Strahlenbrechung oder Refraktion. Die Lehre von der Richtungsveränderung, welche die Lichtstrahlen bei ihrem Übergange aus einem durchsichtigen Mittel in ein anderes erleiden (s. Brechung der Lichtstrahlen), findet eine wichtige Anwendung in der Astronomie, indem wir infolge der Brechung der Lichtstrahlen in der Atmosphäre die Gestirne nicht an denjenigen Stellen des Himmels erblicken, wo sie nn solche n und wo wir sie sehen würden, wenn keine solche Brechung stattfände oder die Erde von keiner Atmosphäre umgeben wäre. Diese Wirkung der Brechung des Lichts nennt man die astronomische Strahlenbrechung oder schlechthin die Refraktion. Die irdische Atmosphäre können wir uns aus einer unendlichen Menge von Luftschichten zusammengesetzt denken, deren Dichtigkeit mit ihrer Annäherung gegen die Erde zunimmt. Wenn also ein Lichtstrahl von irgendeinem Gestirn nach seinem Durchgange durch den unermeßlichen, mit einem überaus feinen Ather angefüllten Himmelsraum unter einer schiefen Richtung in die jedenfalls dichtere Erdatmosphäre eintritt, 10 wird er nach dem Einfallslot hin (also hier, wo von einer Kugel die Rede ist, nach dem entsprechenden Radius hin) gebrochen; die hierdurch bewirkte Ablenkung des Lichtstrahls von seiner ursprünglichen Bahn muß bei dem Übergange in immer dichtere Luftschichten, wo sich die Brechung unaufhörlich wiederholt, zunehmen. Der Lichtstrahl bewegt sich daher nicht in gerader Richtung, sondern in einer gegen die Erdoberfläche hohlen Kurve, und das Gestirn erscheint dem Beobachter auf der Erde in der Tangente (geraden Berührungslinie) des Endes der Kurve, welches das Auge trifft, also höher (laber in demselben Vertikal), als es eigentlich am Himmel steht. Die Größe der Brechung ist nicht allein von der Natur des brechenden Mittels, sondern zugleich von der Größe des Winkels abhängig, welchen der einfallende Strahl mit dem Einfallslot macht. Da nun dieser Winkel im Horizont am größten ist und von da bis zum Zenith, wo er = O wird, abnimmt, so muß auch die Refraktion vom Horizont, wo sie am größten ist, gegen das Zenith hin bis auf O abnehmen. In 20 Grad Abstand vom Zenith beträgt die Refraktion etwa 21 Sekunden, in 45 Grad Abstand fast 1 Minute, in 80 Grad Abstand 5¼ Minuten, in 85 Grad Abstand fast 10 Minuten, am Horizont 33—36 Minuten. Daher sehen wir Sonne und Mond, deren Durchmesser etwa 30 Minuten beträgt, schon über dem Horizont, wenn sie eigentlich noch nicht aufgegangen sind, und umgekehrt können sie wirklich bereits um ihren ganzen scheinbaren Durchmesser unter den Horizont hinabgesunken sein und gleichwohl noch über demselben erscheinen, indem die Horizontalrefraktion etwa von der nämlichen Größe ist und sie scheinbar um ebenso viel erhebt. So verlängert also die S. den Tag, und obgleich diese Verlängerung bei uns nur wenige Minuten beträgt, so ist sie doch in den Polarländern sehr wohlthätig, indem sie dort, wo die Kälte die Luft sehr verdichtet und dadurch die Horizontalrefraktion verme rt, lange, unter dem Pol selbst hatbjahrige Wuntermehrere Tage, ja Wochen beträgt, um welche die nacht abgekürzt wird. Aus derselben Ursache sieht man schon diesseits vom Polarkreise die Sonne im Sommer an einem Tage gar nicht untergehen. Bei Mondfinsternissen sieht man zuweilen Sonne und Mond zugleich über dem Horizont; auch dies ist eine Wirkung der Refraktion; ebenso die abgeplattete elliptische Gestalt, welche beide Gestirne am Horizont haben und welche daraus zu erklären ist, daß der obere Rand beider 18 Mänute Scheiben durch die Refraktion um etwa 5 Minuten weniger erhöht wird als der untere. Die S. ist im Altertum bekannt gewesen, Kleomedes erwähnt sie, doch wurde sie von Walter in Nürnberg wieder entdeckt. Tycho hatte ganz falsche Begriffe von der S., und Kepler mühte sich vergebens, da er das Gesetz der Brechung nicht kannte, das erst Snellius entdeckte,‚ ab, eine Theorie aufzustellen, doch erkannte er, daß die S. vom Horizont bis zum Zenith abnehmen müsse, während Tycho sie nur bis 20 Grad oder 45 Grad Höhe gehen ließ. Um die Theorie der Refraktion haben sich Euler, Lagrange, Oriani, Laplace u. a., in der neuesten Zeit namentlich Bessel, Ivory, Gylden, Kowalsky verdient Refrat-Bessel, Ivory, Gylden lieferten die besten Refraktionstafeln, welche für einen mittlern Luftzustand die jeder gegedenen Höhe entsprechende Refraktion angeben, die aber noch zwei von dem Stande des Barometers und des Thermometers abhängige Korrektionen erhalten muß, da sich mit der Dichtigkeit der Luft, deren wechselnden Zustand jene Instrumente anzeigen, auch die Refraktion ändert. Insofern die Refraktion irdische Gegenstände betrifft, heißt sie terrestrische Refraktion. Sie läßt uns gleichfalls entfernte Gegenscuer höher erscheinen, ihre wahre Größe ist aber chwer mit Genauigkeit zu bestimmen, da man es hier mit den untersten Schichten der Atmosphäre zu thun hat, welche hinsichtlich ihrer Dichtigkeit große Unregelmäßigkeiten darbieten. Für die Geodäsie ist jedoch die Bestimmung der terrestrischen Refraktion, um welche sich Biot, Bessel, Gauß u. a. verdient gemacht haben, von großer Wichtigkeit. u den Wirkungen der S. gehört auch die Luftpiegelung (s. d.) oder Fata-Morgana.