Hiện tượng hoàng hôn và bình minh

5. Các bước thực hiện

2.2.5. Hiện tượng hoàng hôn và bình minh

Hiện tượng bầu trời vẫn còn được chiếu sáng và mặt đất vẫn còn thừa hưởng ánh sáng đó từ bầu trời sau khi Mặt Trời đã lặn xuống dưới đường chân trời. Đó là hiện tượng hoàng hôn. Khi Mặt Trời càng lặn xuống sâu dưới đường chân trời thì tia sáng truyền đến vị trí người quan sát càng yếu, ánh sáng hoàng hôn càng yếu dần cho đến khi Mặt Trời lặn sâu dưới đường chân trời một góc h0 = -180 thì ánh sáng hoàng hôn nhường chỗ cho đêm tối. Hiện tượng hoàng hôn xảy ra vào lúc giao thời chuyển từ ban ngày sang ban đêm (Hình 2.23.b). Hiện tượng tương tự như vậy nhưng xảy ra vào lúc giao thời chuyển từ đêm sang ngày. Đó là hiện tượng bình minh (Hình 2.23.a).

Giải thích:

Hình 2.23.a: Cảnh bình minh

Hình 2.24: Sơ đồ giải thích hiện tượng hoàng hôn

M là vị trí người quan sát trên mặt đất vào thời điểm hoàng hôn. Đường thẳng HH’ tiếp tuyến với bề mặt trái đất tại điểm M biểu thị đường chân trời (Hình 2.24).

Sau khi Mặt Trời lặn xuống dưới đường chân trời ở vị trí S, theo nguyên lý truyền thẳng của ánh sáng thì phần B của bầu trời nằm bên trái tia sáng tiếp tuyến với mặt đất ST không còn được mặt trời chiếu sáng trực tiếp nữa. Các tia sáng Mặt Trời chiếu trực tiếp lên phần A của bầu trời sẽ bị khuếch tán theo mọi hướng. Do đó ánh sáng lan tràn sang một vùng của phần B bầu trời, và điểm M nằm trên mặt đất cũng nhận được ánh sáng khuếch tán từ cả phần A và phần B của bầu trời chiếu đến. Độ rọi tại M trên mặt đất phụ thuộc vào khoảng cách giữa M và tia sáng ST.

Khi Mặt Trời càng lặng xuống sâu dưới đường chân trời thì tia sáng ST càng lùi ra xa điểm M. Do đó ánh sáng khuếch tán tới M càng yếu đi, ánh sáng hoàng hôn càng yếu dần, cho đến lúc Mặt Trời nằm sâu dưới đường chân trời một góc h0 = -180 thì ánh sáng hoàng hôn nhường chổ cho đêm tối. Đó là thời điểm kết thúc giai đoạn hoàng hôn thiên văn, lúc đó trên bầu trời xuất hiện những ngôi sao yếu ớt nhất.

Trong giai đoạn đầu của hoàng hôn, từ lúc Mặt Trời lặn cho đến lúc Mặt Trời chỉ nằm sâu dưới đường chân trời một góc h0 = -70, ánh sáng hoàng hôn còn rất tốt, chúng ta có thể đọc sách ngoài trời mà không cần thấp sáng. Giai đoạn đó người ta gọi là giai đoạn hoàng hôn thường hay hoàng hôn dân dụng.

Tóm lại, ánh sáng hoàng hôn là ánh sáng khuếch tán từ bầu trời tới bề mặt trái đất sau khi Mặt Trời đã lặn xuống dưới đường chân trời.

Nguyên nhân của sự tạo thành ánh sáng bình mình cũng vậy, chỉ khác là bình minh lại xảy ra vào lúc sáng sớm, khi Mặt Trời chưa ló lên khỏi đường chân trời.

Điều kiện để hoàng hôn nối tiếp với bình minh ở bất kỳ nơi nào trên mặt đất: Vào lúc nửa đêm Mặt Trời chỉ ở dưới chân trời một góc 0

018

h và điều kiện tạo thành đêm trắng là vào lúc nửa đêm Mặt Trời chỉ ở dưới chân trời một góc 0

0 7

h .

Góc lặn sâu nhất của Mặt Trời vào lúc nữa đêm ở một nơi nào đó phụ thuộc vào vĩ

độ địa lý và xích vĩ  : 0

min

0  90

h

Ví dụ: Vào buổi trưa ngày hạ chí 22/6 ở bán cầu Bắc, Mặt Trời có độ cao lớn nhất trong năm. Trong ngày đó độ xích vĩ có trị số  23027':

Thay  23027' và 0 min

0 7

h vào phương trình thì miền xảy ra đêm trắng là những miền nằm từ vĩ độ  59033' trở lên.

Thay  23027' và 0 min

0 18

h vào phương trình thì miền có hoàng hôn suốt đêm là các miền nằm từ vĩ độ 48033'trở lên .