Astronomische Refraktion

Optik

Basiswissen

Als Astronomische Refraktion bezeichnet man die Änderung der Richtung eines Lichtstrahls, wenn er von außerhalb der Erdatmosphäre in die Atmosphäre der Erde eindringt. Die physikalische Ursache ist die Brechung des Lichts.^[1] Der Effekt lässt das Objekt immer höher am Himmel (näher am Zenit) erscheinen, als es ohne Refraktion der Fall wäre.^[2]

Abschätzung der astronomischen Refraktion

Etwa 0,6 Grad (34′ bis 39′) für horizontal einfallende Lichtstrahlen – also beim Auf- oder Untergang eines Gestirns

Etwa 29′ bei einem halben Grad über dem Horizont ↗

Etwa 5′ bei einem Höhenwinkel von 10°

Etwa 1′ (55″ bis 65″) in einem Höhenwinkel von 45°

Genau 0° bei senkrechtem Einfallswinkel – also vom Zenit ↗

Vergleichswerte

Der Effekt macht sich schon bei Messungen mit einfachen Geräten bemerkbar. So haben die Sonnen- und die Mondscheibe einen Durchmesser von rund 0,5°. Das ist weniger als der Daumen am ausgestreckten Arm, aber gut für das bloße Auge erkennbar. Beim Auf- oder Untergang des Mondes oder Sonne liegt der Effekt also im Bereich des scheinbaren Durchmessers der Himmelskörper.

Fußnoten

[1] Wenn Licht wegen eines Wechsel von einem Medium (z. B. Vakuum) in ein anderes Medien (z. B. Luft) seine Richtung ändert spricht man von Brechung (Physik) ↗

[2] "Refraktion oder atmosphärische Refraktion (im Gegensatz zur Refraktion in andern Medien, z.B. Kristallen u.s.w.) nennt man den angulären Betrag, um welchen die geradlinige Richtung nach einem anvisierten Objekte (Stern, irdisches Signal) von der Tangente an den Weg des Lichtstrahles abweicht am Orte des Beobachters. Man unterscheidet in der Praxis astronomische und terrestrische Refraktion, je nachdem der Lichtstrahl die ganze Atmosphäre durchschneidet oder nur als von einem Punkte in derselben, d.h. von einem irdischen Objekte ausgehend angenommen werden kann. Die Wirkung der Refraktion ist stets derartig, daß die Zenitdistanz eines Objektes durch dieselbe scheinbar verringert wird." Der Artikel geht dann noch sehr ausführlich auf die mathematische Betrachtung der Refraktion ein. In: Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 7 Stuttgart, Leipzig 1909., S. 374-377. Online: http://www.zeno.org/nid/20006111025