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Refraction. 
Mit Hülfe der im vorigen Abschnitt entwickelten Formeln läßt sich 
durch Messung einer Distanz und eines Höhenwinkels die Höhendifferenz 
zweier Punkte ermitteln unter der Voraussetzung, daß der Weg eines Lichtstrahls 
von einem Punkt zum andern als gerade Linie betrachtet rverden kann. 
Daß diese Voraussetzung im Allgemeinen nicht statthaft, sondern in: 
Gegentheil der Weg eines Lichtstrahls in der Atmosphäre eine krumme Linie 
ist, wurde bereits in der Einleitung erwähnt; es ist indessen die Annahme 
der Gradlinigkeit noch zuläßig bei einer Entfernung bis zu 3000 Fuß. 
Die Refraction beruht auf folgenden Sätzen: Ein in einem gleichartigen 
durchsichtigen Mittel geradlinig fortschreitender Lichtstrahl verändert seine 
Richtung (wird gebrochen) wenn er in ein anderes Mittel unter einem schiefen 
Winkel gegen die Begrenzungsfläche beider übergeht. Von den beiden Mitteln 
heißt dasjenige das „optisch dichtere", gegen welches der bei der Brechung 
entstehende Winkel der Lichtbahn seine concave Seite zuwendet. *) 
Die Erscheinung der Lichtbrechung kann eintreten an der Grenze zweier 
ihrer chemischen Natur nach verschiedener Körper, oder auch zweier unter 
verschiedenen physikalischen Einflüssen (Pressung, Wärme) stehender Theile 
desselben Stoffes. Letzteres ist der Fall bei den verschiedenen concentrisch 
gedachten Schichten der Erdatmosphäre, von denen die unteren stärker gepreßten 
optisch dichter sind, als die oberen. 
Wendet man die sämmtlichen angeführten Gesetze auf einen verschiedene 
Luftschichten in schiefer Richtung gegen den Erdhalbmeffer durchschneidenden 
Lichtstrahl an, so folgt, daß derselbe bei sämmtlichen Uebergängen von einer 
* Sind e und e' die Winkel, welche die beiden Theile des Lichtstrahls mit 
der auf der Trennungsfläche am Eintritt des Strahls errichteten Normalen bilden, 
so sagt das von Descartes herrührende Brechungsgesetz, daß das Verhältniß 
^ für dieselben Stoffe ein constantes ist; und die neuere Theorie des Lichtes 
weist nach, daß es zugleich das Verhältniß der Lichtgeschwindigkeiten in den beiden 
Stoffen ist. Das Licht bewegt sich in dem optisch dichteren Mittel langsamer, als 
in dem dünnern.