Долгота дня зависит от географической широты места и от склонения Солнца. На земном экваторе она приблизительно постоянна и составляет 12 часов 7 минут. Отклонение от половины суток обусловлено самим определением восхода и захода Солнца, поскольку восходом и заходом считается момент пересечения видимого горизонта верхним краем солнечного диска[1], а не его центром. Кроме того, на долготу дня влияет рефракция солнечных лучей. Наклон земной оси к плоскости эклиптики определяет колебания долготы дня. В Северном полушарии Земли долгота дня больше 12 часов с середины марта до конца сентября, и с ростом широты она увеличивается до полярного дня. С конца сентября до середины марта она меньше 12 часов, и с ростом широты продолжительность дня уменьшается до полярной ночи. В Южном полушарии — наоборот: с середины марта до конца сентября долгота дня меньше 12 часов.
1)
Находим коэффициент преломления:
n = sin α / sin β
n = 0,77 / 0,50 ≈ 1,54
2)
Предельный угол полного внутреннего отражения:
α₀ = arcsin (1/n) = arcsin (1/1,54) = arcsin (0,6493) ≈ 40,5°
sin 40,5° ≈ 0,6493