写给孩子的趣味物理学
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7.4 我们看到日出的时候太阳刚刚升起吗

海上日出,何其壮丽,但是我们看日出的时间就是真正太阳刚刚升起的时间吗?我们都知道光的速度虽然非常快,但是它也不是瞬间就能传送过来的。它需要一定的时间才能从光源到达观察者的眼睛里。

也就是说当我们5点钟去看日出的时候,太阳应该在5点之前就已经升起来了。根据计算,光从太阳走到地球要花8分钟,也就是说如果光能够瞬间被传送,那我们在4点52分就能看到日出。但是这个答案并不精准,因为日出之时地球把表面的某一部分转到已经照亮的空间了,所以即便光能够瞬时传送,你依然只能在5点看到日出。

可是如果你用望远镜观察日珥,也就是太阳边缘的凸起时,情况就变得不一样了。只要光能够瞬时传送,你就能够比平时提前8分钟看到日出。

原因是这一过程减少了光的折射现象。减少的时间由观测地点的纬度、温度和其他条件决定。可能是2分钟,也可能是几昼夜,甚至会更久。于是,这就发生了一个有趣的现象,就是假使光能够瞬时传送,我们看到日出的时间反而要比非瞬时传送时晚。

产生这种反常现象的原因是“大气折射”。折射迫使光线在空气中传播的道路发生曲折,所以太阳还没在地平线上出现时,我们就能够看到日出。而假使光的速度无限快,折射现象就不可能发生,所以我们看到日出的时间反而会变晚。具体究竟是怎么回事,请在《您了解物理学吗?》一书中寻找答案吧。