Тип Д21 C1 № 11867 
МКТ — квантовая физика, качественная задача. Оптические явления
i
Время восхода и заката Солнца рассчитывается для каждой точки на поверхности Земли и приводится в астрономических справочниках и календарях. Однако наблюдаемые времена немного отличаются от теоретических — табличных: Солнце встает чуть раньше, а заходит чуть позже, увеличивая длительность светового дня. Объясните, руководствуясь известными физическими законами и закономерностями, почему это происходит.
Решение. 1. В вакууме солнечные лучи распространяются прямолинейно со скоростью света, причем абсолютный показатель преломления n = 1.
2. У атмосферного воздуха показатель преломления nв немного больше единицы, и с ростом высоты над поверхностью Земли он постепенно уменьшается, стремясь к единице.
3. На «границе дня и ночи» в каждой точке Земли солнечные лучи «скользят» параллельно горизонтальной поверхности (синус угла падения α в вакууме равен единице) и, попадая в атмосферу, испытывают, согласно закону преломления света, отклонение, постепенно «загибаясь» вниз, к земле: 
Поскольку nв > 1, то 
и угол преломления 
4. Солнечные лучи, таким образом, «загибаются» за горизонт, и кусочек Солнца вечером можно видеть дольше, а утром Солнце появляется раньше, чем в отсутствие атмосферы и преломления света в ней. Это и приводит к увеличению наблюдаемой продолжительности дня.
Ответ: явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли
Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: указано, что явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей (в данном случае: использование закона преломления света на границе атмосферы Земли для «скользящих» лучей). | 3 |
| Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.) И ( ИЛИ ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И ( ИЛИ ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Ответ: явление связано с преломлением солнечных лучей в атмосфере Земли
