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Concept
Réfraction atmosphérique
Résumé
La réfraction atmosphérique est un phénomène optique qui consiste en une trajectoire non rectiligne de la lumière à la traversée de l'atmosphère et qui est dû à la variation de la densité de l'air avec l'altitude. Pour les objets immergés dans l'atmosphère, le phénomène prend le nom de réfraction terrestre et conduit aux mirages ainsi qu'à des effets de miroitement et d'ondulation pour les objets lointains. En astronomie d'observation la réfraction astronomique conduit à une erreur dans l'évaluation de la position angulaire réelle de l'astre observé : il est vu plus haut dans le ciel qu'il ne l'est réellement. Il faut donc effectuer une correction de hauteur dite de réfraction atmosphérique.
Ce phénomène n'affecte pas que les rayons lumineux mais de manière générale toutes les ondes électromagnétiques. L'effet est aussi fonction de la longueur d'onde (phénomène de dispersion). Ainsi la lumière bleue est plus affectée que la lumière rouge par le phénomène. C'est pourquoi les objets astronomiques, en raison de leur spectre, peuvent voir leurs images en haute résolution s'étaler. Le rayon vert peut en partie aussi être interprété par la réfraction atmosphérique et la dispersion.
Le fait de voir le Soleil à l'horizon sous une forme oblongue, légèrement aplatie, est un autre effet de la réfraction atmosphérique, observable également pour la Lune.
La réfraction atmosphérique est beaucoup plus importante pour des objets proches de l'horizon que pour des objets plus près du zénith. Ainsi pour en limiter les effets, les astronomes programment autant que possible leurs observations d'objet au point culminant de leur trajectoire dans le ciel. De la même façon, pour se guider, les marins ne visent pas les étoiles proches de l'horizon, mais uniquement des étoiles au moins 20° au-dessus. Si les observations proches de l'horizon ne peuvent être évitées, il est possible sur certains instruments d'optique de compenser les décalages dus à la réfraction atmosphérique ainsi que les effets de la dispersion.
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