太陽光在穿越地球大氣層時(shí),會(huì)因?yàn)檎凵洮F(xiàn)象而使我們提前看到日出和延后看到日落。如果地球沒有大氣層,這一自然現(xiàn)象將發(fā)生顯著變化。在大氣層的作用下,太陽光在地平線以下時(shí)通過折射進(jìn)入我們視線,因此在無大氣層時(shí),太陽從地平線下升起的時(shí)刻將比有大氣層時(shí)延遲。反之,日落時(shí)的情況則相反,由于大氣層的折射,太陽落山后我們還能短暫看到,而在無大氣層時(shí),太陽會(huì)迅速消失在地平線下,導(dǎo)致日落提前。
大氣層的存在影響了我們對太陽光路徑的感知。在地球表面,大氣層就像一個(gè)天然的透鏡,使得太陽光線在傳播過程中發(fā)生彎曲,而在真空環(huán)境中,太陽光則沿直線傳播,沒有這樣的折射效應(yīng)。由于地球的圓形,這意味著太陽需要達(dá)到特定的高度我們才能看見,大氣層的存在顯著縮短了這個(gè)過程。
要理解這個(gè)問題,還需考慮地球大氣層的結(jié)構(gòu)。它由多種氣體組成,隨著高度增加,氣體密度逐漸減小,直至數(shù)千公里的高空仍有稀薄的大氣存在。盡管如此,大氣層對于太陽光的折射作用對于日出和日落時(shí)間的影響不容忽視。