Wir präsentieren Ihnen eine Auswahl der 20 schönsten Naturphänomene rund um das Lichtspiel. Wahre Naturphänomene sind unbeschreiblich – das muss man gesehen haben! =)

Teilen wir alle Lichtmetamorphosen bedingt in drei Untergruppen ein. Das erste sind Wasser und Eis, das zweite sind Strahlen und Schatten und das dritte sind Lichtkontraste.

Wasser und Eis

„Annähernd horizontaler Bogen“

Dieses Phänomen wird auch „Feuerregenbogen“ genannt. Entsteht am Himmel, wenn Licht durch Eiskristalle in Zirruswolken gebrochen wird. Dieses Phänomen ist sehr selten, da sowohl die Eiskristalle als auch die Sonne genau auf einer horizontalen Linie liegen müssen, damit eine solch spektakuläre Lichtbrechung auftritt. Dieses besonders gelungene Beispiel wurde 2006 am Himmel über Spokane in Washington, D.C. aufgenommen.

Noch ein paar Beispiele für Feuerregenbögen

Wenn die Sonne von oben auf einen Kletterer oder ein anderes Objekt scheint, wird ein Schatten auf den Nebel projiziert, wodurch eine seltsam vergrößerte dreieckige Form entsteht. Dieser Effekt wird von einer Art Halo um das Objekt begleitet – farbige Lichtkreise, die direkt gegenüber der Sonne erscheinen, wenn Sonnenlicht von einer Wolke aus identischen Wassertröpfchen reflektiert wird. Dieses Naturphänomen erhielt seinen Namen aufgrund der Tatsache, dass es am häufigsten auf den niedrigen deutschen Brockengipfeln beobachtet wurde, die aufgrund des häufigen Nebels in dieser Gegend für Kletterer gut zugänglich sind

Kurz gesagt: Es ist ein auf dem Kopf stehender Regenbogen =) Es ist wie ein riesiges buntes Smiley-Gesicht am Himmel. Dieses Wunder wird durch die Brechung der Sonnenstrahlen durch horizontale Eiskristalle in Wolken einer bestimmten Form erreicht. Das Phänomen konzentriert sich im Zenit, parallel zum Horizont, die Farbpalette reicht von Blau im Zenit bis Rot zum Horizont hin. Dieses Phänomen hat immer die Form eines unvollständigen Kreisbogens; Der Kreis dieser Situation schließt sich durch den außergewöhnlich seltenen Infantry Arc, der erstmals 2007 auf Film festgehalten wurde

Misty Arc

Dieser seltsame Heiligenschein wurde von der Golden Gate Bridge in San Francisco aus gesichtet – er sah aus wie ein rein weißer Regenbogen. Wie ein Regenbogen entsteht dieses Phänomen durch die Lichtbrechung durch Wassertröpfchen in den Wolken, aber im Gegensatz zu einem Regenbogen scheint es aufgrund der geringen Größe der Nebeltröpfchen an Farbe zu mangeln. Daher erweist sich der Regenbogen als farblos – nur weiß.) Seeleute bezeichnen sie oft als „Seewölfe“ oder „Nebelbögen“.

Regenbogen-Heiligenschein

Wenn Licht zurück zu seiner Quelle, den Wassertröpfchen in den Wolken, gestreut wird (eine Mischung aus Reflexion, Brechung und Beugung), kann der Schatten eines Objekts zwischen der Wolke und der Quelle in Farbbänder unterteilt werden. Ruhm wird auch als überirdische Schönheit übersetzt – ein ziemlich treffender Name für ein so schönes Naturphänomen.) In einigen Teilen Chinas wird dieses Phänomen sogar das Licht Buddhas genannt – es wird oft vom Brockengeist begleitet. Auf dem Foto umgeben wunderschöne Farbstreifen effektvoll den Schatten des Flugzeugs gegenüber der Wolke.

Halos sind eines der bekanntesten und häufigsten optischen Phänomene und treten in vielen Erscheinungsformen auf. Das häufigste Phänomen ist das Solar-Halo-Phänomen, das durch die Lichtbrechung von Eiskristallen in Zirruswolken in großer Höhe verursacht wird. Die spezifische Form und Ausrichtung der Kristalle kann das Erscheinungsbild des Halos verändern. Bei sehr kaltem Wetter reflektieren Lichthöfe, die von Kristallen in Bodennähe gebildet werden, das Sonnenlicht zwischen ihnen und senden es gleichzeitig in mehrere Richtungen – dieser Effekt wird als „Diamantstaub“ bezeichnet.

Wenn die Sonne genau im richtigen Winkel hinter den Wolken steht, brechen die Wassertropfen darin das Licht und erzeugen eine intensive Spur. Die Färbung wird wie bei einem Regenbogen durch unterschiedliche Wellenlängen des Lichts verursacht – unterschiedliche Wellenlängen werden unterschiedlich stark gebrochen, wodurch sich der Brechungswinkel und damit die Farben des Lichts, wie wir sie wahrnehmen, verändern. Auf diesem Foto wird das Schillern der Wolke von einem kräftig gefärbten Regenbogen begleitet.

Noch ein paar Fotos von diesem Phänomen

Durch die Kombination eines tiefstehenden Mondes und eines dunklen Himmels entstehen oft Mondbögen, im Wesentlichen Regenbögen, die durch das Licht des Mondes erzeugt werden. Sie erscheinen am anderen Ende des Himmels als der Mond und erscheinen aufgrund der schwachen Färbung normalerweise völlig weiß, aber Langzeitbelichtungsaufnahmen können die wahren Farben einfangen, wie auf diesem Foto, das im Yosemite-Nationalpark in Kalifornien aufgenommen wurde.

Noch ein paar Fotos vom Mondregenbogen

Dieses Phänomen erscheint als weißer Ring, der den Himmel umgibt und sich immer auf der gleichen Höhe über dem Horizont wie die Sonne befindet. Normalerweise ist es möglich, nur Fragmente des Gesamtbildes einzufangen. Millionen vertikal angeordneter Eiskristalle reflektieren die Sonnenstrahlen am Himmel und erzeugen so dieses wunderschöne Phänomen.

An den Seiten der resultierenden Kugel erscheinen oft sogenannte falsche Sonnen, wie auf diesem Foto

Regenbögen können viele Formen annehmen: mehrere Bögen, sich kreuzende Bögen, rote Bögen, identische Bögen, Bögen mit farbigen Kanten, dunkle Streifen, „Speichen“ und viele andere, aber was ihnen gemeinsam ist, ist, dass sie alle in Farben unterteilt sind – Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Erinnern Sie sich aus Ihrer Kindheit an die „Erinnerung“ an die Anordnung der Farben in einem Regenbogen – jeder Jäger möchte wissen, wo der Fasan sitzt? =) Regenbogen entstehen, wenn Licht durch Wassertropfen in der Atmosphäre gebrochen wird, am häufigsten aber bei Regen Auch Dunst oder Nebel können ähnliche Effekte hervorrufen und sind viel seltener als man denkt. Zu allen Zeiten haben viele verschiedene Kulturen Regenbögen viele Bedeutungen und Erklärungen zugeschrieben, zum Beispiel glaubten die alten Griechen, dass Regenbögen der Weg zum Himmel seien, und die Iren glaubten, dass der Kobold an der Stelle, wo der Regenbogen endete, seinen Topf vergrub Gold =)

Weitere Informationen und schöne Fotos zum Regenbogen finden Sie hier

Strahlen und Schatten

Eine Korona ist eine Art Plasmaatmosphäre, die einen astronomischen Körper umgibt. Das bekannteste Beispiel für ein solches Phänomen ist die Korona um die Sonne während einer totalen Sonnenfinsternis. Es erstreckt sich über Tausende von Kilometern im Weltraum und enthält ionisiertes Eisen, das auf fast eine Million Grad Celsius erhitzt ist. Während einer Sonnenfinsternis umgibt sein helles Licht die verdunkelte Sonne und es scheint, als ob eine Lichtkrone um den Stern herum erscheint

Wenn dunkle Bereiche oder durchlässige Hindernisse wie Äste oder Wolken die Sonnenstrahlen filtern, erzeugen die Strahlen ganze Lichtsäulen, die von einer einzigen Quelle am Himmel ausgehen. Dieses in Horrorfilmen oft verwendete Phänomen wird normalerweise im Morgen- oder Abendlicht beobachtet und kann sogar unter dem Meer beobachtet werden, wenn die Sonnenstrahlen durch Streifen gebrochenen Eises dringen. Dieses wunderschöne Foto wurde im Utah-Nationalpark aufgenommen

Noch ein paar Beispiele

Fata Morgana

Die Wechselwirkung zwischen kalter Luft in Bodennähe und warmer Luft direkt darüber kann als Brechungslinse wirken und das Bild von Objekten am Horizont auf den Kopf stellen, entlang dessen das eigentliche Bild zu oszillieren scheint. Auf diesem in Thüringen, Deutschland, aufgenommenen Foto scheint der Horizont in der Ferne völlig verschwunden zu sein, obwohl der blaue Teil der Straße lediglich eine Spiegelung des Himmels über dem Horizont ist. Die Behauptung, dass es sich bei Fata Morganas um völlig inexistente Bilder handelt, die nur den in der Wüste verirrten Menschen erscheinen, ist falsch und wird wahrscheinlich mit den Auswirkungen extremer Dehydrierung verwechselt, die Halluzinationen hervorrufen können. Fata Morganas basieren immer auf realen Objekten, auch wenn sie aufgrund des Fata Morgana-Effekts näher erscheinen können

Die Lichtreflexion durch Eiskristalle mit nahezu perfekt horizontalen flachen Oberflächen erzeugt einen starken Strahl. Die Lichtquelle kann die Sonne, der Mond oder auch künstliches Licht sein. Ein interessantes Merkmal ist, dass die Säule die Farbe dieser Quelle haben wird. Auf diesem in Finnland aufgenommenen Foto erzeugt das orangefarbene Sonnenlicht bei Sonnenuntergang eine ebenso orangefarbene, wunderschöne Säule

Noch ein paar „Solarsäulen“)

Leichte Kontraste

Die Kollision geladener Teilchen in der oberen Atmosphäre erzeugt in den Polarregionen oft prächtige Lichtmuster. Die Farbe hängt vom Elementgehalt der Partikel ab – die meisten Polarlichter erscheinen aufgrund von Sauerstoff grün oder rot, aber Stickstoff erzeugt manchmal ein tiefblaues oder violettes Aussehen. Auf dem Foto - das berühmte Aurora Borilis oder Nordlicht, benannt nach der römischen Göttin der Morgendämmerung Aurora und dem antiken griechischen Gott des Nordwinds Boreas

So sehen die Nordlichter aus dem Weltraum aus

Kondensstreifen

Die Dampfspuren, die einem Flugzeug über den Himmel folgen, gehören zu den beeindruckendsten Beispielen menschlichen Eingriffs in die Atmosphäre. Sie entstehen entweder durch Flugzeugabgase oder durch Luftwirbel an den Tragflächen und treten nur bei kalten Temperaturen in großen Höhen auf und kondensieren zu Eiströpfchen und Wasser. Auf diesem Foto kreuzen mehrere Kondensstreifen den Himmel und sind ein bizarres Beispiel für dieses unnatürliche Phänomen.

Winde in großer Höhe verbiegen das Kielwasser von Raketen, und ihre kleinen Abgaspartikel verwandeln das Sonnenlicht in helle, schillernde Farben, die manchmal von denselben Winden Tausende von Kilometern getragen werden, bevor sie sich schließlich auflösen. Das Foto zeigt Spuren einer Minotaurus-Rakete, die vom US-Luftwaffenstützpunkt in Vandenberg, Kalifornien, abgefeuert wurde.

Der Himmel streut, wie viele andere Dinge um uns herum, polarisiertes Licht mit einer bestimmten elektromagnetischen Ausrichtung. Die Polarisation verläuft immer senkrecht zum Lichtweg selbst, und wenn das Licht nur eine Polarisationsrichtung aufweist, spricht man von linear polarisiertem Licht. Dieses Foto wurde mit einem polarisierten Weitwinkelfilterobjektiv aufgenommen, um zu zeigen, wie aufregend die elektromagnetische Ladung am Himmel aussieht. Achten Sie darauf, welchen Schatten der Himmel in Horizontnähe hat und welche Farbe er ganz oben hat.

Dieses für das bloße Auge technisch unsichtbare Phänomen kann erfasst werden, indem man die Kamera mindestens eine Stunde oder sogar über Nacht bei geöffnetem Objektiv lässt. Die natürliche Rotation der Erde führt dazu, dass sich die Sterne am Himmel über den Horizont bewegen und dabei bemerkenswerte Spuren hinterlassen. Der einzige Stern am Abendhimmel, der immer an einem Ort ist, ist natürlich der Polaris, da er tatsächlich auf der gleichen Achse mit der Erde steht und seine Schwingungen nur am Nordpol wahrnehmbar sind. Dasselbe gilt auch für den Süden, aber dort gibt es keinen Stern, der hell genug ist, um einen ähnlichen Effekt zu beobachten

Und hier ist ein Foto von der Stange)

Das Tierkreislicht ist ein schwaches dreieckiges Licht, das am Abendhimmel zu sehen ist und sich in Richtung Himmel erstreckt. Es kann leicht durch leichte Luftverschmutzung oder Mondlicht verdeckt werden. Dieses Phänomen wird durch die Reflexion des Sonnenlichts von Staubpartikeln im Weltraum, bekannt als kosmischer Staub, verursacht und sein Spektrum ist daher absolut identisch mit dem des Sonnensystems. Sonnenstrahlung lässt Staubpartikel langsam wachsen und erzeugt eine majestätische Konstellation von Lichtern, die anmutig über den Himmel gestreut werden

Lichtbrechung beim Übergang vom Wasser in die Luft

Ein ins Wasser getauchter Stock, ein Löffel in einem Glas Tee, erscheint uns durch die Lichtbrechung an der Wasseroberfläche gebrochen.

Legen Sie eine Münze so auf den Boden eines undurchsichtigen Behälters, dass sie nicht sichtbar ist. Gießen Sie nun Wasser in das Gefäß. Die Münze wird sichtbar sein. Die Erklärung für dieses Phänomen geht aus dem Video klar hervor.

Schauen Sie sich den Boden des Stausees an und versuchen Sie, seine Tiefe abzuschätzen. Meistens ist es nicht möglich, dies richtig zu machen.

Lassen Sie uns genauer verfolgen, wie und inwieweit uns die Tiefe des Stausees verringert erscheint, wenn wir ihn von oben betrachten.

Sei H (Abb. 17) die wahre Tiefe des Reservoirs, auf dessen Boden ein kleiner Gegenstand, beispielsweise ein Kieselstein, liegt. Das von ihm reflektierte Licht divergiert in alle Richtungen. Ein bestimmtes Strahlenbündel fällt im Punkt O von unten im Winkel a 1 auf die Wasseroberfläche, wird an der Oberfläche gebrochen und gelangt in das Auge. Gemäß dem Brechungsgesetz können wir schreiben:

aber da n 2 = 1, dann n 1 sin a 1 = sin ϒ 1.

Der gebrochene Strahl tritt am Punkt B in das Auge ein. Beachten Sie, dass nicht ein Strahl in das Auge eintritt, sondern ein Strahlenbündel, dessen Querschnitt durch die Pupille des Auges begrenzt ist.

In Abbildung 17 ist der Strahl mit dünnen Linien dargestellt. Dieser Strahl ist jedoch schmal und wir können seinen Querschnitt vernachlässigen und ihn als Linie AOB betrachten.

Das Auge projiziert A zum Punkt A 1, und die Tiefe des Reservoirs scheint uns gleich h zu sein.

Die Abbildung zeigt, dass die scheinbare Tiefe des Reservoirs h vom wahren Wert von H und vom Betrachtungswinkel ϒ 1 abhängt.

Lassen Sie uns diese Abhängigkeit mathematisch ausdrücken.

Aus den Dreiecken AOC und A 1 OC ergibt sich:

Wenn wir OS aus diesen Gleichungen ausschließen, erhalten wir:

Unter Berücksichtigung von a = ϒ 1 und sin ϒ 1 = n 1 sin a 1 = n sin a erhalten wir:

In dieser Formel kommt die Abhängigkeit der scheinbaren Tiefe des Reservoirs h von der wahren Tiefe H und dem Beobachtungswinkel nicht explizit vor. Um diese Abhängigkeit deutlicher darzustellen, wollen wir sie grafisch darstellen.

In der Grafik (Abb. 18) sind auf der Abszissenachse die Werte der Beobachtungswinkel in Grad und auf der Ordinatenachse die entsprechenden scheinbaren Tiefen h in Bruchteilen der tatsächlichen Tiefe H aufgetragen. Die resultierende Kurve zeigt dies bei kleinen Beobachtungswinkeln die scheinbare Tiefe

beträgt etwa ¾ des tatsächlichen Wertes und nimmt mit zunehmendem Betrachtungswinkel ab. Bei einem Betrachtungswinkel von a = 47° kommt es zur Totalreflexion und der Strahl kann nicht aus dem Wasser entweichen.

Trugbilder

In einem inhomogenen Medium breitet sich Licht nichtlinear aus. Wenn wir uns ein Medium vorstellen, in dem sich der Brechungsindex von unten nach oben ändert, und es gedanklich in dünne horizontale Schichten aufteilen,

Wenn wir dann die Bedingungen für die Lichtbrechung beim Übergang von Schicht zu Schicht betrachten, stellen wir fest, dass der Lichtstrahl in einem solchen Medium allmählich seine Richtung ändern sollte (Abb. 19, 20).

Der Lichtstrahl erfährt in der Atmosphäre eine solche Biegung, bei der sich aus dem einen oder anderen Grund, hauptsächlich aufgrund seiner ungleichmäßigen Erwärmung, der Brechungsindex der Luft mit der Höhe ändert (Abb. 21).

Die Luft wird normalerweise durch den Boden erwärmt, der die Energie der Sonnenstrahlen aufnimmt. Daher nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab. Es ist auch bekannt, dass die Luftdichte mit der Höhe abnimmt. Es wurde festgestellt, dass mit zunehmender Höhe der Brechungsindex abnimmt, sodass Strahlen, die die Atmosphäre durchdringen, in Richtung Erde gebeugt werden (Abb. 21). Dieses Phänomen wird als normale atmosphärische Brechung bezeichnet. Aufgrund der Lichtbrechung erscheinen uns die Himmelskörper etwas „erhöht“ (über ihre wahre Höhe) über dem Horizont.

Es wird berechnet, dass die atmosphärische Brechung Objekte „anhebt“, die sich in einer Höhe von 30° x 1"40", in einer Höhe von 15° x 3"ZO" und in einer Höhe von 5° x 9"45" befinden. Bei Körpern am Horizont erreicht dieser Wert 35 Zoll. Diese Zahlen weichen je nach Druck und Temperatur der Atmosphäre in die eine oder andere Richtung ab. Aus dem einen oder anderen Grund können sich jedoch in den oberen Schichten der Atmosphäre Massen befinden Luft mit einer Temperatur, die höher ist als die der unteren Schichten. Sie können durch Winde aus heißen Ländern, zum Beispiel aus einem heißen Wüstengebiet, gebracht werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt in den unteren Schichten kalte, dichte Luft eines Hochdruckgebiets herrscht, dann tritt das Phänomen auf Die Lichtbrechung kann sich erheblich verstärken und Lichtstrahlen, die von irdischen Objekten in einem bestimmten Winkel zum Horizont nach oben austreten, können zum Boden zurückkehren (Abb. 22).

Es kann jedoch vorkommen, dass die Luft an der Erdoberfläche aufgrund ihrer starken Erwärmung so heiß wird, dass der Brechungsindex des Lichts in Bodennähe kleiner wird als in einer bestimmten Höhe über dem Boden. Bei ruhigem Wetter kann dieser Zustand recht lange anhalten. Dann können die Strahlen von Objekten, die in einem ziemlich großen Winkel auf die Erdoberfläche fallen, so stark gebogen werden, dass sie, nachdem sie einen Bogen in der Nähe der Erdoberfläche beschrieben haben, von unten nach oben verlaufen (Abb. 23a). Auch der in Abbildung 236 dargestellte Fall ist möglich.

Die oben beschriebenen Bedingungen in der Atmosphäre erklären das Auftreten interessanter Phänomene – atmosphärische Fata Morgana. Diese Phänomene werden üblicherweise in drei Klassen eingeteilt. Die erste Klasse umfasst die häufigsten und einfachsten Ursprungs, die sogenannten See-(oder Unter-)Trugbilder, die bei Wüstenreisenden so viel Hoffnung und Enttäuschung hervorrufen.

Der französische Mathematiker Gaspard Monge, der am Ägyptenfeldzug von 1798 teilnahm, beschreibt seine Eindrücke von dieser Art von Fata Morgana:

„Wenn die Erdoberfläche durch die Sonne stark erhitzt wird und gerade vor Beginn der Dämmerung abzukühlen beginnt, erstreckt sich das vertraute Gelände nicht mehr wie tagsüber bis zum Horizont, sondern dreht sich, wie es scheint, um etwa eine Meile in eine Dauerflut.

Die weiter entfernten Dörfer wirken wie Inseln in einem riesigen See. Unter jedem Dorf befindet sich sein umgedrehtes Spiegelbild, nur ist es nicht scharf, kleine Details sind nicht sichtbar, wie ein Spiegelbild im vom Wind geschüttelten Wasser. Wenn Sie sich einem Dorf nähern, das von einer Überschwemmung umgeben zu sein scheint, entfernt sich das Ufer des imaginären Wassers, der Wasserarm, der uns vom Dorf trennte, wird allmählich schmaler, bis er vollständig verschwindet, und der See ... beginnt jetzt dahinter Dieses Dorf spiegelt in sich die weiter entfernten Dörfer wider“ (Abb. 24).

Die Erklärung für dieses Phänomen ist einfach. Die vom Boden erwärmten unteren Luftschichten hatten noch keine Zeit, nach oben zu steigen; Ihr Lichtbrechungsindex ist geringer als der der oberen. Daher dringen Lichtstrahlen, die von Objekten ausgehen (z. B. von Punkt B auf einer Palme, Abb. 23a), in der Luft gebogen werden, von unten in das Auge ein. Das Auge projiziert einen Strahl auf Punkt B 1. Das Gleiche geschieht mit Strahlen, die von anderen Punkten des Objekts kommen. Für den Betrachter scheint das Objekt umgekippt zu sein.

Woher kommt das Wasser? Wasser ist ein Spiegelbild des Himmels.

Um eine Fata Morgana zu sehen, muss man nicht nach Afrika reisen. Es kann an einem heißen, ruhigen Sommertag über der erhitzten Oberfläche einer Asphaltstraße beobachtet werden.

Fata Morganas der zweiten Klasse werden als Fata Morgana der Ober- oder Fernsicht bezeichnet. Das von N.V. Gogol beschriebene „unerhörte Wunder“ ist ihnen am ähnlichsten. Hier finden Sie Beschreibungen mehrerer solcher Fata Morgana.

Von der Côte d'Azur in Frankreich erhebt sich an einem frühen klaren Morgen aus den Gewässern des Mittelmeers jenseits des Horizonts eine dunkle Bergkette, in der die Bewohner Korsika erkennen. Die Entfernung nach Korsika beträgt mehr als 200 km, eine Sichtverbindung ist daher ausgeschlossen.

An der englischen Küste, in der Nähe von Hastings, können Sie die französische Küste sehen. Wie der Naturforscher Nie Digue berichtet, „sind in der Nähe von Reggio in Kalabrien, gegenüber der sizilianischen Küste und der Stadt Messina, manchmal ganze unbekannte Gebiete mit grasenden Herden, Zypressenhainen und Burgen in der Luft sichtbar.“ Nach kurzem Aufenthalt in der Luft verschwinden die Fata Morgana.“

Fata Morganas in der Ferne treten auf, wenn sich herausstellt, dass die oberen Schichten der Atmosphäre aus irgendeinem Grund besonders dünn sind, beispielsweise wenn dort erhitzte Luft eindringt. Dann werden die von irdischen Objekten ausgehenden Strahlen stärker gebogen und erreichen die Erdoberfläche, wobei sie in einem großen Winkel zum Horizont verlaufen. Das Auge des Betrachters projiziert sie in die Richtung, in die sie eintreten.

Offenbar ist die Sahara-Wüste dafür verantwortlich, dass an der Mittelmeerküste eine Vielzahl von Fernsicht-Trugbildern beobachtet werden. Darüber steigen heiße Luftmassen auf, werden dann nach Norden getragen und schaffen günstige Bedingungen für die Entstehung von Fata Morgana.

Überlegene Luftspiegelungen werden auch in nördlichen Ländern beobachtet, wenn warme Südwinde wehen. Die oberen Schichten der Atmosphäre werden erhitzt und die unteren Schichten werden aufgrund der Anwesenheit großer Mengen schmelzenden Eises und Schnees abgekühlt.

Manchmal werden Vorwärts- und Rückwärtsbilder von Objekten gleichzeitig beobachtet. Die Abbildungen 25-27 zeigen genau solche Phänomene, die in arktischen Breiten beobachtet wurden. Anscheinend gibt es über der Erde abwechselnd dichtere und verdünntere Luftschichten, die die Lichtstrahlen ungefähr so ​​beugen, wie in Abbildung 26 dargestellt.

Trugbilder der dritten Klasse – Ultra-Fernsicht – sind schwer zu erklären. Hier finden Sie eine Beschreibung einiger davon.

„Basierend auf den Aussagen mehrerer vertrauenswürdiger Personen“, schreibt K. Flamarion in dem Buch „Atmosphere“, „kann ich über eine Fata Morgana berichten, die im Juni 1815 in der Stadt Verviers (Belgien) gesehen wurde.“ Eines Morgens sahen die Bewohner der Stadt eine Armee am Himmel und es war so klar, dass sie die Kostüme der Artilleristen erkennen konnten, eine Kanone mit einem kaputten Rad, die kurz davor war, abzufallen ... Es war der Morgen der Schlacht von Waterloo!“ Die Entfernung zwischen Waterloo und Verviers in einer Luftlinie beträgt 105 km.

Es gibt Fälle, in denen Fata Morganas in einer Entfernung von 800, 1000 oder mehr Kilometern beobachtet wurden.

Lassen Sie uns einen weiteren bemerkenswerten Fall nennen. In der Nacht des 27. März 1898 wurde die Besatzung des Bremer Schiffes Matador mitten im Pazifischen Ozean von einer Vision erschreckt. Gegen Mitternacht entdeckte die Besatzung etwa 3,2 km entfernt ein Schiff, das mit einem starken Sturm zu kämpfen hatte.

Dies war umso überraschender, als rundherum Ruhe herrschte. Das Schiff kreuzte den Kurs der Matador, und es gab Momente, in denen es schien, als sei eine Kollision zwischen den Schiffen unvermeidlich ... Die Besatzung der Matador sah, wie während einer starken Welle, die auf ein unbekanntes Schiff traf, das Licht im Kapitänsschiff erlosch Die Kabine ging aus, was in zwei Bullaugen jederzeit sichtbar war. Nach einiger Zeit verschwand das Schiff und nahm Wind und Wellen mit sich.

Die Angelegenheit wurde später geklärt. Es stellte sich heraus, dass dies alles mit einem anderen Schiff geschah, das sich zum Zeitpunkt der „Vision“ 1.700 km vom Matador entfernt befand.

Welche Wege nimmt das Licht in der Atmosphäre, damit klare Bilder von Objekten in so großen Entfernungen erhalten bleiben? Auf diese Frage gibt es noch keine genaue Antwort. Es wurden Vorschläge über die Bildung riesiger Luftlinsen in der Atmosphäre gemacht, die Verzögerung einer sekundären Fata Morgana, also einer Fata Morgana aus einer Fata Morgana. Möglicherweise spielt dabei die Ionosphäre* eine Rolle, die nicht nur Radiowellen, sondern auch Lichtwellen reflektiert.

Anscheinend haben die beschriebenen Phänomene denselben Ursprung wie andere auf den Meeren beobachtete Fata Morgana, die sogenannte „Fliegende Holländer“ oder „Fata Morgana“, wenn Seeleute geisterhafte Schiffe sehen, die dann verschwinden und abergläubischen Menschen Angst einjagen.

REGENBOGEN

Regenbogen ist ein wunderschönes Himmelsphänomen, das schon immer die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen hat. In früheren Zeiten, als die Menschen noch sehr wenig über die Welt um sie herum wussten, galt der Regenbogen als „himmlisches Zeichen“. Die alten Griechen dachten also, der Regenbogen sei das Lächeln der Göttin Iris.

Ein Regenbogen wird in entgegengesetzter Richtung zur Sonne vor dem Hintergrund von Regenwolken oder Regen beobachtet. Ein mehrfarbiger Bogen befindet sich normalerweise in einer Entfernung von 1–2 km vom Beobachter, manchmal kann er in einer Entfernung von 2–3 m vor dem Hintergrund von Wassertropfen beobachtet werden, die durch Fontänen oder Wasserspritzer gebildet werden.

Das Zentrum des Regenbogens liegt auf der Fortsetzung der Geraden, die die Sonne und das Auge des Beobachters verbindet – auf der Antisolarlinie. Der Winkel zwischen der Richtung zum Hauptregenbogen und der Antisolarlinie beträgt 41-42° (Abb. 28).

Im Moment des Sonnenaufgangs liegt der Antisolarpunkt (Punkt M) auf der Horizontlinie und der Regenbogen sieht aus wie ein Halbkreis. Wenn die Sonne aufgeht, verschiebt sich der Antisolarpunkt unter den Horizont und die Größe des Regenbogens nimmt ab. Es stellt nur einen Teil eines Kreises dar. Für einen hoch oben befindlichen Beobachter, zum Beispiel auf. In einem Flugzeug wird der Regenbogen als vollständiger Kreis mit dem Schatten des Beobachters in der Mitte gesehen.

Oft wird ein sekundärer Regenbogen beobachtet, der konzentrisch zum ersten ist, einen Winkelradius von etwa 52° hat und dessen Farben umgekehrt sind.

Bei einer Sonnenhöhe von 41° ist der Hauptregenbogen nicht mehr sichtbar und nur ein Teil des Nebenregenbogens ragt über den Horizont. Bei einer Sonnenhöhe von mehr als 52° ist auch der Nebenregenbogen nicht sichtbar. Daher wird dieses Naturphänomen in mittleren und äquatorialen Breiten in den Mittagsstunden nie beobachtet.

Der Regenbogen besteht wie das Spektrum aus sieben Grundfarben, die fließend ineinander übergehen. Die Art des Bogens, die Helligkeit der Farben und die Breite der Streifen hängen von der Größe der Wassertropfen und ihrer Anzahl ab. Große Tropfen erzeugen einen schmaleren Regenbogen mit deutlich hervortretenden Farben; kleine Tropfen erzeugen einen vagen, verblassten und sogar weißen Bogen. Deshalb ist im Sommer nach einem Gewitter, bei dem große Tropfen fallen, ein heller schmaler Regenbogen sichtbar.

Die Theorie des Regenbogens wurde erstmals 1637 von R. Descartes aufgestellt. Er erklärte Regenbögen als ein Phänomen, das mit der Reflexion und Brechung von Licht in Regentropfen zusammenhängt.

Die Entstehung von Farben und ihre Abfolge wurden später erklärt, nachdem die komplexe Natur des weißen Lichts und seine Streuung im Medium entschlüsselt wurden. Die Beugungstheorie des Regenbogens wurde von Ehry und Pertner entwickelt.

Betrachten wir den einfachsten Fall: Lassen Sie einen Strahl paralleler Sonnenstrahlen auf einen kugelförmigen Tropfen fallen (Abb. 29). Ein auf die Oberfläche eines Tropfens am Punkt A einfallender Strahl wird in seinem Inneren nach dem Brechungsgesetz gebrochen: n 1 sin a = n 2 sin β, wobei n 1 = 1, n 2 ≈ 1,33 die Brechungsindizes von Luft und sind Wasser bzw. a ist der Einfallswinkel, β ist der Brechungswinkel des Lichts.

Im Inneren des Tropfens bewegt sich der Strahl entlang der Geraden AB. Am Punkt B wird der Strahl teilweise gebrochen und teilweise reflektiert. Beachten Sie, dass die Intensität des reflektierten Strahls umso geringer und die Intensität des gebrochenen Strahls umso größer ist, je kleiner der Einfallswinkel am Punkt B und damit am Punkt A ist.

Strahl AB verläuft nach der Reflexion am Punkt B in einem Winkel β 1 " = β 1 und erreicht Punkt C, wo auch Teilreflexion und Teilbrechung des Lichts auftreten. Der gebrochene Strahl verlässt den Tropfen in einem Winkel y2 und der reflektierte Strahl kann weiter zum Punkt D usw. wandern. Somit wird ein Lichtstrahl in einem Tropfen wiederholt reflektiert und gebrochen. Bei jeder Reflexion treten einige der Lichtstrahlen aus und ihre Intensität innerhalb des Tropfens nimmt ab. Der intensivste der Strahlen tritt aus In die Luft gelangt der Strahl, der den Tropfen am Punkt B verlässt. Es ist jedoch schwierig, ihn zu beobachten, da er vor dem Hintergrund des hellen, direkten Sonnenlichts verloren geht. Die am Punkt C gebrochenen Strahlen erzeugen einen primären Regenbogen vor dem Hintergrund a dunkle Wolke, und die Strahlen werden am Punkt D gebrochen

ergeben einen sekundären Regenbogen, der, wie aus dem oben Gesagten hervorgeht, weniger intensiv ist als der primäre.

Für den Fall K=1 erhalten wir Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 1 = 137° 30".

Daher ist der Betrachtungswinkel eines Regenbogens erster Ordnung:

φ 1 =180° - 137°30" = 42°30"

Für den Strahl DE", der einen Regenbogen zweiter Ordnung ergibt, d. h. im Fall K = 2, gilt:

Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 2 = 236°38".

Betrachtungswinkel zweiter Ordnung eines Regenbogens φ 2 = 180° - 234°38" = - 56°38".

Daraus folgt (dies ist auch aus der Abbildung ersichtlich), dass im betrachteten Fall ein Regenbogen zweiter Ordnung vom Boden aus nicht sichtbar ist. Damit es sichtbar ist, muss Licht von unten in den Tropfen eindringen (Abb. 30, b).

Bei der Betrachtung der Entstehung eines Regenbogens muss noch ein weiteres Phänomen berücksichtigt werden – die ungleiche Brechung von Lichtwellen unterschiedlicher Länge, also Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbe. Dieses Phänomen wird Dispersion genannt. Aufgrund der Dispersion sind die Brechungswinkel ϒ und die Ablenkungswinkel der Strahlen Θ in einem Tropfen für Strahlen unterschiedlicher Farbe unterschiedlich. Der Verlauf der drei Strahlen Rot, Grün und Violett ist schematisch in Abbildung 30 dargestellt, a für einen Bogen erster Ordnung und in Abbildung 30, b für einen Bogen zweiter Ordnung.

Aus den Bildern ist ersichtlich, dass die Farbfolge in diesen Bögen entgegengesetzt ist.

Am häufigsten sehen wir einen Regenbogen. Es kommt häufig vor, dass zwei Regenbogenstreifen gleichzeitig übereinander am Himmel erscheinen; Sie beobachten jedoch recht selten und eine noch größere Anzahl von Regenbogen-Himmelsbögen – drei, vier und sogar fünf gleichzeitig. Dieses interessante Phänomen wurde von Leningradern am 24. September 1948 beobachtet, als am Nachmittag vier Regenbögen zwischen den Wolken über der Newa auftauchten. Es stellt sich heraus, dass Regenbögen nicht nur durch direktes Sonnenlicht entstehen können; Es erscheint oft in den reflektierten Sonnenstrahlen. Dies ist an den Ufern von Meeresbuchten, großen Flüssen und Seen zu beobachten. Drei oder vier solcher Regenbögen – gewöhnlich und reflektiert – ergeben manchmal ein wunderschönes Bild. Da die von der Wasseroberfläche reflektierten Sonnenstrahlen von unten nach oben verlaufen, kann der in diesen Strahlen entstehende Regenbogen manchmal völlig ungewöhnlich aussehen.

Sie sollten nicht glauben, dass Regenbögen nur tagsüber zu sehen sind. Es passiert auch nachts, obwohl es immer schwach ist. Sie können einen solchen Regenbogen nach einem Nachtregen sehen, wenn der Mond hinter den Wolken hervorkommt.

Eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Regenbogen kann im folgenden Experiment erhalten werden. Nehmen Sie eine Flasche Wasser und beleuchten Sie sie mit Sonnenlicht oder einer Lampe durch ein Loch in einer weißen Tafel. Dann wird auf der Tafel deutlich ein Regenbogen sichtbar (Abb. 31, a), und der Divergenzwinkel der Strahlen gegenüber der ursprünglichen Richtung beträgt etwa 41-42° (Abb. 31,6). Unter natürlichen Bedingungen gibt es keinen Bildschirm; das Bild erscheint auf der Netzhaut des Auges und das Auge projiziert dieses Bild auf die Wolken.

Wenn am Abend vor Sonnenuntergang ein Regenbogen erscheint, ist ein roter Regenbogen zu beobachten. In den letzten fünf oder zehn Minuten vor Sonnenuntergang verschwinden alle Farben des Regenbogens außer Rot und er wird auch zehn Minuten nach Sonnenuntergang sehr hell und sichtbar.

Ein Regenbogen auf dem Tau ist ein wunderschöner Anblick.

Es kann bei Sonnenaufgang auf dem mit Tau bedeckten Gras beobachtet werden. Dieser Regenbogen hat die Form einer Hyperbel.

HALMOS

Wenn Sie einen Regenbogen auf einer Wiese betrachten, werden Sie unwillkürlich einen erstaunlichen ungefärbten Lichtschein bemerken – einen Heiligenschein, der den Schatten Ihres Kopfes umgibt. Dies ist keine optische Täuschung oder ein Kontrastphänomen. Wenn der Schatten auf die Straße fällt, verschwindet der Heiligenschein. Was ist die Erklärung für dieses interessante Phänomen? Dabei spielen Tautropfen sicherlich eine wichtige Rolle, denn wenn der Tau verschwindet, verschwindet das Phänomen.

Um die Ursache des Phänomens herauszufinden, führen Sie das folgende Experiment durch. Nehmen Sie einen mit Wasser gefüllten Kugelkolben und stellen Sie ihn ins Sonnenlicht. Lass sie einen Tropfen darstellen. Legen Sie ein Stück Papier hinter die Flasche, das als Gras dient. Schauen Sie in einem kleinen Winkel relativ zur Richtung der einfallenden Strahlen auf die Glühbirne. Sie werden es durch die vom Papier reflektierten Strahlen hell erleuchtet sehen. Diese Strahlen verlaufen fast genau in Richtung der Sonnenstrahlen, die auf die Glühbirne fallen. Wenn Sie den Blick ein wenig zur Seite richten, ist das helle Leuchten der Glühbirne nicht mehr sichtbar.

Hier handelt es sich nicht um einen gestreuten, sondern um einen gerichteten Lichtstrahl, der von einem hellen Fleck auf dem Papier ausgeht. Die Glühbirne fungiert als Linse und lenkt das Licht auf uns.

Ein Strahl paralleler Sonnenstrahlen ergibt nach der Brechung in einer Glühbirne auf dem Papier ein mehr oder weniger fokussiertes Bild der Sonne in Form eines hellen Flecks. Ein großer Teil des vom Fleck emittierten Lichts wiederum wird von der Glühbirne eingefangen und nach der Brechung darin zurück zur Sonne geleitet, auch in unsere Augen, da wir mit dem Rücken zur Sonne stehen. Die optischen Nachteile unserer Linse – der Glühbirne – sorgen für einen gewissen Streulichtfluss, aber dennoch ist der Hauptlichtfluss, der von einem hellen Fleck auf dem Papier ausgeht, auf die Sonne gerichtet. Aber warum ist das von den Grashalmen reflektierte Licht nicht grün?

Es hat zwar einen leichten Grünstich, ist aber im Wesentlichen weiß, genau wie Licht, das von glatten, gestrichenen Oberflächen gerichtet reflektiert wird, beispielsweise die Reflexionen einer grünen oder gelben Tafel oder eines Buntglases.

Aber Tautröpfchen sind nicht immer kugelförmig. Sie können verzerrt sein. Dann richten einige von ihnen das Licht zur Seite, aber es geht an den Augen vorbei. Andere Tröpfchen, wie die in Abbildung 33 gezeigten, haben eine solche Form, dass das auf sie fallende Licht nach ein oder zwei Reflexionen zurück zur Sonne gelenkt wird und in die Augen eines mit dem Rücken zu ihr stehenden Beobachters gelangt.

Abschließend sei noch auf eine weitere geniale Erklärung dieses Phänomens hingewiesen: Nur die Grasblätter, auf die das direkte Licht der Sonne fällt, d. h. diejenigen, die nicht von anderen Blättern der Sonne verdeckt werden, reflektieren das Licht gerichtet. Wenn wir bedenken, dass die Blätter der meisten Pflanzen ihre Ebene immer der Sonne zuwenden, ist es offensichtlich, dass es eine ganze Reihe solcher reflektierenden Blätter geben wird (Abb. 33, e). Daher können Halos auch ohne Tau auf der Oberfläche einer glatt gemähten Wiese oder eines komprimierten Feldes beobachtet werden.

Wenn ein Regenbogen erscheint, entsteht er immer durch das Spiel des Lichts auf Wassertropfen. Normalerweise handelt es sich dabei um Regentropfen, gelegentlich auch um kleine Nebeltropfen. Auf den kleinsten Tropfen, beispielsweise denen, aus denen Wolken bestehen, sind Regenbögen nicht sichtbar.

Regenbögen entstehen durch die Sonne Licht wird in Wassertropfen gebrochen, in der Luft schwebend. Diese Tröpfchen beugen Licht verschiedener Farben unterschiedlich, wodurch weißes Licht in ein Spektrum aufgespalten wird.

In einer hellen Mondnacht können Sie sehen Regenbogen vom Mond. Da das menschliche Sehvermögen so konzipiert ist, dass das Auge bei schwachem Licht Farben nicht gut wahrnimmt, erscheint ein Mondregenbogen weißlich; Je heller das Licht, desto „bunter“ ist der Regenbogen.

Einem alten englischen Glauben zufolge befindet sich am Fuße jedes Regenbogens ein Topf voll Gold. Auch heute noch gibt es Menschen, die sich vorstellen, tatsächlich bis zum Fuß des Regenbogens vordringen zu können und dort ein besonderes flackerndes Licht zu sehen.

Das ist ganz offensichtlich Der Regenbogen befindet sich an keinem bestimmten Ort, ähnlich dem Original; es ist nichts anderes als Licht, das aus einer bestimmten Richtung kommt.

Am häufigsten beobachtet primärer Regenbogen, bei dem Licht eine interne Reflexion erfährt. Der Strahlengang ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Im Primärregenbogen liegt die rote Farbe außerhalb des Bogens, sein Winkelradius beträgt 40-42°.

Manchmal kann man um den ersten einen weiteren, weniger hellen Regenbogen sehen. Das sekundärer Regenbogen, bei dem Licht in einem Tropfen zweimal reflektiert wird. In einem sekundären Regenbogen ist die Reihenfolge der Farben „umgekehrt“ – Lila ist außen und Rot innen. Der Winkelradius des sekundären Regenbogens beträgt 50-53°.

Die Reihenfolge der Farben im zweiten Regenbogen ist umgekehrt zur Reihenfolge im ersten; sie stehen sich mit roten Streifen gegenüber.

Diagramm der Regenbogenbildung

1. kugelförmiger Tropfen,
2. innere Reflexion,
3. primärer Regenbogen,
4. Brechung,
5. sekundärer Regenbogen,
6. einfallender Lichtstrahl,
7. der Strahlenverlauf bei der Entstehung des Primärregenbogens,
8. der Strahlenverlauf bei der Bildung eines sekundären Regenbogens,
9. Beobachter,
10. Bereich der Regenbogenentstehung,
11. Bereich der Regenbogenbildung.
12. Bereich der Regenbogenbildung.

Der Mittelpunkt des Kreises, den ein Regenbogen beschreibt, liegt immer auf einer Geraden, die durch die Sonne (Mond) und das Auge des Beobachters verläuft, d. h. es ist unmöglich, die Sonne und einen Regenbogen gleichzeitig zu sehen, ohne Spiegel zu verwenden.

Genau genommen ist ein Regenbogen ein vollständiger Kreis. Wir können ihm nicht über den Horizont hinaus folgen, nur weil wir die Regentropfen nicht sehen können, die unter uns fallen.

Von einem Flugzeug oder einer höher gelegenen Stelle aus ist der volle Kreis zu sehen.

„Sieben Farben des Regenbogens“ existieren nur in der Vorstellung. Das ist eine rhetorische Wendung, die so lange Bestand hat, weil wir die Dinge selten so sehen, wie sie wirklich sind. Tatsächlich verwandeln sich die Farben des Regenbogens nach und nach ineinander und nur das Auge fügt sie unwillkürlich zu Gruppen zusammen.

Die Tradition des Hervorhebens im Regenbogen 7 Farben ging von Isaac Newton, für die die Zahl 7 eine besondere symbolische Bedeutung hatte (entweder aus pythagoreischen oder theologischen Gründen). Die Tradition, 7 Farben im Regenbogen zu identifizieren, ist nicht universell; die Bulgaren haben beispielsweise 6 Farben im Regenbogen.

Um sich an die Abfolge der Farben im Regenbogen zu erinnern, gibt es mnemonische Phrasen, bei denen die Anfangsbuchstaben jedes Wortes den Anfangsbuchstaben in den Namen der Farben (Rot, Orange, Gelb, Grün, Hellblau, Blau, Lila) entsprechen

"ZU jeden Ö Jäger Und will H Nein, G de Mit geht F Adhan". „Wie Jacques der Glöckner einst mit dem Kopf eine Laterne zerbrach“.

Der Mann ist ein großer Meister darin, Luftschlösser im Sand zu bauen. Die Praxis zeigt jedoch, dass er weit von Mutter Natur entfernt ist. Die Handwerkerin Gottes ist in der Lage, unsere Gefühle so zu täuschen, dass es uns den Atem raubt! Aber so magisch die optischen Phänomene, die wir als Beispiele betrachten, auch aussehen mögen, sie sind keine Phantasmagorie, sondern das Ergebnis des Ablaufs physikalischer Prozesse. In der heterogenen Atmosphäre der Erde werden Lichtstrahlen gebrochen, was zu einer Vielzahl von Illusionen führt. Aber ist eine Welt ohne Träume und Visionen vorstellbar? Er wäre so grau...

Licht und Farbe

Wenn wir über Licht und dessen Formen sprechen, die von mehr als einer Generation von Menschen beobachtet wurden, betonen wir, dass Farben in der Atmosphäre dadurch entstehen, dass weißes Licht bei der Wechselwirkung mit Materialien in der Atmosphäre in seine Bestandteile zerlegt wird ( Spektrum). Diese Wechselwirkung erfolgt durch eine von drei Hauptformen: Reflexion, Brechung (Brechung) und Beugung.

Wenn wir über das Spektrum sprechen, denken Sie darüber nach, wie Sie Ihrem Kind beibringen können, sich an die Ansammlung von Farbstreifen zu erinnern, die entstehen, wenn ein Lichtstrahl ein brechendes Medium passiert. Ein einfacher Satz hilft: „Jeder (rote) Jäger (orange) möchte (gelb) wissen (grün), wo der (blaue) Fasan (lila) sitzt.“

Es entstehen Sekundärwellen, die sich von der Grenze zweier Medien zurück zum ersten Medium ausbreiten. Brechung ist die Brechung von Strahlen an der Grenze zweier Medien. Unter Beugung versteht man die Krümmung fester Partikel, Flüssigkeitströpfchen und anderer in der Atmosphäre vorhandener Materialien durch Lichtflüsse. All dies ist der Grund für die „optische Täuschung des Sehens“, die im Universum gedeiht. Es gibt viele Beispiele: von der blauen Farbe des Himmels über Fata Morgana und Regenbögen bis hin zu falschen Sonnen und Sonnensäulen.

Interne Reflexion

Optische Phänomene in der Physik sind ein wichtiger Abschnitt, der einer eingehenden Untersuchung würdig ist. Also machen wir weiter. Reflexion tritt auf, wenn sie auf eine glatte Oberfläche fallen und in einem Winkel zurückkehren, der dem einfallenden Winkel entspricht. Dieses Phänomen erklärt den Ursprung der Farbe: Einige Teile von Weiß werden leichter absorbiert und reflektiert als andere. Beispielsweise erscheint ein Objekt, das grün erscheint, grün, weil es alle Wellenlängen des weißen Lichts absorbiert, mit Ausnahme von Grün, das reflektiert wird.

Eine Form, die innere Reflexion, kommt bei der Erklärung optischer Phänomene häufig vor. Licht dringt durch die äußere Oberfläche in einen transparenten physischen Körper (Material), beispielsweise einen Wassertropfen, ein und strahlt aus der inneren Oberfläche. Dann ein zweites Mal – aus dem Material. Die Farbe des Regenbogens kann teilweise durch innere Reflexion erklärt werden.

Regenbogenbogen

Ein Regenbogen ist ein optisches Phänomen, das entsteht, wenn Sonnenlicht und Regen auf eine bestimmte Weise kombiniert werden. Sonnenlichtstrahlen werden in die Farben zerlegt, die wir im Regenbogen sehen, wenn sie in Regentropfen eindringen. Dies geschieht, wenn der Strahl in einem bestimmten Winkel auf die „Regen“ fällt, die auf die Erde gerichtet sind, die Farben getrennt werden (weißes Licht wird in ein Spektrum zerlegt) und wir einen hellen, festlichen Regenbogen sehen, der an eine riesige halbkreisförmige Brücke erinnert.

Die Vielfalt der geschwungenen Streifen scheint direkt über dem Kopf zu hängen. Die emittierende Quelle wird immer hinter uns sein: Es ist unmöglich, die klare Sonne und den wunderschönen Regenbogen gleichzeitig zu sehen (es sei denn, Sie verwenden zu diesem Zweck einen Spiegel). Das Phänomen ist dem Mond nicht fremd. Wenn die Mondnacht hell ist, können Sie in der Nähe von Selena einen Regenbogenfächer sehen.

Wenn in der Umgebung fast nichts sichtbar ist, arbeiten die lichtempfindlichsten Fotorezeptoren des menschlichen Auges, die „Stäbchen“. Sie reagieren empfindlich auf den smaragdgrünen Teil des Spektrums und „sehen“ andere Farben nicht. Dadurch erscheint der Regenbogen weißlich. Wenn die Beleuchtung intensiver wird, werden die „Zapfen“ verbunden, dank dieser Nervenenden wirkt der Lichtbogen bunter.

Fata Morgana

Von der Erde aus sehen wir nur einen Teil des Umfangs des Primärregenbogens. In diesem Fall erfährt das Licht eine Reflexion. In den Bergen ist ein runder Regenbogen zu sehen. Wussten Sie, dass es zwei oder sogar drei „Schönheiten“ gibt? Der Regenbogen, der sich über dem Regenbogen erhebt, ist weniger hell und „umgekehrt“ (schließlich ist er ein Spiegelbild des ersten). Der dritte Fall tritt dort auf, wo die Luft kristallklar und durchsichtig ist (z. B. in den Bergen). Hier geht es um das übliche Spektakel.

Eine Fata Morgana ist ein optisches Phänomen, das nicht als gewöhnlich bezeichnet werden kann. In Russland ist es relativ selten. Jedes Mal, wenn wir das Zauberwort aussprechen, erinnern wir uns an die Legende vom Geisterschiff „Der Fliegende Holländer“. Der Legende nach wird der Kapitän wegen seiner Verbrechen bis zum zweiten Kommen über die Ozeane segeln.

Und hier ist noch ein „Niederländer“. Der Kreuzer Repulse, der im Dezember 1941 vor der Küste Ceylons sank, geriet in Aufruhr. Er wurde „ganz nah“ von der Besatzung des britischen Schiffes „Vendor“ gesehen, das sich im Gebiet der Malediven aufhielt. Tatsächlich waren die Schiffe 900 Kilometer voneinander entfernt!

Fata Morgana

„Der fliegende Holländer“ und andere sind optische Phänomene, Beispiele aus der Kohorte atemberaubender „Fata Morgana“-Luftspiegelungen (benannt nach der Heldin des britischen Epos). Ein ungewöhnliches optisches Phänomen ist eine Kombination mehrerer Formen gleichzeitig. Am Himmel entsteht ein komplexes, sich schnell veränderndes Bild. Wenn man die Aussicht auf das betrachtet, was weit hinter dem Horizont liegt, scheint es, als könne man verrückt werden, so „greifbar“ sind sie.

Durch atmosphärische Bedingungen verursachte Wunder können jeden verblüffen. Insbesondere das Auftreten einer „Wasserschicht“ in der Wüste oder auf einer heißen Straße, verursacht durch die Brechung von Strahlen. Nicht nur Kinder, auch Erwachsene werden das Gefühl nicht los, dass Tiere, Brunnen, Bäume, Gebäude real sind. Aber leider!

Licht dringt durch Schichten ungleichmäßig erhitzter Luft und erzeugt so eine Art 3D-Bild. Trugbilder können minderwertig sein (eine entfernte flache Oberfläche nimmt das Aussehen von offenem Wasser an), seitlich (sie erscheinen neben einer stark erhitzten vertikalen Oberfläche) oder chronologisch (sie reproduzieren Ereignisse der Vergangenheit).

Nordlichter

Wenn man darüber nachdenkt, welche optischen Phänomene es gibt, kommt man nicht umhin, über das Nordlicht (Polarlicht) zu sprechen. Es hat zwei Hauptformen: wunderschöne funkelnde Bänder und wolkenartige Flecken. Die intensive Ausstrahlung ist in der Regel „bandartig“. Es kommt vor, dass farbige Leuchtstreifen nicht mehr existieren, ohne in Bestandteile aufzubrechen.

In der Dunkelheit des Himmels erstreckt sich der Vorhang in der Regel von Ost nach West. Der „Weg“ kann eine Breite von mehreren tausend Kilometern und eine Höhe von mehreren hundert Kilometern erreichen. Dabei handelt es sich nicht um einen dichten, sondern um einen dünnen „Bildschirm“, durch den die Sterne funkeln. Ein sehr schöner Anblick.

Der untere Rand der „Szene“ ist klar, hat einen rötlichen oder rosa Farbton, der obere scheint sich in der Dunkelheit aufzulösen, wodurch die unaussprechliche Tiefe des Raumes deutlich zu spüren ist. Lassen Sie uns vier Arten von Polarlichtern besprechen.

Homogene Struktur

Eine ruhige, einfache Form des Strahlens, die von unten hell ist und sich nach oben auflöst, wird als gleichmäßiger Bogen bezeichnet; aktiv, beweglich, mit kleinen Falten und Bächen – ein strahlender Bogen. Leuchtende Falten, die einander überlappen (groß bis klein), werden „Strahlungsstreifen“ genannt.

Und der vierte Typ ist, wenn die Fläche der Falten und Schlaufen sehr groß wird. Nach Beendigung der Aktivität erhält das Band eine homogene Struktur. Es besteht die Meinung, dass Homogenität die Haupteigenschaft „Seiner Exzellenz“ ist. Falten treten nur in Zeiten erhöhter atmosphärischer Aktivität auf.

Es gibt noch andere optische Phänomene. Wir werden nicht zögern, unten Beispiele aufzulisten. Ein Sturmböen ist ein Leuchten, das der gesamten Polkappe einen weißlich-grünen Schimmer verleiht. Es wird am Süd- und Nordpol der Erde, in Island, Norwegen usw. beobachtet. Das Phänomen entsteht als Folge des Leuchtens der magnetisierten oberen Schichten der Atmosphäre bei der Wechselwirkung mit geladenen Teilchen des Sonnenwinds (dies ist die Bezeichnung für den Austritt von Plasma aus Helium und Wasserstoff in den Weltraum).

Dazu lässt sich Folgendes sagen: Sie kommen an frostigen Tagen häufig vor und sind sehr wirksam.

Sankt Elmo in Kronen aus grünen Strahlen und Heiligenschein

Es gibt noch andere optische Phänomene. Zum Beispiel ein Halo, dessen Aussehen mit in der Atmosphäre gebildeten Eiskristallen in Verbindung gebracht wird. Es ähnelt einem Regenbogen durch Streuung (Zerlegung von Licht in Bestandteile), nur nicht in einem Tropfen, sondern in der festen Struktur von Eis.

Regenbögen sind einander ähnlich, weil die Tropfen gleich sind, sie können nur fallen. Es gibt hundert Arten des Halos, da die Kristalle unterschiedlich und sehr „flink“ sind: Sie steigen entweder auf, drehen sich oder rasen auf die Erde zu.

Wenn Sie davon träumen, erneut „getäuscht“ zu werden, können Sie die falsche Sonne (Parhel) oder die Letzten bewundern, die auf den spitzen Dächern hoher Gebäude „sitzen“. Mystik hat damit nichts zu tun. Dabei handelt es sich um eine elektrische Entladung in der Atmosphäre. Es tritt häufig während eines Gewitters oder Sandsturms auf (wenn Partikel elektrisiert werden).

Fotografen lieben es, den „grünen Strahl“ (den Blitz über der Sonne und die Brechung der Strahlen am Horizont) einzufangen. Es lässt sich am besten im Freien und bei wolkenlosem Wetter einfangen. Aber die Kronen (Lichtbeugung) sind deutlich sichtbar, wenn die Gegend in Nebel gehüllt ist (ein Regenbogen kreist um die Scheinwerfer Ihres Autos – das sind die Kronen) und der Himmel mit einem Wolkenschleier bedeckt ist. Im Nebel aus kleinen Tröpfchen kommen die Kreise besonders schön zur Geltung. Wenn der Nebel dichter wird, verschwimmen sie. Daher wird ein Rückgang der Anzahl der Regenbogenringe als Signal für eine Verschlechterung des Wetters gewertet. Was ist das für eine riesige Welt – optische Phänomene! Die von uns besprochenen Beispiele sind nur die Spitze des Eisbergs. Wenn wir diese Phänomene kennen, können wir jede atmosphärische Illusion wissenschaftlich erklären.