Lyseum Petru Movila

Kurssityöt fysiikassa aiheesta:

Optiset ilmakehän ilmiöt

11A luokan opiskelijan työ

Bolyubash Irina

Chişinău 2006 -

Suunnitelma:

1. Johdanto

a) Mikä on optiikka?

b) Optiikan tyypit

2. Maan ilmakehä optisena järjestelmänä

3. aurinkoinen auringonlasku

a) taivaan värin muutos

b) auringonsäteet

sisään) Auringonlaskujen ainutlaatuisuus

4. Sateenkaari

a) sateenkaaren muodostuminen

b) Erilaisia ​​sateenkaareja

5. revontulia

a) Revontulien tyypit

b) Aurinkotuuli revontulien aiheuttajana

6. Halo

a) valoa ja jäätä

b) Prisman kristalleja

7. Kangastus

a) Selitys alemmalle ("järvi") miragelle

b) ylivoimaisia ​​mirageja

sisään) Kaksinkertaiset ja kolminkertaiset miraasit

G)Äärimmäisen pitkän näön mirage

e) Legenda Alpeista

e) Taikauskoiden paraati

8. Muutamia optisten ilmiöiden mysteereitä

Johdanto

Mikä on optiikka?

Muinaisten tiedemiesten ensimmäiset ajatukset valosta olivat hyvin naiiveja. Uskottiin, että erityisiä ohuita lonkeroita tulee silmistä ja visuaalisia vaikutelmia syntyy, kun he tuntevat esineitä. Tuolloin optiikka ymmärrettiin näön tieteeksi. Tämä on sanan "optiikka" tarkka merkitys. Keskiajalla optiikka muuttui vähitellen näkötieteestä valotieteeksi. Tätä helpotti objektiivien ja camera obscuran keksiminen. Optiikka on nykyaikana fysiikan haara, joka tutkii valon emissiota, sen etenemistä eri väliaineissa ja vuorovaikutusta aineen kanssa. Mitä tulee näköön, silmän rakenteeseen ja toimintaan, ne erottuivat erityisellä tieteellisellä suunnalla, jota kutsutaan fysiologiseksi optiikaksi.

Käsitteellä "optiikka" on modernissa tieteessä monitahoinen merkitys. Näitä ovat ilmakehän optiikka ja molekyylioptiikka ja elektronioptiikka ja neutronioptiikka ja epälineaarinen optiikka ja holografia ja radiooptiikka ja pikosekundioptiikka ja adaptiivinen optiikka sekä monet muut optisiin ilmiöihin läheisesti liittyvät ilmiöt ja tieteelliset tutkimusmenetelmät.

Suurin osa luetelluista optiikkatyypeistä on fyysisenä ilmiönä havainnoitavissamme vain erityisiä teknisiä laitteita käytettäessä. Nämä voivat olla laserasennuksia, röntgensäteilijöitä, radioteleskooppeja, plasmageneraattoreita ja monia muita. Mutta saavutettavimmat ja samalla värikkäimmät optiset ilmiöt ovat ilmakehän. Valtavan mittakaavan ne ovat valon ja maan ilmakehän vuorovaikutuksen tulos.

Maan ilmakehä optisena järjestelmänä

Planeettamme ympäröi kaasumainen kuori, jota kutsumme ilmakehäksi. Sen tiheys maan pinnalla on suurin ja se harvenee vähitellen noustessa, ja se saavuttaa yli sadan kilometrin paksuuden. Ja tämä ei ole jäädytetty kaasuväliaine, jolla on homogeeniset fysikaaliset tiedot. Päinvastoin, maan ilmakehä on jatkuvassa liikkeessä. Eri tekijöiden vaikutuksesta sen kerrokset sekoittuvat, muuttavat tiheyttä, lämpötilaa, läpinäkyvyyttä, liikkuvat pitkiä matkoja eri nopeuksilla.

Auringosta tai muista taivaankappaleista tuleville valonsäteille maan ilmakehä on eräänlainen optinen järjestelmä, jonka parametrit muuttuvat jatkuvasti. Niiden tiellä ollessaan se heijastaa osan valosta, hajottaa sen, kulkee sen läpi koko ilmakehän paksuuden, valaisee maan pintaa tietyissä olosuhteissa, hajottaa sen komponenteiksi ja taivuttaa säteiden kulkua aiheuttaen siten erilaisia ​​ilmakehän ilmiöitä. Epätavallisimmat värikkäät ovat auringonlasku, sateenkaari, revontulet, mirage, aurinko ja kuun halo.

aurinkoinen auringonlasku

Yksinkertaisin ja helposti saavutettavissa oleva ilmakehän ilmiö havainnointiin on taivaankappaleemme - Auringon - auringonlasku. Poikkeuksellisen värikäs, se ei koskaan toista itseään. Ja kuva taivaasta ja sen muutoksesta auringonlaskun prosessissa on niin kirkas, että se herättää ihailua jokaisessa ihmisessä.

Lähestyessään horisonttia aurinko ei vain menetä kirkkauttaan, vaan alkaa myös vähitellen muuttaa väriään - sen spektrissä lyhytaaltoosa (punaiset värit) tukahdutetaan yhä enemmän. Samaan aikaan taivas alkaa värjäytyä. Auringon läheisyydessä se saa kellertäviä ja oransseja sävyjä, ja horisontin antisolaarisen osan yläpuolelle ilmestyy vaalea raita, jolla on heikosti ilmaistu värivalikoima.

Auringonlaskun aikaan, joka on jo saanut tummanpunaisen värin, aurinkohorisonttia pitkin ulottuu kirkas aamunkoittonauha, jonka väri muuttuu alhaalta ylös oranssinkeltaisesta vihertävän siniseksi. Sen päälle leviää pyöreä, kirkas, lähes väritön säteily. Samanaikaisesti vastakkaisella horisontilla maan varjon siniharmaa hämärä segmentti alkaa hitaasti nousta vaaleanpunaisen vyön reunustamana. ("Venuksen vyö").

Auringon vajoaessa syvemmälle horisontin alle ilmaantuu nopeasti leviävä vaaleanpunainen täplä - ns. "violetti valo" saavuttaen suurimman kehityksensä Auringon syvyydessä horisontin alla noin 4-5 astetta. Pilvet ja vuorenhuiput täyttyvät helakanpunaisilla ja purppuranpunaisilla sävyillä, ja jos pilvet tai korkeat vuoret ovat horisontin alapuolella, niiden varjot ulottuvat lähellä taivaan aurinkoista puolta ja kyllästyvät. Lähellä horisonttia taivas muuttuu punaiseksi, ja kirkkaanvärisen taivaan poikki valonsäteet ulottuvat horisontista horisonttiin selkeiden säteittäisten raitojen muodossa. ("Buddhan säteet"). Samaan aikaan Maan varjo liikkuu nopeasti taivaalle, sen ääriviivat hämärtyvät ja vaaleanpunainen raja on tuskin havaittavissa. Pikkuhiljaa violetti valo hämärtyy, pilvet tummenevat, niiden siluetit erottuvat selvästi häipyvän taivaan taustalla, ja vain horisontissa, jonne aurinko on kadonnut, on säilynyt kirkas monivärinen aamunkoitto. Mutta se myös vähitellen kutistuu ja vaalenee ja muuttuu tähtitieteellisen hämärän alkaessa vihertävän-valkoiseksi kapeaksi kaistaleeksi. Lopulta hän katoaa - yö tulee.

Kuvattua kuvaa tulee pitää vain kirkkaalle säälle tyypillisenä. Itse asiassa auringonlaskun luonne vaihtelee suuresti. Lisääntyneen ilman sameuden myötä aamunkoiton värit yleensä haalistuvat, varsinkin lähellä horisonttia, jossa punaisten ja oranssien sävyjen sijaan esiintyy joskus vain haalea ruskea väri. Melko usein samanaikaiset hehkuilmiöt kehittyvät eri tavalla eri puolilla taivasta. Jokaisella auringonlaskulla on ainutlaatuinen persoonallisuus, ja tätä tulisi pitää yhtenä heidän tyypillisimmistä piirteistä.

Auringonlaskun virtauksen äärimmäinen yksilöllisyys ja siihen liittyvien optisten ilmiöiden monimuotoisuus riippuvat ilmakehän erilaisista optisista ominaisuuksista - ennen kaikkea sen vaimennus- ja sirontakertoimista, jotka ilmenevät eri tavalla riippuen Auringon zeniittietäisyydestä, havainnointisuunnasta ja tarkkailijan korkeus.

Sateenkaari

Sateenkaari on kaunis taivaallinen ilmiö, joka on aina herättänyt ihmisen huomion. Ennen vanhaan, kun ihmiset tiesivät vielä vähän ympäröivästä maailmasta, sateenkaari pidettiin "taivaallisena merkkinä". Joten muinaiset kreikkalaiset ajattelivat, että sateenkaari on jumalatar Iridan hymy.

Sateenkaari havaitaan Aurinkoa vastakkaisessa suunnassa, sadepilvien tai sateen taustalla. Monivärinen kaari sijaitsee yleensä 1-2 km:n etäisyydellä tarkkailijasta, ja joskus se voidaan havaita 2-3 metrin etäisyydellä suihkulähteiden tai vesisuihkujen muodostamien vesipisaroiden taustalla.

Sateenkaaren keskipiste on Auringon ja tarkkailijan silmän yhdistävän suoran jatkossa - anti-auringon linjalla. Pääsateenkaaren suunnan ja aurinkosuojaviivan välinen kulma on 41º - 42º

Auringonnousun aikaan antisolaaripiste on horisonttiviivalla ja sateenkaari näyttää puoliympyrältä. Auringon noustessa antisolaaripiste putoaa horisontin alapuolelle ja sateenkaaren koko pienenee. Se on vain osa ympyrää.

Usein on toissijainen sateenkaari, samankeskinen ensimmäisen kanssa, jonka kulmasäde on noin 52º ja värien käänteinen järjestely.

Pääsateenkaari muodostuu valon heijastuksesta vesipisaroissa. Toissijainen sateenkaari muodostuu valon kaksinkertaisen heijastuksen seurauksena jokaisen pisaran sisällä. Tässä tapauksessa valonsäteet poistuvat pisarasta eri kulmissa kuin ne, jotka tuottavat pääsateenkaaren, ja toissijaisen sateenkaaren värit ovat käänteisessä järjestyksessä.

Säteiden polku vesipisarassa: a - yhdellä heijastuksella, b - kahdella heijastuksella

Auringon korkeudella 41º pääsateenkaari lakkaa olemasta näkyvissä ja vain osa toissijaisesta sateenkaaresta näkyy horisontin yläpuolella, ja yli 52º Auringon korkeudella toissijainen sateenkaari ei myöskään ole näkyvissä. Siksi tätä luonnonilmiötä ei havaita koskaan keskipäivän päiväntasaajan leveysasteilla lähellä keskipäivää.

Sateenkaaressa on seitsemän pääväriä, jotka siirtyvät sujuvasti yhdestä toiseen. Kaaren muoto, värien kirkkaus, raitojen leveys riippuvat vesipisaroiden koosta ja lukumäärästä. Suuret pisarat luovat kapeamman sateenkaaren, terävästi näkyvät värit, pienet pisarat luovat kaaren, joka on epäselvä, haalistunut ja jopa valkoinen. Siksi kirkas kapea sateenkaari näkyy kesällä ukkosmyrskyn jälkeen, jonka aikana putoaa suuria pisaroita.

Erilaiset optiset (valo)ilmiöt ilmakehässä johtuvat siitä, että auringon ja muiden taivaankappaleiden valonsäteet, jotka kulkevat ilmakehän läpi, kokevat sirontaa ja diffraktiota. Tässä suhteessa ilmakehässä tapahtuu useita hämmästyttävän kauniita optisia ilmiöitä:

taivaan väri, aamunkoitteen väri, hämärä, tähtien välähdys, ympyrät auringon ja kuun näkyvän sijainnin ympärillä, sateenkaari, mirage jne. Kaikki ne heijastavat tiettyjä ilmakehän fyysisiä prosesseja, liittyvät hyvin läheisesti sään muutokseen ja tilaan ja voivat siksi olla hyviä paikallisia merkkejä hänen ennusteessaan.

Kuten tiedät, auringonvalon spektri koostuu seitsemästä pääväristä, punaisesta, oranssista, keltaisesta, vihreästä, sinisestä, indigosta ja violetista.Valkoisten valonsäteiden eri värejä sekoitetaan tiukasti määritellyssä suhteessa. Jos tätä suhdetta rikotaan, valo muuttuu valkoisesta värilliseksi. Jos valonsäteet putoavat hiukkasiin, joiden mitat ovat pienempiä kuin säteiden aallonpituudet, niin Rayleighin lain mukaan nämä hiukkaset siroavat ne käänteisesti suhteessa aallonpituuksiin neljänteen potenssiin. Nämä hiukkaset voivat olla sekä kaasumolekyylejä, jotka muodostavat ilmakehän, että pienimpiä pölyhiukkasia.

Samat hiukkaset sirottavat erivärisiä säteitä eri tavoin. Violetit, siniset ja siniset säteet ovat hajallaan voimakkaimmin, punaiset heikommin. Siksi taivas on värjätty siniseksi: horisontissa se on vaaleansininen sävy ja zeniitissä melkein sininen.
Ilmakehän läpi kulkevat siniset säteet ovat voimakkaasti hajallaan, kun taas punaiset säteet saavuttavat maan pinnan lähes täysin hajoamattomina. Tämä selittää aurinkolevyn punaisen värin auringonlaskun aikaan tai heti auringonnousun jälkeen.

Kun valo osuu hiukkasiin, joiden halkaisija on melkein yhtä suuri tai suurempi kuin aallonpituudet, kaikkien värien säteet siroavat tasaisesti. Tässä tapauksessa sironnut ja tuleva valo ovat samanvärisiä.
Siksi, jos ilmakehään suspendoituu suurempia hiukkasia, taivaan siniseen väriin lisätään valkoista kaasumolekyylien hajoamisen vuoksi, ja taivas muuttuu siniseksi valkeahtavalla sävyllä, mikä lisääntyy suspendoituneiden hiukkasten määrän mukaan. ilmakehässä lisääntyy.
Tämä taivaan väri havaitaan, kun ilmassa on paljon pölyä.
Taivaan väri muuttuu valkeaksi, ja jos ilmassa on suuria määriä vesihöyryn kondensaatiotuotteita vesipisaroiden, jääkiteiden muodossa, taivas saa punertavan ja oranssin sävyn.
Tämä ilmiö havaitaan yleensä rintamien tai syklonien kulkiessa, kun voimakkaat ilmavirrat kuljettavat kosteutta korkealle.

Kun aurinko on lähellä horisonttia, valonsäteet joutuvat kulkemaan pitkän matkan maan pinnalle ilmakerroksessa, joka sisältää usein suuria määriä suuria kosteus- ja pölyhiukkasia. Tässä tapauksessa sininen valo siroaa hyvin heikosti, punainen ja muut säteet siroutuvat voimakkaammin, värjäämällä ilmakehän alemman kerroksen erilaisiin kirkkaisiin ja ruskeisiin punaisen, keltaisen ja muiden värien sävyihin pölypitoisuudesta, kosteudesta ja kuivuudesta riippuen. ilmasta.

Taivaan väriin liittyy läheisesti ilmiö, jota kutsutaan opalisoivaksi sameukseksi. Ilman opalisoivan sameuden ilmiö koostuu siitä, että kaukaiset maanpäälliset esineet näyttävät olevan sinertävän sumun peitossa (hajallaan violettia, sinistä, sinistä väriä).
Tämä ilmiö havaitaan niissä tapauksissa, joissa ilma on suspendoituneessa tilassa (paljon pieniä pölyhiukkasia, joiden halkaisija on alle 4 mikronia.

Lukuisat tutkimukset taivaan väristä erityisellä laitteella (syanometri) ja visuaalisesti todenneet taivaan värin ja ilmamassan luonteen välisen suhteen. Kävi ilmi, että näiden kahden ilmiön välillä on suora yhteys.
Syvän sininen väri ilmaisee arktisen ilmamassan läsnäolon alueella ja valkeahko väri osoittaa pölyistä mannermaista ja trooppista ilmamassaa. Kun ilmassa olevan vesihöyryn tiivistymisen seurauksena muodostuu ilmamolekyylejä suurempia vesihiukkasia tai jääkiteitä, ne heijastavat kaikki säteet tasaisesti ja taivas muuttuu valkoiseksi tai harmahtavaksi.

Kiinteät ja nestemäiset hiukkaset ilmakehässä aiheuttavat merkittävää sumua ilmaan ja heikentävät siten huomattavasti näkyvyyttä. Näkyvyysalue meteorologiassa ymmärretään rajoittavaksi etäisyydeksi, jolla tietyssä ilmakehän tilassa tarkasteltavat kohteet lakkaavat olemasta erotettavissa.

Siksi taivaan väri ja näkyvyys, jotka riippuvat pitkälti ilmassa olevien hiukkasten koosta, antavat mahdollisuuden arvioida ilmakehän tilaa ja tulevaa säätä.

Useat paikalliset sääennusteen merkit perustuvat tähän:

Tumman sinertävä taivas päivällä (vain auringon lähellä voi olla hieman valkeahko), keskitasoinen tai hyvä näkyvyys ja tyyni sää aiheuttavat vähän vesihöyryä troposfäärissä, joten antisyklonisään voidaan odottaa kestävän 12 tuntia tai enemmän.

Valkeahko taivas päivällä, keskitaso tai huono näkyvyys osoittavat suuren määrän vesihöyryä, kondensaatiotuotteita ja pölyä troposfäärissä, eli antisyklonin reuna kulkee tästä, kosketuksissa syklonin kanssa: voimme odottaa siirtymistä sykloniseen säähän seuraavien 6–12 tunnin aikana.

Taivaan vihertävän sävyinen väri osoittaa troposfäärin ilman suurta kuivuutta; Kesällä se ennustaa kuumaa säätä ja talvella pakkasta.

Tasainen harmaa taivas aamulla edeltää selkeää hyvää säätä, harmaa ilta ja punainen aamu edeltää myrskyistä tuulista säätä.

Taivaan valkeahko sävy lähellä horisonttia matalalla (kun taas muu taivas on sininen) on troposfäärissä lievää kosteutta ja ennustaa hyvää säätä.

Taivaan kirkkauden ja sinisyyden asteittainen väheneminen, valkean pisteen lisääntyminen lähellä aurinkoa, taivaan pilvistyminen lähellä horisonttia, näkyvyyden heikkeneminen ovat merkkejä lämpimän rintaman tai lämpimän tyyppisen okkluusiorintaman lähestymisestä. .

Jos kaukana olevat kohteet ovat selvästi näkyvissä eivätkä näytä lähempänä kuin ne todellisuudessa ovat, voidaan odottaa antisyklonista säätä.

Jos kaukana olevat esineet ovat selvästi näkyvissä, mutta etäisyys niihin näyttää lähempänä kuin todellinen, ilmakehässä on suuri määrä vesihöyryä: sinun on odotettava sään huononemista.

Kaukana olevien kohteiden huono näkyvyys rannikolla viittaa suureen pölymäärään alemmassa ilmakerroksessa ja on merkki siitä, että sadetta ei pitäisi odottaa seuraavien 6-12 tunnin aikana.

Korkea ilman läpinäkyvyys näkyvyysalueella 20-50 km tai enemmän on merkki arktisen ilmamassan läsnäolosta alueella

Kuun selkeä näkyvyys ilmeisen pullistuneen levyn kanssa osoittaa korkeaa ilmankosteutta troposfäärissä ja on merkki sään huononemisesta.

Hyvin näkyvä tuhkainen kuutamo ennustaa huonoa säätä. Tuhkavalo on ilmiö, kun ensimmäisinä päivinä uudenkuun jälkeisinä päivinä kuun kapean kirkkaan puolikuun lisäksi näkyy koko sen täysi kiekko maasta heijastuvan valon himmeänä valaistuna.

Aamunkoitto

Aamunkoitto on taivaan väri auringonnousun ja -laskun aikaan.

Aamunkoiton värien monimuotoisuus johtuu erilaisista ilmakehän olosuhteista. Aamunkoiton värilliset raidat horisontista laskettuna havaitaan aina spektrin värien järjestyksessä punainen, oranssi, keltainen, sininen.
Yksittäiset värit voivat puuttua kokonaan, mutta jakautumisjärjestys ei muutu. Punaisen alapuolella horisontissa voi joskus olla harmaa likainen purppura, joka näyttää lilalta. Aamunkoiton yläosa on joko valkeahko tai sininen.

Tärkeimmät aamunkoittoon vaikuttavat tekijät ovat ilmakehän sisältämät vesihöyryn kondensaatiotuotteet ja pöly:

Mitä enemmän kosteutta ilmassa, sitä selvempi aamunkoiton punainen väri. Ilmankosteuden nousua havaitaan yleensä ennen pyörremyrskyn, kolea säätä tuovan rintaman, lähestymistä. Siksi kirkkaan punaisen ja oranssin aamunkoitolla voidaan odottaa kosteaa säätä ja voimakkaita tuulia. Aamunkoiton keltaisten (kultaisten) sävyjen vallitseminen osoittaa, että ilmassa on pientä määrää kosteutta ja suurta pölymäärää, mikä kertoo tulevasta kuivasta ja tuulisesta säästä.

Kirkkaat ja purppuranpunaiset aamunkoitot, jotka muistuttavat kaukaisen tulen hehkua pilvisine sävyin, osoittavat korkeaa ilmankosteutta ja ovat merkki sään huononemisesta - syklonin lähestymisestä, rintama seuraavien 6-12 tunnin aikana.

Kirkkaan keltaisen sekä illan aamunkoittoon kuuluvien kultaisten ja vaaleanpunaisten sävyjen hallitseminen osoittaa ilman alhaista kosteutta; kuivaa, usein tuulista säätä on odotettavissa.

Vaaleanpunainen (vaaleanpunainen) taivas illalla osoittaa kevyen tuulisen sään ilman sadetta.

Punainen ilta ja harmaa aamu merkitsevät selkeää päivää ja iltaa kevyellä tuulella.

Mitä hellämpi punainen väri illan sarastaessa on, sitä suotuisampi on tuleva sää.

Kellertävänruskea aamunkoitto talvella pakkasen aikana osoittaa niiden pysyvyyttä ja mahdollista voimistumista.

Pilvinen kellertävän vaaleanpunainen illan aamunkoitto on merkki sään todennäköisestä heikkenemisestä.

Jos aurinko lähestyy horisonttia vähän muuttaa tavanomaista valkeankeltaista väriään ja laskee erittäin kirkkaasti, mikä johtuu ilmakehän korkeasta läpinäkyvyydestä, alhaisesta kosteus- ja pölypitoisuudesta, hyvä sää jatkuu.

Jos aurinko ennen kuin laskeutuu horisonttiin tai auringonnousun hetkellä, kun sen reuna ilmestyy, antaa kirkkaan vihreän säteen välähdyksen, meidän on odotettava vakaan, selkeän, rauhallisen sään säilymistä; jos onnistuit huomaamaan sinisen säteen samaan aikaan, voit odottaa sitä. Varsinkin hiljainen ja selkeä sää. Vihreän säteen välähdyksen kesto on enintään 1-3 sekuntia.

Vihertävän sävyjen vallitseminen illan sarastaessa osoittaa pitkää kuivaa selkeää säätä.

Vaalea hopeanhohtoinen kaistale ilman teräviä rajoja, joka näkyy pitkään horisontissa pilvettömällä taivaalla auringonlaskun jälkeen, ennustaa pitkää tyyniä antisyklonaalista säätä.

Liikkumattomien cirruspilvien lempeä vaaleanpunainen valaistus suolan laskeutumisen aikana muiden pilvien puuttuessa on luotettava merkki vakiintuneesta antisyklonisesta säästä.

Kirkkaan punaisen värin dominointi illan aamunkoitteessa, joka jatkuu pitkään auringon laskeutuessa edelleen horisontin alapuolelle, on merkki lämpimän rintaman tai lämpimän tyyppisen okkluusiorintaman lähestymisestä, on odotettavissa pitkittynyttä koleaa. tuulinen sää.

Hellästi vaaleanpunainen aamunkoitto ympyrän muodossa auringon yläpuolella, joka on laskenut horisontin taakse, on hyvä vakaa sää. Jos ympyrän väri muuttuu vaaleanpunaisen-punaiseksi, sademäärä ja lisääntynyt tuuli ovat mahdollisia.

Aamunkoiton väri liittyy läheisesti ilmamassan luonteeseen. IVY:n Euroopan osan lauhkeille leveysasteille koottu taulukko näyttää aamunkoittovärien ja ilmamassojen välisen suhteen N. I. Kucherovin mukaan:

Auringonlasku

Koska syklonit liikkuvat pääosin läntisistä kohdista, on pilvien ilmaantuminen taivaan länsipuolelle yleensä merkki syklonin lähestymisestä, ja jos näin tapahtuu illalla, aurinko laskee pilviin. Mutta samaan aikaan on otettava huomioon pilvimuotojen järjestys, joka liittyy sykloniin, ilmakehän rintamiin.

Jos aurinko laskee matalan kiinteän pilven taakse, joka erottuu terävästi vihertävän tai kellertävän taivaan taustalla, tämä on merkki tulevasta hyvästä (kuivasta, tyynestä ja selkeästä) säästä.

Jos aurinko laskee jatkuvana vähäpilvisenä ja jos horisontissa ja pilvisyyden yläpuolella on cirrus- tai cirrostratuspilviä, tulee sateita, tuulinen syklonen sää seuraavien 6-12 tunnin aikana.

Auringonlasku tummien tiheiden pilvien takana ja punainen väri reunoilla ennustaa syklonista säätä.

Jos auringonlaskun jälkeen idässä on selvästi näkyvissä tumma kartio, joka leviää vähitellen ylöspäin leveällä epäselvällä oranssilla rajalla - maan varjo, niin sykloni lähestyy auringonlaskun puolelta.

Maan varjo idässä auringonlaskun jälkeen on harmaanharmaa, ilman värillistä reunaa tai vaaleanpunainen - merkki antisyklonisen sään jatkumisesta.

Tämä nimi on annettu yksittäisten valonsäteiden tai säteiden säteelle, joka tulee ulos auringon peittävien pilvien takaa. Auringon säteet kulkevat pilvien välisten rakojen läpi, valaisevat ilmassa suspensiossa kelluvia vesipisaroita ja antavat joukon valonauhoja nauhojen muodossa (Buddha-säteet).

Koska tämä säteily havaitaan ilmassa olevan suuren määrän pienten vesipisaroiden vuoksi, se ennustaa sateista, tuulista syklonista säätä.

Tumman pilven takaa nouseva hohto, jonka takana aurinko sijaitsee, on merkki tuulisesta säästä ja sateesta seuraavien 3-6 tunnin aikana.

Keltaisten pilvien aiheuttama säteily, joka havaittiin välittömästi viimeisen sateen jälkeen, ennustaa sateen välitöntä jatkumista ja tuulen lisääntymistä.

Auringon, kuun ja muiden taivaankappaleiden punainen väri ilmaisee ilmakehän korkeaa kosteutta, ts. seuraavien 6–10 tunnin aikana sykloninen sää, voimakkaat tuulet ja sateet.

Auringon tummennetun kiekon punertava väri yhdessä kaukaisten kohteiden (vuoret jne.) sinertävän värin kanssa on merkki pölyisen trooppisen ilman leviämisestä, ja ilman lämpötilan merkittävää nousua on odotettavissa pian.

Tarkkailemalla taivaan holvia avoimesta paikasta (esimerkiksi merestä), voit nähdä, että se on puolipallon muotoinen, mutta litistynyt pystysuunnassa. Usein näyttää siltä, ​​että etäisyys tarkkailijasta horisonttiin on kolme-neljä kertaa suurempi kuin zeniittiin.

Tämä selitetään seuraavasti. Kun katsot ylöspäin, kallistamatta päätä taaksepäin, esineet näyttävät meistä lyhennetyiltä verrattuna vaaka-asennossa oleviin.

Esimerkiksi kaatuneet pylväät tai puut näyttävät pidemmiltä kuin pystysuorat. Vaakasuunnassa vaikuttaa ilmakehän perspektiivi, jonka vuoksi sumuun verhotut kohteet (pölystä ja nousevista virroista) näyttävät vähemmän valaistuilta ja siten kauempana.

Taivaanvahvuuden näennäinen litteys vaihtelee sääolosuhteiden mukaan. Ilmakehän suuri läpinäkyvyys ja korkea kosteus lisäävät taivaan tasoittumista.

Ennen syklonista säätä näkyy litistynyt, matala taivaanholvi.

Antisyklonien keskialueilla havaitaan korkea taivaanholvi; voidaan odottaa hyvän antisyklonisen sään jatkuvan 12 tuntia tai kauemmin.

Takaisin eteenpäin

Huomio! Dian esikatselu on tarkoitettu vain tiedoksi, eikä se välttämättä edusta esityksen koko laajuutta. Jos olet kiinnostunut tästä työstä, lataa täysversio.

Oppitunnin tarkoitus: muodostaa käsitys ilmakehän optisista ilmiöistä.

Odotettu tulos: Opiskelijoiden tulee tietää/ymmärtää ja selittää, miten ilmakehän ilmiöt syntyvät auringonvalon heijastuksen seurauksena; sähköisiä ilmiöitä.

Perustermit ja käsitteet: optiset ilmiöt ilmakehässä, sateenkaari, mirage, halo, revontulia, salama, "St. Elmon valot".

Resurssit:
– oppikirja – s. 106–109;
– sähköinen lisäosa oppikirjaan;
– esittely oppitunnille.

Laitteet:
- Projektori;
- Näyttö;
- Opettajan tietokone;
– Kannettavat tietokoneet jokaisella työpöydällä;
– Alus itämaiseen tyyliin;
- Puku Old Man Hottabychille.

Tuntien aikana

- Onko siellä lapsia, viltti,
Peittääkseen koko maapallon?
Että riittää kaikille
Eikö se ollut näkyvissä?
Älä taita, älä avaudu
Älä tunne, älä katso?
Anna sateen ja valon läpi
Onko olemassa, mutta eikö ole?
- Mikä tämä peitto on? (Ilmakehä on maan ilmavaippa.)

Ja jatkamme aiheen "Ilmakehä" tutkimista kanssasi. Ensin esitän sinulle muutaman kysymyksen:

1. Mistä maapallon ilmakehä koostuu? (Seos kaasuja, pieniä vesipisaroita ja jääkiteitä, pölyä, nokea, orgaanista ainetta.)

2. Missä muodossa ilma sisältää kosteutta? (Vesihöyry, vesipisarat ja jääkiteet.)

3. Ilmakehä ei ole homogeeninen, onko siinä useita kerroksia? (Tropo-strato-meso-termo-ekso-ionosfääri.)

4. Missä kerroksissa revontulia esiintyy? (Ionosfääri.)

- Napavalot, salamat, miraasit pelottivat ihmisiä muinaisina aikoina. Nykyään tiedemiehet ovat onnistuneet paljastamaan näiden salaperäisten ilmiöiden salaisuudet. Ja oppituntimme aiheena on "Optiset ilmiöt ilmakehässä".

Ja mikä on tämä mystinen astia pöydälläni? Sinä et tiedä? Katsotaan?

(Hän avaa astian, siitä valuu savua, vanha Hottabych ilmestyy.)

– Apchi! Tervehdys, viisas herrani! (Dkujan sanat Hottabycha, yksi opiskelijoista on alleviivattu.)
- Mistä olet kotoisin? Oletko teatterista?
– Voi ei, herrani! Olen tästä aluksesta!
– Joten sinä..?
– Kyllä, olen mahtava ja ylistetty kaikissa neljässä maailman maassa henki Gassan Abdurahman ibn Hottab, eli Hottabin poika!
- Hottabych?!
– Ja keitä ovat nämä kauniit nuoret?
- MUTTA nämä ovat 6. "A" luokan oppilaita, ja nyt meillä on maantiedon tunti.
– Maantieteen tunti! Tiedä, oi kauneimmista, että olet ennenkuulumaton onnekas, sillä minulla on rikas maantieteen tietämys. Minä opetan sinua, ja sinusta tulee kuuluisa koulusi oppilaiden ja kaikkien alueesi koulujen opiskelijoiden keskuudessa!
– Olemme erittäin iloisia tästä, rakas Hottabych.
– Ja mitä ovat nämä maagiset mustat laatikot, jotka ovat edessäsi?
– Nämä ovat tietokoneita, joilla nykypäivän lapset oppivat maantiedettä. Kutsun sinut, rakas Hottabych, työskentelemään kanssamme tänään. Ja pyydän kavereita avaamaan oppitunnin näytön "Optiset ilmiöt ilmakehässä. Mitä mieltä olette, mitä ovat optiset ilmiöt? (valo, visuaalinen).
Tänään tutustumme joihinkin optisiin ilmiöihin, täytä taulukko, joka on edessäsi. No, arvostettu Hottabych kertoo meille, kuinka muinaiset tiedemiehet edustivat tätä tai tuota ilmiötä.

Joten aloitetaan!

Auringonvalon heijastumiseen liittyvät ilmiöt.

Sateenkaari - Kesäsade oli ohi ja aurinko paistoi taas. Ja kuin taikuudesta, taivaalle ilmestyi sateenkaari.

Tiedän, että muinaisen Babylonin jumala loi sateenkaaren merkiksi siitä, että hän päätti pysäyttää vedenpaisumuksen.

Mitä nykyajan tiedemiehet ajattelevat tästä?

Auringonvalo näyttää meille valkoiselta, mutta itse asiassa se koostuu 7 valon väristä: punainen, oranssi, vihreä, sininen, indigo ja violetti. Kulkiessaan vesipisaroiden läpi auringonsäde taittuu ja hajoaa eri väreiksi. Siksi sateen jälkeen tai vesiputousten lähellä voit nähdä sateenkaaren. (Tee merkintä taulukkoon).

– Monet aavikkomatkailijat todistavat toista ilmakehän ilmiötä -Kangastus.

Muinaiset egyptiläiset uskoivat, että mirage on maan haamu, jota ei enää ole olemassa.

(Lapset tutkivat tätä osaa sähköisessä sovelluksessa ja sanovat nykyaikaisen version)

Miksi mirageja tapahtuu? Tämä tapahtuu, kun kuuma ilma nousee pinnan yläpuolelle. Sen tiheys alkaa kasvaa. Eri lämpötiloissa olevalla ilmalla on eri tiheydet, ja kerroksesta kerrokseen kulkeva valonsäde taipuu ja tuo kohteen visuaalisesti lähemmäksi. M. nousevat kuuman (aavikon, asfaltin) tai päinvastoin jäähdytetyn pinnan (vesi) yli.

Halo . Pakkasella auringon ja kuun ympärille ilmestyy selkeät renkaat -Halo.

"Se tarkoittaa, että tähän aikaan on noitien sapatti.

(Lapset tutkivat tätä osaa sähköisessä sovelluksessa ja sanovat nykyisen version.)

Ne syntyvät, kun valo heijastuu cirrostratus-pilvien jääkiteisiin. Kruunut - useita renkaita sisäkkäin. (Tietoa.)
Ilma ei johda sähköä, mutta joissakin tapauksissa havaitaan, että se on yksinkertaisesti täynnä sähköä.

Sähköön liittyvät ilmiöt.

Napavalot - Napa-alueiden asukkaat voivat ihailla revontulia.

- E sitten itsevalaiseva ilma poistuu Maan reiän kautta.

(Lapset tutkivat tätä osaa sähköisessä sovelluksessa ja sanovat nykyisen version.)

Aurinko lähettää maahan sähköisesti varautuneita hiukkasia, jotka törmäävät ilmahiukkasiin ja alkavat hehkua. (Tallenna.)

Salama - "Tulenuoli lentää, kukaan ei saa sitä kiinni - ei kuningas, ei kuningatar eikä kaunis neito.

- Jumala Perun iskee käärmeeseen kiviasellaan.

(Lapset tutkivat tätä osaa sähköisessä sovelluksessa ja sanovat nykyisen version.)

Näkyvä sähköpurkaus pilvien välillä tai pilven ja maan välillä. Salaman ukkonen. Ilma voi lämmetä salaman sisällä jopa 30 000 gr. (Tämä on 5 kertaa enemmän kuin Auringon pinnalla.)

Salaman tyypit (lineaarinen ja pallo), miksi ne ovat vaarallisia? (Tallenna.)

Toinen ilmiö, joka liittyy ilmakehän sähköiseen hehkuun

"Pyhän Elmon tuli".

Merimiehet pitävät sitä huonona enteenä.

(Lapset tutkivat tätä osaa sähköisessä sovelluksessa ja sanovat nykyisen version.)

Tänään tutustuimme epätavallisiin luonnonilmiöihin.

– Hottabychin ansiosta opimme muinaisten näkemyksiä ilmakehän optisista ilmiöistä.

– No, sain selville, kuinka modernit tiedemiehet selittävät monia salaperäisiä ilmiöitä.

(Jos on aikaa: Suosittelen testaamaan itsesi tietokilpailulla.)

Tänään teit hyvää työtä, tämä aihe on erittäin monimutkainen, ja opiskelet sitä syvemmälle fysiikan kurssilla luokilla 10-11.

D.Z. : Vastaa tämän oppitunnin tietokilpailuun.

Halukkaille: selvitä muista tietolähteistä mikä epätavallinen pankkiautomaatti. alueellasi on koskaan tapahtunut ilmiöitä. Miten niitä kuvataan?

Sähköiset ja optiset ilmiöt ilmakehässä. ilmakehän ilmiöitä. Ilmakehän sähköiset ja optiset ilmiöt ovat hämmästyttäviä ja joskus vaarallisia ilmakehän ilmiöitä.

Sähköilmiöitä ilmakehässä.

3. Sähköilmiöt ovat ilmakehän sähkön ilmentymä (ukkosmyrsky, salama, revontulia).

Ukkosmyrsky - voimakkaita sähköpurkauksia ilmakehässä. Mukana puuskaiset tuulet, rankkasade, kirkkaan valon välähdys (salama) ja ankarat ääniefektit (ukkonen). Ukkosen jylinää kuuluu jopa kahdenkymmenen kilometrin etäisyydeltä. Syynä ovat cumulonimbus-pilvet. Sähköpurkauksia voi tapahtua pilvien välillä, itse pilvien sisällä, pilvien ja maan pinnan välillä. Ukkosmyrsky voi olla frontaalinen ilmamassojen kylmän tai lämpimän rintaman tai massan sisällä liikkuessa. Massion sisäinen ukkosmyrsky muodostuu, kun ilmaa lämmitetään paikallisesti. Ukkosmyrsky on ihmisille erittäin vaarallinen luonnonilmiö. Ukkosmyrsky on kuolleiden ihmishenkien lukumäärällä toisella sijalla tulvien jälkeen. Uteliaat tiedemiehet ovat todenneet, että puolitoista tuhatta ukkosmyrskyä esiintyy samanaikaisesti maan päällä. Neljäkymmentäkuusi salamaa iskee joka sekunti! Vain napoilla ja napa-alueilla ei ole ukkosmyrskyä.

Zarnitsa Tämä on valoilmiö, jossa salama valaisee pilvet tai horisonttia lyhyen aikaa. Itse salamaa ei havaita. Syynä on kauaskantoinen ukkosmyrsky (yli kahdenkymmenen kilometrin etäisyydellä). Ukkosta salaman aikana ei kuulu.

Revontulet- yötaivaan monivärinen hehku korkeilla leveysasteilla. Syynä on Maan magneettikentän merkittävä vaihtelu. Tämä vapauttaa suuren määrän energiaa. Tämän ilmiön kesto voi olla muutamasta minuutista useisiin päiviin.

Optiset ilmiöt ilmakehässä.

4. Optiset ilmiöt ovat seurausta Auringosta tai Kuusta tulevan valon diffraktiosta (taittumista) (mirage, sateenkaari, halo).

Mirage on kuvitteellinen kuva todella olemassa olevasta esineestä. Yleensä kuvitteelliset esineet näyttävät ylösalaisin tai voimakkaasti vääristyneiltä. Syynä on valonsäteiden kaarevuus, joka johtuu ilman optisesta epähomogeenisuudesta. Ilmakehän heterogeenisyyttä ilmenee, kun ilmaa kuumennetaan epätasaisesti eri korkeuksilla.

Sateenkaari- suuri monivärinen kaari sadepilvien taustalla. Sateenkaaren ulkoosa on punainen ja sisäosa violetti. Usein sateenkaaren ulkopuolelle ilmestyy toissijainen sateenkaari, jossa värit vaihtelevat käänteisesti. Syynä esiintymiseen on valonsäteiden taittuminen ja heijastuminen vesihöyrypisaroissa. Sateenkaaret voidaan nähdä vain, kun aurinko on matalalla horisontissa.

Halo- vaaleat punertavat kaaret, ympyrät, täplät, jotka ilmestyvät auringon tai kuun ympärille. Syynä esiintymiseen on valonsäteiden taittuminen ja heijastuminen cirrostratus-pilvien jääkiteistä.

5. Luokittelemattomat ilmakehän ilmiöt ovat kaikki ilmiöitä, joita on vaikea liittää mihinkään muuhun tyyppiin (myrsky, tornado, pyörre, usva).

Squall se on odottamaton ja jyrkkä tuulen nousu yhden tai kahden minuutin sisällä. Tuulen nopeus on yli 10 metriä sekunnissa. Syynä on nousevien ja laskevien ilmamassojen liike. Myrskyyn liittyy ukkosmyrskyjä, rankkasadetta ja cumulonimbus-pilviä.

Vortex on suurten ilmamassojen pyörivä ja translaatioliike. Pyörteen halkaisija voi olla useita tuhansia kilometrejä. Ilmakehän pyörretuulet: sykloni, taifuuni.

Tornado tai tornado - erittäin voimakas pyörre, joka on jättimäinen suppilo tai pilvipylväs. Tällaisen pilarin halkaisija veden yläpuolella voi olla jopa 100 metriä ja maanpinnan yläpuolella jopa kilometri. Tornadon korkeus on 10 kilometriä.

Ilman pyöriessä suppilon tai kolonnin sisään muodostuu harvennetun ilman vyöhyke. Ilman liikkeen nopeutta suppilossa ei ole vielä määritetty. Sellaista uskaliasta, joka uskalsi pudota laitteiden kanssa suppiloon, ei yksinkertaisesti ole olemassa. Tornado vetää sisäänsä vettä, hiekkaa, pölyä ja muita esineitä ja kuljettaa niitä pitkiä matkoja. Tornadon elinikä vaihtelee muutamasta minuutista puoleentoista tuntiin. Se muodostuu lämmössä ja tulee cumulonimbus-pilvestä. Ihmiset eivät ole vielä täysin määrittäneet tornadojen esiintymismekanismia.

Optiset ilmiöt luonnossa

Valon taittumiseen liittyvät ilmiöt.

Miraasit.

Epähomogeenisessa väliaineessa valo ei etene suoraviivaisesti. Jos kuvittelemme väliaineen, jossa taitekerroin muuttuu alhaalta ylöspäin, ja jaamme sen henkisesti ohuiksi vaakasuoriksi kerroksiksi, niin, ottaen huomioon valon taittumisen olosuhteet siirtymisen aikana kerroksesta kerrokseen, huomaamme, että sellaisessa väliaineessa valonsäteen tulee vähitellen muuttaa suuntaaan.

Tällainen valonsäteen kaarevuus tapahtuu ilmakehässä, jossa ilman taitekerroin muuttuu syystä tai toisesta pääasiassa sen epätasaisen kuumenemisen vuoksi.

Ilmaa lämmittää yleensä maaperä, joka imee auringonsäteiden energiaa. Siksi ilman lämpötila laskee korkeuden myötä. Tiedetään myös, että ilman tiheys pienenee korkeuden myötä. On todettu, että korkeuden kasvaessa taitekerroin pienenee, joten ilmakehän läpi kulkevat säteet taipuvat ja taipuvat maahan. Tätä ilmiötä kutsutaan normaaliksi ilmakehän refraktioksi. Taittumisen vuoksi taivaankappaleet näyttävät meistä jonkin verran "koholla" (todellisen korkeutensa yläpuolelle) horisontin yläpuolelle.


Miraget on jaettu kolmeen luokkaan.
Ensimmäiseen luokkaan kuuluvat yleisimmät ja yksinkertaisimmat alkuperältään ns. järvi (tai alemmat) miraget, jotka aiheuttavat niin paljon toiveita ja pettymyksiä aavikon matkailijoille.

Selitys tälle ilmiölle on yksinkertainen. Maaperän lämmittämät alemmat ilmakerrokset eivät ole ehtineet nousta ylös; niiden taitekerroin on pienempi kuin ylempien. Siksi esineistä lähtevät valonsäteet, jotka taipuvat ilmassa, tulevat silmään alhaalta.

Afrikkaan ei tarvitse mennä nähdäksesi miragen. Se voidaan havaita kuumana, hiljaisena kesäpäivänä ja asfalttitien kuuman pinnan yli.

Toisen luokan mirageja kutsutaan ylimmän tai etänäön mirageiksi.

Ne ilmestyvät siinä tapauksessa, että ilmakehän ylemmät kerrokset osoittautuvat jostain syystä, esimerkiksi kun sinne pääsee lämmitettyä ilmaa, erityisesti harvinainen. Sitten maanpäällisistä kohteista lähtevät säteet taipuvat voimakkaammin ja saavuttavat maan pinnan suuressa kulmassa horisonttiin nähden. Tarkkailijan silmä heijastaa ne siihen suuntaan, johon he tulevat siihen.

Ilmeisesti Saharan autiomaa on syyllinen siihen, että Välimeren rannikolla havaitaan suuri määrä pitkän kantaman mirageja. Kuumat ilmamassat nousevat sen yläpuolelle, kulkeutuvat sitten pohjoiseen ja luovat suotuisat olosuhteet miragestien esiintymiselle.

Ylivertaisia ​​mirageja havaitaan myös pohjoisissa maissa, kun lämpimät etelätuulet puhaltavat. Ilmakehän ylemmät kerrokset ovat kuumentuneet, ja alemmat kerrokset jäähtyvät sulavan jään ja lumen suurten massojen vuoksi.

Kolmannen luokan mirageja - erittäin pitkää näköä - on vaikea selittää. Kuitenkin tehtiin oletuksia jättimäisten ilmalinssien muodostumisesta ilmakehään, toissijaisen miragen, eli miragen syntymisestä. On mahdollista, että ionosfäärillä on tässä rooli, joka heijastaa radioaaltojen lisäksi myös valoaaltoja.

Valon hajoamiseen liittyvät ilmiöt

Sateenkaari on kaunis taivaallinen ilmiö, joka on aina herättänyt ihmisen huomion. Ennen vanhaan, kun ihmiset tiesivät vielä hyvin vähän ympäröivästä maailmasta, sateenkaari pidettiin "taivaallisena merkkinä". Joten muinaiset kreikkalaiset ajattelivat, että sata sateenkaari on jumalatar Iridan hymy. Sateenkaari havaitaan Aurinkoa vastakkaisessa suunnassa, sadepilvien tai sateen taustalla. Monivärinen kaari sijaitsee yleensä 1-2 km:n etäisyydellä tarkkailijasta Ra, joskus se voidaan havaita 2-3 metrin etäisyydellä suihkulähteiden tai vesisumuttimien muodostamien vesipisaroiden taustalla.

Sateenkaaressa on seitsemän pääväriä, jotka siirtyvät sujuvasti yhdestä toiseen.

Kaaren muoto, värien kirkkaus, raitojen leveys riippuvat vesipisaroiden koosta ja lukumäärästä. Suuret pisarat luovat kapeamman sateenkaaren, terävästi näkyvät värit, pienet pisarat luovat kaaren, joka on epäselvä, haalistunut ja jopa valkoinen. Siksi kirkas kapea sateenkaari näkyy kesällä ukkosmyrskyn jälkeen, jonka aikana putoaa suuria pisaroita.

Sateenkaariteorian esitti ensimmäisen kerran R. Descartes vuonna 1637. Hän selitti sateenkaaren ilmiönä, joka liittyy valon heijastumiseen ja taittumiseen sadepisaroissa.

Värien muodostumista ja niiden järjestystä selitettiin myöhemmin, kun oli selvitetty valkoisen valon monimutkainen luonne ja sen hajoaminen väliaineessa. Sateenkaaren diffraktioteorian kehittivät Airy ja Pertner.

Valon häiriöilmiöt

Auringon tai kuun ympärillä olevia valkoisia valokehyksiä, jotka syntyvät ilmakehän jää- tai lumikiteiden valon taittumisesta tai heijastumisesta, kutsutaan haloiksi. Ilmakehässä on pieniä vesikiteitä, ja kun niiden kasvot muodostavat suoran kulman Auringon läpi kulkevan tason, vaikutuksen tarkkailijan ja kiteiden kanssa, taivaalla näkyy Aurinkoa ympäröivä tyypillinen valkoinen halo. Joten reunat heijastavat valonsäteitä 22 °:n poikkeamalla muodostaen halon. Kylmänä vuodenaikana jään ja lumikiteiden muodostamat halot maan pinnalle heijastavat auringonvaloa ja sirottavat sitä eri suuntiin muodostaen efektin, jota kutsutaan "timanttipölyksi".

Tunnetuin esimerkki suuresta halosta on kuuluisa, usein toistettu "Brocken Vision". Esimerkiksi kukkulalla tai vuorella seisova ihminen, jonka taakse aurinko nousee tai laskee, huomaa, että hänen pilvien päälle pudonnut varjonsa tulee uskomattoman suureksi. Tämä johtuu siitä, että pienimmät sumupisarat taittavat ja heijastavat auringonvaloa erityisellä tavalla. Ilmiö on saanut nimensä Saksan Brockenin huipusta, jossa usein esiintyvien sumujen vuoksi tämä vaikutus on havaittavissa säännöllisesti.

Parhelia.

"Parhelion" tarkoittaa kreikaksi "väärä aurinko". Tämä on yksi halomuodoista (katso kohta 6): taivaalla havaitaan yksi tai useampi lisäkuva Auringosta, jotka sijaitsevat samalla korkeudella horisontin yläpuolella kuin todellinen aurinko. Miljoonat jääkiteet, joilla on pystysuora pinta ja heijastavat aurinkoa, muodostavat tämän kauneimman ilmiön.

Parheliaa voidaan havaita tyynellä säällä Auringon matalalla paikalla, jolloin huomattava määrä prismoja sijaitsee ilmassa siten, että niiden pääakselit ovat pystysuorassa ja prismat laskeutuvat hitaasti alas kuin pienet laskuvarjot. Tässä tapauksessa kirkkain taittunut valo tulee silmään 220 kulmassa pystypinnoilta ja luo pystysuorat pilarit Auringon molemmille puolille horisonttia pitkin. Nämä pilarit voivat olla joissain paikoissa erityisen kirkkaita, mikä antaa vaikutelman väärästä auringosta.

Revontulet.

Yksi luonnon kauneimmista optisista ilmiöistä on aurora borealis. On mahdotonta välittää sanoin revontulien kauneutta, jotka hohtavat, hohtavat, leimaavat tummaa yötaivasta vasten napaleveysasteilla.

Useimmissa tapauksissa revontulet ovat väriltään vihreitä tai sinivihreitä, ja niissä on satunnaisia ​​vaaleanpunaisia ​​tai punaisia ​​laikkuja tai reunoja.

Revontulia havaitaan kahdessa päämuodossa - nauhoina ja pilvimäisinä täplinä. Kun säteily on voimakasta, se saa nauhojen muodon. Menettää intensiteetin, se muuttuu täpliksi. Monet nauhat kuitenkin katoavat ennen kuin ne hajoavat täpliksi. Nauhat näyttävät roikkuvan taivaan pimeässä tilassa, muistuttaen jättimäistä verhoa tai verhoa, joka yleensä ulottuu idästä länteen tuhansia kilometrejä. Verhon korkeus on useita satoja kilometrejä, paksuus ei ylitä useita satoja metrejä, ja se on niin herkkä ja läpinäkyvä, että tähdet näkyvät sen läpi. Verhon alareuna on melko selkeästi ja terävästi ääriviivattu ja usein punaiseksi tai punertavaksi sävytetty, verhon reunaa muistuttava, yläreuna laskee vähitellen korkeuteen ja tämä luo erityisen näyttävän vaikutelman tilan syvyydestä.

Auroroja on neljää tyyppiä:

1. Tasainen kaari - valonauhalla on yksinkertaisin, rauhallisin muoto. Se on kirkkaampi alhaalta ja katoaa vähitellen ylöspäin taivaan hehkun taustaa vasten;

2. Säteilevä kaari - nauhasta tulee jonkin verran aktiivisempi ja liikkuvampi, se muodostaa pieniä taitoksia ja virtauksia;

3. Säteilevä nauha - aktiivisuuden lisääntyessä isommat taitokset asettuvat pienten päälle;

4. Aktiviteetin lisääntyessä taitokset tai silmukat laajenevat valtaviin kokoihin (jopa satoja kilometrejä), nauhan alareuna loistaa vaaleanpunaisella valolla. Kun aktiivisuus laantuu, rypyt katoavat ja teippi palautuu tasaiseen muotoon. Tämä viittaa siihen, että yhtenäinen rakenne on auroran päämuoto, ja taitokset liittyvät aktiivisuuden lisääntymiseen.

Usein revontulet ovat erilaisia. Ne vangitsevat koko napa-alueen ja ovat erittäin voimakkaita. Ne esiintyvät auringon aktiivisuuden lisääntyessä. Nämä revontulet näkyvät valkoisen vihreänä hehkuna koko napakorista. Tällaisia ​​revontulia kutsutaan squalliksi.

Johtopäätös

Kerran kuulustelut "Lentävä hollantilainen" ja "Fata Morgana" pelkäsivät merimiehiä. Yöllä 27. maaliskuuta 1898 keskellä Tyyntämerta Matadorin miehistö pelästyi näystä, kun he näkivät tyynessä keskiyöllä 2 mailin (3,2 km) päässä laivan, joka kamppaili. voimakkaan myrskyn kanssa. Kaikki nämä tapahtumat tapahtuivat itse asiassa 1700 km:n etäisyydellä.

Nykyään jokainen, joka tuntee fysiikan lait tai pikemminkin sen optiikka-osan, voi selittää kaikki nämä salaperäiset ilmiöt.

Työssäni en kuvaillut kaikkia luonnon optisia ilmiöitä. Niitä on paljon. Ihailemme taivaan sinistä väriä, punaista aamunkoittoa, liekehtivää auringonlaskua - nämä ilmiöt selittyvät auringonvalon imeytymisellä ja hajoamisella. Lisäkirjallisuuden parissa työskennellessäni olin vakuuttunut siitä, että ympärillämme olevaa maailmaa havainnoitaessa herääviin kysymyksiin voidaan aina vastata. On totta, että luonnontieteiden perusteet on tiedettävä.

JOHTOPÄÄTÖKSET: Optiset ilmiöt luonnossa selittyvät valon taittumisella tai heijastuksella tai valon aalto-ominaisuuksilla - valon dispersiolla, interferenssillä, diffraktiolla, polarisaatiolla tai kvanttiominaisuuksilla. Maailma on mystinen, mutta tunnistettavissa.