот коэффициент величина достаточно постоянная с небольшими (редко до 30%) отклонениями (от 0.1 до 0.2), практически не зависящими от метеоусловий. В настоящее время принято считать, что средний коэффициент рефракции равен примерно 0.14, в восемнадцатом, девятнадцатом веках k считался равным 0.16 [1]. Уменьшение влияния случайных отклонений коэффициента рефракции от среднего предполагается только выбором (якобы лучшего) времени суток, определением метеорологических факторов и количеством суток измерений, причем, измерения, превышающие некий допуск, отбраковываются и производятся дополнительные измерения.

Автором было замечено, что при измерениях зенитных расстояний для передачи высот на средних, часто используемых расстояниях (2 – 5 км), поправка за коэффициент рефракции может быть представлена в угловой мере: около -7".5 (угловых секунд). В 1980 г. был проведен опыт по обнаружению (относительных), не рефракционных отклонений светового луча от плоскости, близкой к горизонтальной. Эксперимент продолжался в течение трех суток без перерыва с отсчетами через 30 минут. На расстоянии 1,6 м были обнаружены случайные отклонения луча света, не зависящие от рефракции, с размахом по амплитуде, в течение суток, более 10", а за трое суток – более 20". [2]

Анализ всех предварительных исследований отклонения луча света показал, необходимость создания принципиально нового оборудования и более трудоемкой методики обнаружения и измерения "абсолютных" отклонений, от горизонтальной плоскости. В частности, оказалось необходимым производить измерения в течение длительного периода (более трех месяцев) с использованием статистической обработки полученных результатов. Следует учесть, что эмпирически известные в геодезии вариации коэффициента рефракции от 0.1 до 0.2 определяют пределы значений среднего ожидаемого отклонения луча света от –5" до –10", а с учетом длиннопериодических сизигийных и квадратурных вариаций - от 0" до –25".

В апреле-мае 2003 г. был выполнен предварительный эксперимент [3, 4], но несовершенство аппаратуры, недостатки в методике измерений и малый период измерений не позволили получить достаточно верифицированные результаты. В связи с чем, была запланирована осенне-зимняя серия измерений, и по результатам первого месяца наблюдений (23 сентября – 27 октября) составлен график и опубликована статья. [2]

Проведение эксперимента

Описание лаборатории, оборудования, методики измерений и погрешностей определения отклонений светового луча показаны в работе [2].

Измерения осуществлялись через каждые шесть часов по Киевскому времени (+ 2 часа к Всемирному времени) непрерывно в течение 109 суток, одним исполнителем – автором данной работы. Дополнительно, ко времени суток кратному 6-ти часам, добавлялось 46 минут – поправка “истинного полдня”. Таким образом, измерения производились, например в 12:46, 18:46 и т.д.

Штрихи на лимбе стеклянного круга теодолита Т2 нанесены через 10 угловых минут, цена деления отсчетного приспособления (охватывающего интервал 10 угловых минут) равна одной угловой секунде, что позволяет снимать показания с визуальной оценкой до 0".1. В данном случае показания снимались с округлением до 1".

Суммарная погрешность одного независимого определения отклонения светового луча ± 1",2 (угловых секунды). [2]

 

График отклонений луча света и результаты эксперимента

Рис.1. Зависимость отклонений луча от даты измерений

На графике просматриваются несколько, явным образом отличающихся друг от друга, участков:

с 24.09.03 по 2.10.03;

(с величиной отклонений светового луча в среднем от -5" до -20") с 24.10.03 по 13.12.03;

- и очередная серия также не идентифицированных пока (возможно экзотических) аномальных

отклонений с 14.12.03 по 09.01.04.

"Абсолютный" нуль показаний АГОНа, в периоды "спокойного" фона, статистически определяется (без учета длиннопериодического приливного влияния и фликкер-шума) средней величиной отклонения около - 11", 5, что впоследствии может быть использовано при градации существующих "абсолютных" гравиметров. Необходимо добавить, что в весенне-летний период теоретически возможно среднее отклонение порядка минус 5 – 10 угловых секунд.

 

Выводы и рекомендации

Можно достаточно уверенно констатировать, что кроме знакопеременных идентифицированных и случайных отклонений луча света обнаружено и, постоянно действующее (систематическое) отклонение луча вдоль отвесной линии, по направлению к центру Земли на величину от –5" до –20", в данном случае - 11"5 ±1".2 (угловых секунд). Природа этого эффекта до конца не выяснена, однако гипотетически можно предположить, что причиной отклонения луча света является вторая космическая скорость (11.2 км/с), которая, при сложении со скоростью света (по Галилею), соответствует отклонению света на угол - 7".7, что практически совпадает с эмпирическим значением k (- 7".5) и близко к результату настоящего, осеннее-зимнего эксперимента.

Следует отметить, что качественное совпадение графиков, определяющих вариации гравитационного потенциала, полученных другими специалистами по показаниям гравитационных датчиков (крутильных весов), с представленным графиком, позволяет предположить гравитационное происхождение отклонения луча света. Кроме того, по результатам предварительной обработки, обнаружена адекватная взаимосвязь между аппроксимирующей кривой измеренных отклонений светового луча и второй гармоникой фаз Луны (коэффициент корреляции 0,62).

Рис.2. Аппроксимация отклонений луча света и 2-я гармоника Луны [построено К.А. Хайдаровым]

В результате проведенного эксперимента (и других, начиная с 1980 г.) установлено влияние на отклонения луча света не менее четырех факторов: постоянное, систематическое отклонение вниз (около 8"), неизвестное влияние (связанное с сейсмологией, в 2 - 3 раза превышающее “обычный” фон), влияние фаз Луны (от -2" до -25") и космологический фликкер-шум (с амплитудой до 10" и периодом от нескольких минут). Указанные отклонения показывают, что величина “коэффициента рефракции в реальных измерениях может варьироваться от “обратной” (с другим знаком) до величины более 0,5, что не может быть объяснено только метеорологическими факторами.

Таким образом, можно предположить, что используемый в геодезии коэффициент рефракции k, на малых расстояниях (до 5 км) представляет собой характеристику гравитационного влияния на луч света, а не реальную атмосферную рефракцию, влияние которой необходимо учитывать, как дополнение, только на больших расстояниях и при экстремальных метеорологических условиях. Следует добавить, что на расстоянии 1,6 м обнаружены адекватные отклонения луча света также и в горизонтальной плоскости, что указывает на неправомерность понятия “боковая рефракция”.

Практическое использование устройства (АГОН) и способа измерений нерефракционных отклонений луча света (путем введения поправок) позволит значительно сократить время измерения зенитных расстояний в реальных (полевых) условиях. Для чего необходимо создать глобальную сеть пунктов (до десяти стационарных станций, оборудованных АГОНами). На основании показаний которых, можно будет достаточно корректно вводить поправки в измеряемые зенитные расстояния. Можно добавить, что такая глобальная сеть (в первую очередь) необходима для прогнозирования катастрофических событий, включая землетрясения (пока с магнитудой от 6) и другие, достаточно неожиданные аномальные проявления.

 

Благодарности

Автор чрезвычайно признателен Астафьеву Н.Г. и Никитину А.Г. за материальное и техническое содействие в проведении эксперимента, Гнедому С.А. и Щербине Л.А. за помощь в рецензировании и подготовке графических материалов.

 

Список литературы :

1. Богуславский Н.А. Курс геодезии // С.- Петербург, Типография Ю.Н. Эрлих,

1897. Стр. 579 – 580.

2. Никитин Г.Г. Абсолютный гравиметр оптический – АГОН "Геодезия и Картография" //

5, 2004 г.

3. Никитин Г.Г. Эксперимент по измерению отклонения луча света Тезисы докладов, 2-я Харьковская конференция "Гравитация, космология и релятивистская астрофизика" // 23 – 27 июня 2003 г.

4. Nikitin G.G. Experiment on measurement of deviation of a light beam directed to the Earth center "Spacetime & Substance"// v. 4, No. 4 (2003).

к оглавлению

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution