SAU KHI mặt TRỜI lặn (т черногор)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (196.93 KB, 3 trang )
SAU KHI MẶT TRỜI LẶN (Т. ЧЕРНОГОР)
PHẦN 1
Hình 1
Có thể bằng mắt thường nhìn được vệ tinh của Trái Đất không? Rõ ràng
rằng câu trả lời cho câu hỏi trên tất nhiên là không. Để có thể nhìn được một vật
từ xa thì góc nhìn không được nhỏ hơn φ
-4
rad. Nghĩa là vệ tinh nằm
cách mặt đất khoảng R 500 km sẽ có thể nhìn thấy được bằng mắt thường nếu
kích thước lớn nhất của nó d không nhỏ hơn Rφ 50 m. Như vậy quan sát vệ
tinh từ Trái Đất bằng mắt thường là điều không thể. Nhưng…
Hình 2
Chúng ta thử tính góc nhìn của các ngôi sao. Có thể tính được khoảng
cách đến những ngôi sao mà R 10
16
m (đó là khoảng cách từ hệ Mặt Trời đến
ngôi sao gần nhất α Centauri), đường kính ngôi sao khoảng d 10
10
m. Khi đó
góc nhìn ngôi sao φ 10
-6
rad < φ
min
. Nhưng chúng ta vẫn nhìn thấy ngôi sao đó.
Vì sao vậy? Đó là vì ngôi sao đó có thể phát sáng.
Hình 3
Bây giờ quay trở lại với chiếc vệ tinh. Liệu rằng chúng ta có thể làm cho
nó phát sáng? Tất nhiên là có thể. Mặt Trăng “phát sáng” – đó là sự phản chiếu
ánh sáng Mặt Trời. Và vệ tinh cũng có thể phản chiếu ánh sáng Mặt Trời. Có
thể quan sát vệ tinh đó chẳng bao lâu sau khi Mặt Trời lặn (hoặc trước khi Mặt
Trời mọc). Ở thời điểm Mặt Trời lặn ở đường chân trời và ở những vị trí không
cao phía trên đường chân trời tồn tại một khoảng thời gian. Nếu ở độ cao này –
vị trí của vệ tinh – Mặt Trời chưa lặn đối với vệ tinh, còn đối với người quan sát
H thì Mặt Trời đã lặn (Hình 3), đối với người quan sát thì sẽ trông thấy vệ tinh
khi nó ở trên đoạn quỹ đạo CC’. Dễ thấy khoảng thời gian sau khi Mặt Trời
khuất ở đường chân trời càng nhỏ thì đoạn quỹ đạo mà ta có thể nhìn thấy vệ
tinh sẽ càng dài.
Chúng ta có thể theo dõi nhưng có chắc rằng có thể nhìn được vệ tinh
bằng mắt thường không? Chúng ta hãy cùng xem xét.
Đối với mắt tồn tại một ngưỡng thấy được: mắt phản ứng lại các bức xạ
ánh sáng chiếu vào mắt nếu công suất của chúng không nhỏ hơn P
min
3.10
-17
W. Chúng ta hãy tính công suất ánh sáng từ vệ tinh chiếu vào mắt ta. Chính xác
hơn là công suất ánh sáng Mặt Trời được phản chiếu bởi vệ tinh và lọt vào mắt
người quan sát. Công suất của chùm sáng đó có thể hiểu là mức năng lượng qua
một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian.
Vùng xung quanh Trái Đất cường độ ánh sáng Mặt Trời I
0
1,4.10
3
W/m
2
.
Nếu diện tích bề mặt vệ tinh s 10 m
2
thì công suất ánh sáng phản chiếu bởi vệ
tinh P
c
=I
0
s 1,4.10
4
W. Một phần năng lượng (khoảng 0,1 lần P
c
) sẽ phản chiếu
từ bề mặt vệ tinh. Vậy chúng ta có thể nhìn thấy vệ tinh giống như một nguồn
sáng với công suất P
n
=kP
c
1,4.10
3
W (k=0,1-hệ số phản xạ). Cường độ ánh
sáng tại vị trí cách vệ tinh một khoảng R là I
R
=P
n
/4πr
2
(4πr
2
– diện tích xung
quanh vệ tinh. Nếu vệ tinh cách mặt đất R 500 km thì cường độ sáng đối với
người quan sát là I
R
0,4.19
-9
W/m
2
. Diện tích con ngươi của người quan sát sâp
sỉ 0,3 cm
2
, do đó công suất ánh sáng vào mắt người quan sát là: P 10
-14
.
Như vậy P>P
min
. Nghĩa là người quan sát đứng ở mặt đất có thể nhìn thấy
vệ tinh nhân tạo của Trái Đất bằn mắt thường.
Tất nhiên sự tính toán chỉ là tương đối nhưng trong kết quả mà chúng ta
nhận được hoàn toàn phù hợp với thực tế, các bạn có thể tin tưởng điều đó.
