1. वातावरण में ऑप्टिकल घटनाएंपहले थे ऑप्टिकल प्रभावजिसे इंसानों ने देखा है। इन घटनाओं की प्रकृति और मानव दृष्टि की प्रकृति की समझ के साथ, प्रकाश की समस्या का गठन शुरू हुआ।

कुल गणनावातावरण में प्रकाशीय परिघटनाएँ बहुत बड़ी हैं। यहाँ केवल सबसे प्रसिद्ध घटना – मृगतृष्णा, इंद्रधनुष, प्रभामंडल, मुकुट, टिमटिमाते सितारे, नीला आकाश और लाल रंगभोर. इन प्रभावों का गठन प्रकाश के ऐसे गुणों से जुड़ा है जैसे मीडिया, हस्तक्षेप और विवर्तन के बीच इंटरफेस पर अपवर्तन।

2. वायुमंडलीय अपवर्तन – प्रकाश किरणों की वक्रता है जब वे ग्रह के वायुमंडल से गुजरती हैं. किरणों के स्रोतों के आधार पर, हैं खगोलीय और स्थलीयअपवर्तन। पहले मामले में, किरणें आती हैं खगोलीय पिंड(तारे, ग्रह), दूसरे मामले में - स्थलीय वस्तुओं से। वायुमंडलीय अपवर्तन के परिणामस्वरूप, प्रेक्षक किसी वस्तु को नहीं देखता है कि वह कहाँ है, या उस आकार में नहीं है जैसा कि उसके पास है।

3. खगोलीय अपवर्तनपहले से ही टॉलेमी (दूसरी शताब्दी ईस्वी) के समय में जाना जाता था। 1604 में, आई. केप्लर ने सुझाव दिया कि पृथ्वी का वातावरणएक ऊंचाई-स्वतंत्र घनत्व और एक निश्चित मोटाई है एच(चित्र। 199)। रे 1 तारे से आ रहा है एससीधे पर्यवेक्षक के पास एसीधी रेखा में, उसकी आंख में नहीं गिरेगा। निर्वात और वायुमंडल की सीमा पर अपवर्तित, यह बिंदु से टकराएगा पर.

रे 2 प्रेक्षक की आंख से टकराएगा, जिसे वायुमंडल में अपवर्तन के अभाव में गुजरना होगा। अपवर्तन (अपवर्तन) के परिणामस्वरूप, प्रेक्षक तारे को दिशा में नहीं देखेगा एस, लेकिन वायुमंडल में अपवर्तित किरण की निरंतरता पर, अर्थात दिशा में एस 1 .

इंजेक्शन γ , जो चरम पर जाता है जेडतारे की स्पष्ट स्थिति एस 1 बनाम सही स्थिति एस, बुलाया अपवर्तक कोण. केप्लर के समय, अपवर्तन कोणों का पहले से ही परिणामों से पता चल जाता था खगोलीय अवलोकनकुछ सितारे। इसलिए यह योजनाकेप्लर वायुमंडल की मोटाई का अनुमान लगाता था एच. उनकी गणना के अनुसार, एच» 4 किमी। यदि हम वायुमंडल के द्रव्यमान से गिनें, तो यह वास्तविक मान का लगभग आधा है।

दरअसल, ऊंचाई के साथ पृथ्वी के वायुमंडल का घनत्व कम होता जाता है। इसलिए, हवा की निचली परतें ऊपरी परतों की तुलना में वैकल्पिक रूप से घनी होती हैं। पृथ्वी पर तिरछी यात्रा करने वाली प्रकाश की किरणें निर्वात और वायुमंडल के बीच की सीमा के एक बिंदु पर अपवर्तित नहीं होती हैं, जैसा कि केप्लर के आरेख में है, लेकिन धीरे-धीरे पूरे पथ पर झुक जाती है। यह उसी तरह है जैसे प्रकाश की किरण पारदर्शी प्लेटों के ढेर से गुजरती है, जिसका अपवर्तनांक जितना अधिक होता है, प्लेट उतनी ही निचली होती है। हालांकि, अपवर्तन का कुल प्रभाव उसी तरह से प्रकट होता है जैसे केप्लर योजना में होता है। हम खगोलीय अपवर्तन के कारण दो परिघटनाओं पर ध्यान देते हैं।

ए। आकाशीय पिंडों की स्पष्ट स्थिति आंचल की ओर बढ़ रही हैअपवर्तन कोण तक γ . तारा जितना नीचे क्षितिज पर है, उतना ही स्पष्ट रूप से आकाश में उसकी स्पष्ट स्थिति वास्तविक की तुलना में ऊपर उठती है (चित्र 200)। इसलिए तस्वीर तारों से आकाश, पृथ्वी से देखा गया, केंद्र की ओर कुछ विकृत है। केवल बिंदु नहीं हिलता एसचरम पर स्थित है। वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण, ज्यामितीय क्षितिज रेखा से थोड़ा नीचे तारे देखे जा सकते हैं।

अपवर्तन कोण मान γ कोण बढ़ने पर तेजी से घटता है। β क्षितिज के ऊपर ल्यूमिनेरी की ऊंचाई। पर β = 0 γ = 35" . यह अपवर्तन का अधिकतम कोण है। पर β = 5º γ = 10" , पर β = 15º γ = 3" , पर β = 30º γ = 1" . उन प्रकाशकों के लिए जिनकी ऊंचाई β > 30º, अपवर्तक शिफ्ट γ < 1" .

बी। सूर्य सतह के आधे से अधिक भाग को प्रकाशित करता है विश्व . किरणें 1 - 1, जो वायुमंडल के अभाव में पृथ्वी को व्यास खंड के बिंदुओं पर स्पर्श करती हैं डीडी, वातावरण के लिए धन्यवाद, वे इसे थोड़ा पहले छूते हैं (चित्र। 201)।

पृथ्वी की सतह 2 - 2 किरणों द्वारा स्पर्श की जाती है, जो बिना वायुमंडल के गुजर जाएगी। नतीजतन, टर्मिनेटर लाइन बी बी, प्रकाश को छाया से अलग करते हुए, रात्रि गोलार्द्ध के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, पृथ्वी पर दिन की सतह का क्षेत्रफल रात के क्षेत्रफल से अधिक है।

4. पृथ्वी अपवर्तन. अगर घटना खगोलीय अपवर्तनवातानुकूलित वायुमंडल का वैश्विक अपवर्तक प्रभाव, तो स्थलीय अपवर्तन की घटनाएं देय हैं स्थानीय वायुमंडलीय परिवर्तनआमतौर पर तापमान विसंगतियों से जुड़ा होता है। स्थलीय अपवर्तन की सबसे उल्लेखनीय अभिव्यक्तियाँ हैं: मरीचिका.

ए। सुपीरियर मिराज(फ्र से। मृगतृष्णा) यह आमतौर पर आर्कटिक क्षेत्रों में साफ हवा और कम सतह के तापमान के साथ देखा जाता है। यहां की सतह की मजबूत शीतलन न केवल क्षितिज के ऊपर सूर्य की निम्न स्थिति के कारण है, बल्कि इस तथ्य के कारण भी है कि बर्फ या बर्फ से ढकी सतह परावर्तित होती है अधिकांशअंतरिक्ष में विकिरण। नतीजतन, सतह की परत में, जैसे-जैसे यह पृथ्वी की सतह के करीब आती है, तापमान बहुत तेज़ी से घटता है और बढ़ता है प्रकाशीय घनत्ववायु।

पृथ्वी की ओर किरणों की वक्रता कभी-कभी इतनी महत्वपूर्ण होती है कि ऐसी वस्तुएँ देखी जाती हैं जो ज्यामितीय क्षितिज की रेखा से बहुत दूर होती हैं। चित्र 202 में बीम 2, जो एक सामान्य वातावरण में इसकी ऊपरी परतों में चला गया होगा इस मामले मेंपृथ्वी की ओर झुकता है और प्रेक्षक की आंख में प्रवेश करता है।

जाहिर है, यह ठीक ऐसी मृगतृष्णा है जो पौराणिक कथा का प्रतिनिधित्व करती है " फ्लाइंग डचमैन"- जहाजों के भूत जो वास्तव में सैकड़ों या हजारों किलोमीटर दूर हैं। बेहतर मृगतृष्णा में आश्चर्य की बात यह है कि निकायों के स्पष्ट आकार में कोई उल्लेखनीय कमी नहीं है।

उदाहरण के लिए, 1898 में ब्रेमेन जहाज "मैटाडोर" के चालक दल ने एक भूत जहाज का अवलोकन किया, जिसके स्पष्ट आयाम 3-5 मील की दूरी के अनुरूप थे। वास्तव में, जैसा कि बाद में पता चला, यह जहाज उस समय लगभग एक हजार मील की दूरी पर था। (एक समुद्री मील 1852 मीटर के बराबर)। सतही हवा न केवल प्रकाश किरणों को मोड़ती है, बल्कि उन्हें एक जटिल ऑप्टिकल सिस्टम के रूप में भी केंद्रित करती है।

पर सामान्य स्थितिऊंचाई बढ़ने के साथ हवा का तापमान कम होता जाता है। तापमान का उल्टा कोर्स, जब तापमान बढ़ती ऊंचाई के साथ बढ़ता है, कहलाता है तापमान उलटा. तापमान व्युत्क्रम न केवल में हो सकता है आर्कटिक क्षेत्र, बल्कि अन्य निचले अक्षांशों के स्थानों में भी। इसलिए, बेहतर मृगतृष्णा वहाँ हो सकती है जहाँ हवा पर्याप्त रूप से स्वच्छ होती है और जहाँ तापमान उलटा होता है। उदाहरण के लिए, दूर दृष्टि मृगतृष्णा कभी-कभी तट पर देखी जाती हैं भूमध्य - सागर. यहां सहारा से आने वाली गर्म हवा से तापमान में उलटफेर होता है।

बी। निम्न मृगतृष्णातब होता है जब रिवर्स कोर्सतापमान और आमतौर पर गर्म मौसम के दौरान रेगिस्तान में देखा जाता है। दोपहर तक, जब सूरज ऊँचा होता है, तो रेगिस्तान की रेतीली मिट्टी, जिसमें ठोस खनिजों के कण होते हैं, 50 डिग्री या उससे अधिक तक गर्म हो जाती है। वहीं, कई दसियों मीटर की ऊंचाई पर हवा अपेक्षाकृत ठंडी रहती है। इसलिए, उपरोक्त वायु परतों का अपवर्तनांक जमीन के पास की हवा की तुलना में काफी अधिक है। यह भी बीम झुकने की ओर जाता है, लेकिन में दूसरी तरफ(अंजीर.203)।

क्षितिज के ऊपर नीचे स्थित आकाश के भागों से आने वाली प्रकाश की किरणें, जो प्रेक्षक के विपरीत होती हैं, लगातार ऊपर की ओर झुकती हैं और नीचे से ऊपर की दिशा में प्रेक्षक की आंख में प्रवेश करती हैं। नतीजतन, पृथ्वी की सतह पर उनकी निरंतरता पर, पर्यवेक्षक को पानी की सतह के समान आकाश का प्रतिबिंब दिखाई देता है। यह तथाकथित "झील" मृगतृष्णा है।

जब अवलोकन की दिशा में चट्टानें, पहाड़ियां, पेड़, भवन हों तो प्रभाव और भी बढ़ जाता है। इस मामले में, वे एक विशाल झील के बीच में द्वीपों के रूप में दिखाई देते हैं। इसके अलावा, न केवल वस्तु दिखाई दे रही है, बल्कि उसका प्रतिबिंब भी है। किरणों की वक्रता की प्रकृति से, हवा की जमीनी परत पानी की सतह के दर्पण के रूप में कार्य करती है।

5. इंद्रधनुष. यह रंगीन है बारिश के दौरान देखी गई एक ऑप्टिकल घटना, जो सूर्य द्वारा प्रकाशित होती है और संकेंद्रित रंगीन चापों की एक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करती है.

इंद्रधनुष का पहला सिद्धांत 1637 में डेसकार्टेस द्वारा विकसित किया गया था। इस समय तक, इंद्रधनुष से संबंधित निम्नलिखित प्रयोगात्मक तथ्य ज्ञात थे:

ए। इंद्रधनुष O का केंद्र सूर्य को प्रेक्षक की आंख से जोड़ने वाली सीधी रेखा पर है।(अंजीर। 204)।

बी। समरूपता की रेखा के चारों ओर आँख - सूर्य एक रंगीन चाप है जिसकी कोणीय त्रिज्या लगभग है 42° . रंग व्यवस्थित हैं, केंद्र से गिनती, क्रम में: नीला (डी), हरा (एच), लाल (के)(पंक्ति समूह 1)। ये है मुख्य इंद्रधनुष. मुख्य इन्द्रधनुष के अंदर लाल और हरे रंग के हल्के बहुरंगी चाप होते हैं।

में। लगभग . के कोणीय त्रिज्या वाले चापों की दूसरी प्रणाली 51° द्वितीयक इन्द्रधनुष कहलाता है। इसके रंग बहुत अधिक हल्के होते हैं और अंदर जाते हैं उल्टे क्रम, केंद्र से गिनते हुए, लाल, हरा, नीला (रेखाओं का एक समूह 2) .

जी। मुख्य इन्द्रधनुष तभी प्रकट होता है जब सूर्य क्षितिज के ऊपर 42 ° से अधिक के कोण पर न हो।

जैसा कि डेसकार्टेस ने स्थापित किया, प्राथमिक और माध्यमिक इंद्रधनुष के गठन का मुख्य कारण बारिश की बूंदों में प्रकाश किरणों का अपवर्तन और प्रतिबिंब है। उनके सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों पर विचार करें।

6. एक बूंद में एकवर्णी पुंज का अपवर्तन और परावर्तन. तीव्रता के साथ एक मोनोक्रोमैटिक बीम दें मैं 0 त्रिज्या की एक गोलाकार बूंद पर पड़ता है आरदूरी पर आपव्यास खंड के तल में अक्ष से (चित्र। 205)। पतन के बिंदु पर एबीम का हिस्सा परिलक्षित होता है, और तीव्रता का मुख्य भाग मैं 1 बूंद के अंदर गुजरता है। बिंदु पर बीअधिकांश बीम हवा में गुजरती है (चित्र 205 . में) परबीम नहीं दिखाया गया), लेकिन अल्पसंख्यकपरिलक्षित होता है और एक बिंदु पर गिर जाता है साथ में. बिंदु पर बाहर कदम रखा साथ मेंबीम की तीव्रता मैं 3 मुख्य धनुष के भीतर मुख्य धनुष और कमजोर माध्यमिक बैंड के निर्माण में शामिल है।

चलो कोने ढूंढते हैं θ , जिसके नीचे किरण निकलती है मैं 3 घटना बीम के संबंध में मैं 0. ध्यान दें कि किरण और बूंद के अंदर अभिलंब के बीच के सभी कोण समान और अपवर्तन कोण के बराबर होते हैं β . (त्रिभुज ओएबीऔर ओवीएससमद्विबाहु)। बूंद के अंदर बीम "सर्कल" कितना भी क्यों न हो, घटना और प्रतिबिंब के सभी कोण समान और अपवर्तन कोण के बराबर होते हैं β . इस कारण बिन्दुओं पर बूँद से निकलने वाली कोई किरण पर, साथ मेंआदि, एक ही कोण पर निकलते हैं, कोण के बराबरगिरना α .

कोण खोजने के लिए θ बीम विक्षेपण मैं 3 मूल से विचलन कोणों को बिंदुओं पर जोड़ना आवश्यक है लेकिन, परऔर साथ में: क्यू = (α - β) + (π - 2β) + (α - β) = π + 2α – 4β . (25.1)

मापने के लिए अधिक सुविधाजनक तेज़ कोने \u003d - क्यू \u003d 4β – 2α . (25.2)

कई सौ किरणों की गणना करने के बाद, डेसकार्टेस ने पाया कि कोण φ वृद्धि के साथ आप, अर्थात्, जैसे ही किरण दूर जाती है मैं 0 बूंद की धुरी से, पहले साथ बढ़ता है निरपेक्ष मूल्य, पर आप/आर 0.85 स्वीकार करता है अधिकतम मूल्यऔर फिर घटने लगती है।

अब यह कोण का सीमा मान है φ फ़ंक्शन की जांच करके पाया जा सकता है φ चरम तक पर. चूंकि पाप α = yçR, और पाप β = yçR· एन, तब α = आर्क्सिन ( yçR), β = आर्क्सिन ( yçRn) फिर

, . (25.3)

समीकरण और वर्ग के विभिन्न भागों में पदों का विस्तार करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

, (25.4)

पीले रंग के लिए डी-सोडियम लाइन्स λ = 589.3 nm जल का अपवर्तनांक एन= 1.333। बिंदु दूरी लेकिनअक्ष से इस किरण की घटनाएँ आप= 0,861आर. इस किरण के लिए सीमित कोण है

दिलचस्प है कि बिंदु परबूंद में बीम का पहला प्रतिबिंब भी बूंद अक्ष से अधिकतम दूरी है। चरम कोण पर खोज करना डी= पी– α – ε = पी– α – (पी– 2β ) = 2β – α आकार में पर, हमें एक ही स्थिति मिलती है पर= 0,861आरऔर डी= 42.08°/2 = 21.04°।

चित्र 206 कोण की निर्भरता को दर्शाता है φ , जिसके तहत बीम बिंदु की स्थिति पर पहले प्रतिबिंब (सूत्र 25.2) के बाद बूंद छोड़ता है लेकिनबूंद में बीम का प्रवेश। सभी किरणें एक शंकु के अंदर 42º के शीर्ष कोण के साथ परावर्तित होती हैं।

इंद्रधनुष के निर्माण के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है कि किरणें मोटाई की एक बेलनाकार परत में बूंद में प्रवेश करती हैं uçR 0.81 से 0.90 तक, शंकु की पतली दीवार में 41.48º से 42.08º तक कोणीय श्रेणी में परावर्तन के बाद बाहर आएं। बाहर, शंकु की दीवार चिकनी है (कोण का एक छोर है φ ), अंदर से - ढीला। दीवार की कोणीय मोटाई 20 चाप मिनट है। प्रेषित किरणों के लिए, बूंद एक लेंस की तरह व्यवहार करती है फोकल लम्बाई एफ= 1,5आर. किरणें पहले गोलार्ध की पूरी सतह पर बूंद में प्रवेश करती हैं, 42º के अक्षीय कोण के साथ एक शंकु के स्थान में एक अपसारी किरण द्वारा वापस परावर्तित होती हैं, और ≈ 21º के कोणीय त्रिज्या के साथ एक खिड़की से गुजरती हैं (चित्र। 207) )

7. बूंद से निकलने वाली किरणों की तीव्रता. यहां हम केवल उन किरणों के बारे में बात करेंगे जो पहले परावर्तन के बाद बूंद से निकली थीं (चित्र 205)। यदि एक बीम कोण पर एक बूंद पर आपतित होती है α , तीव्रता है मैं 0 , तो किरण जो छोटी बूंद में चली गई है उसकी तीव्रता है मैं 1 = मैं 0 (1 – ρ ), कहाँ पे ρ तीव्रता परावर्तन गुणांक है।

अध्रुवित प्रकाश के लिए, परावर्तन गुणांक ρ फ्रेस्नेल सूत्र (17.20) का उपयोग करके गणना की जा सकती है। चूंकि सूत्र में अंतर के कार्यों के वर्ग और कोणों का योग शामिल है α और β , तो परावर्तन गुणांक इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि किरण छोटी बूंद में प्रवेश करती है या छोटी बूंद से। क्योंकि कोने α और β बिंदुओं पर लेकिन, पर, साथ मेंसमान हैं, तो गुणांक ρ सभी बिंदुओं पर लेकिन, पर, साथ मेंवही। इसलिए, किरणों की तीव्रता मैं 1 = मैं 0 (1 – ρ ), मैं 2 = मैं 1 ρ = मैं 0 ρ (1 – ρ ), मैं 3 = मैं 2 (1 – ρ ) = मैं 0 ρ (1 – ρ ) 2 .

तालिका 25.1 कोणों के मान दिखाती है φ गुणांक ρ और तीव्रता अनुपात मैं 3 सीआई 0 की गणना अलग-अलग दूरी पर की जाती है uçRपीली सोडियम लाइन के लिए बीम प्रविष्टि λ = 589.3 एनएम। जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, जब पर≤ 0,8आरबीम में मैं 3, 4% से भी कम ऊर्जा की किरण आपतित बूंद पर गिरती है। और केवल से शुरू पर= 0,8आरऔर अधिक तक पर= आरआउटपुट बीम तीव्रता मैं 3 गुणा किया जाता है।

तालिका 25.1
आप/आर	α ,º	β ,º	φ ,º	ρ	मैं 3 /मैं 0
0	0	0	0	0,020	0,019
0,30	17,38	12,94	16,99	0,020	0,019
0,50	29,87	21,89	27,82	0,021	0,020
0,60	36,65	26,62	33,17	0,023	0,022
0,65	40,36	29,01	35,34	0,025	0,024
0,70	44,17	31,52	37,73	0,027	0,025
0,75	48,34	34,09	39,67	0,031	0,029
0,80	52,84	36,71	41,15	0,039	0,036
0,85	57,91	39,39	42,08	0,052	0,046
0,90	63,84	42,24	41,27	0,074	0,063
0,95	71,42	45,20	37,96	0,125	0,095
1,00	89,49	48,34	18,00	0,50	0,125

अत: बूंद से सीमित कोण पर निकलने वाली किरणें φ , दो कारणों से अन्य बीमों की तुलना में बहुत अधिक तीव्रता है। पहला, शंकु की पतली दीवार में किरणों की किरण के मजबूत कोणीय संपीड़न के कारण, और दूसरा, छोटी बूंद में कम नुकसान के कारण। इन किरणों की तीव्रता ही आंख में एक बूंद के तेज का आभास कराने के लिए पर्याप्त है।

8. मुख्य इन्द्रधनुष का निर्माण. जब प्रकाश एक बूँद पर पड़ता है, तो किरण-पुंज परिक्षेपण के कारण विभाजित हो जाता है। परिणामस्वरूप, चमकीले परावर्तन वाले शंकु की दीवार रंगों द्वारा स्तरीकृत हो जाती है (चित्र 208)। बैंगनी किरणें ( मैं= 396.8 एनएम) एक कोण पर बाहर निकलें जे= 40°36", लाल ( मैं= 656.3 एनएम) - कोण पर जे= 42°22"। इस कोणीय अंतराल में D φ \u003d 1 ° 46 "बूंद से निकलने वाली किरणों के पूरे स्पेक्ट्रम को घेर लेता है। बैंगनी किरणें एक आंतरिक शंकु बनाती हैं, लाल एक बाहरी शंकु बनाती हैं। यदि सूर्य द्वारा प्रकाशित बारिश की बूंदों को पर्यवेक्षक द्वारा देखा जाता है, तो उनमें से जिनके शंकु आंखों में प्रवेश करने वाली किरणों को सबसे चमकदार के रूप में देखा जाता है। नतीजतन, लाल शंकु के कोण पर, पर्यवेक्षक की आंख से गुजरने वाली सूर्य की किरण के संबंध में सभी बूंदों को हरे-हरे रंग के कोण पर लाल के रूप में देखा जाता है (चित्र। 209)।

9. माध्यमिक इंद्रधनुष गठनदूसरे परावर्तन के बाद बूंद से निकलने वाली किरणों के कारण होता है (चित्र 210)। दूसरे परावर्तन के बाद किरणों की तीव्रता पहले परावर्तन के बाद की किरणों की तुलना में कम परिमाण के क्रम के बारे में है और परिवर्तन के साथ लगभग समान पथ है uçR.

दूसरे परावर्तन के बाद बूंद से निकलने वाली किरणें 51º के शीर्ष कोण के साथ एक शंकु बनाती हैं। यदि प्राथमिक शंकु का बाहरी भाग चिकना होता है, तो द्वितीयक शंकु का भीतरी भाग चिकना होता है। इन शंकुओं के बीच व्यावहारिक रूप से कोई किरण नहीं होती है। बारिश की बूँदें जितनी बड़ी होंगी, इंद्रधनुष उतना ही तेज होगा। बूंदों के आकार में कमी के साथ, इंद्रधनुष पीला हो जाता है। जब बारिश बूंदा बांदी में बदल जाती है आर 20 - 30 माइक्रोन इंद्रधनुष लगभग अप्रभेद्य रंगों के साथ एक सफेद चाप में बदल जाता है।

10. प्रभामंडल(ग्रीक से। हालिस- रिंग) - एक ऑप्टिकल घटना, जो आमतौर पर होती है कोणीय त्रिज्या के साथ सूर्य या चंद्रमा की डिस्क के चारों ओर इंद्रधनुषी घेरे 22º और 46º. ये वृत्त सिरस के बादलों में बर्फ के क्रिस्टल द्वारा प्रकाश के अपवर्तन के परिणामस्वरूप बनते हैं, जिनमें हेक्सागोनल नियमित प्रिज्म का आकार होता है।

जमीन पर गिरने वाले बर्फ के टुकड़े आकार में बहुत विविध हैं। हालांकि, ऊपरी वायुमंडल में वाष्प संघनन के परिणामस्वरूप बनने वाले क्रिस्टल मुख्य रूप से हेक्सागोनल प्रिज्म के रूप में होते हैं। के सभी विकल्पएक हेक्सागोनल प्रिज्म के माध्यम से एक बीम के तीन सबसे महत्वपूर्ण मार्ग हैं (चित्र। 211)।

स्थिति (ए) में, बीम बिना विभाजन या विक्षेपण के प्रिज्म के विपरीत समानांतर चेहरों से होकर गुजरती है।

स्थिति (बी) में, बीम प्रिज्म के चेहरों से होकर गुजरती है, जो उनके बीच 60º का कोण बनाती है, और वर्णक्रमीय प्रिज्म की तरह अपवर्तित होती है। 22º के अल्पतम विचलन कोण पर निकलने वाले पुंज की तीव्रता अधिकतम होती है। तीसरे मामले (सी) में, बीम गुजरता है बगल का चहेराऔर प्रिज्म का आधार। अपवर्तनांक 90º, न्यूनतम विचलन का कोण 46º। बाद के दो मामलों में, सफेद किरणें विभाजित होती हैं, नीली किरणें अधिक विचलित होती हैं, लाल किरणें कम। मामले (बी) और (सी) प्रेषित किरणों में देखे गए छल्ले की उपस्थिति का कारण बनते हैं और 22º और 46º (छवि 212) के कोणीय आयाम होते हैं।

आमतौर पर बाहरी रिंग (46º) आंतरिक रिंग की तुलना में अधिक चमकीली होती है और दोनों में लाल रंग का रंग होता है। यह न केवल बादल में नीली किरणों के तीव्र प्रकीर्णन द्वारा समझाया गया है, बल्कि इस तथ्य से भी है कि प्रिज्म में नीली किरणों का फैलाव लाल की तुलना में अधिक होता है। इसलिए, नीली किरणें क्रिस्टल को अत्यधिक विचलन वाले बीम में छोड़ती हैं, जिससे उनकी तीव्रता कम हो जाती है। और लाल किरणें एक संकरी किरण में निकलती हैं, जिसकी तीव्रता बहुत अधिक होती है। पर अनुकूल परिस्थितियांजब रंगों को अलग किया जा सकता है अंदरूनी हिस्साछल्ले लाल, बाहरी - नीला।

10. मुकुट- तारे की डिस्क के चारों ओर चमकीला धूमिल वलय। उनके कोने की त्रिज्या है त्रिज्या से कमहेलो और 5º से अधिक न हो। बादल या कोहरे का निर्माण करने वाली पानी की बूंदों द्वारा किरणों के विवर्तन के कारण मुकुट उत्पन्न होते हैं।

यदि बूंद त्रिज्या आर, तो समानांतर बीम में न्यूनतम पहला विवर्तन कोण पर देखा जाता है जे = 0,61∙lçR(सूत्र 15.3 देखें)। यहां मैंप्रकाश की तरंग दैर्ध्य है। समानांतर बीम में अलग-अलग बूंदों के विवर्तन पैटर्न मेल खाते हैं; नतीजतन, प्रकाश के छल्ले की तीव्रता बढ़ जाती है।

मुकुट के व्यास का उपयोग बादल में बूंदों के आकार को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। बूँदें जितनी बड़ी होंगी (अधिक आर), रिंग का कोणीय आकार जितना छोटा होगा। सबसे बड़े छल्ले सबसे छोटी बूंदों से देखे जाते हैं। कई किलोमीटर की दूरी पर, विवर्तन के छल्ले तब भी दिखाई देते हैं जब छोटी बूंद का आकार कम से कम 5 माइक्रोन होता है। इस मामले में जेअधिकतम = 0.61 lçR 5 6°।

ताज के हल्के छल्ले का रंग बहुत कमजोर होता है। जब यह ध्यान देने योग्य होता है, तो छल्ले के बाहरी किनारे का रंग लाल होता है। यही है, मुकुटों में रंगों का वितरण प्रभामंडल के छल्ले में रंगों के वितरण के विपरीत है। कोणीय आयामों के अलावा, यह मुकुट और प्रभामंडल के बीच अंतर करना भी संभव बनाता है। यदि वायुमंडल में आकार की एक विस्तृत श्रृंखला की बूंदें हैं, तो मुकुट के छल्ले, एक दूसरे पर आरोपित, तारे की डिस्क के चारों ओर एक सामान्य उज्ज्वल चमक बनाते हैं। इस चमक को कहा जाता है प्रभामंडल.

11. नीला आकाश और लाल रंग का भोर. जब सूर्य क्षितिज के ऊपर होता है, तो एक बादल रहित आकाश नीला दिखाई देता है। तथ्य यह है कि सौर स्पेक्ट्रम की किरणों से, रेले के नियम के अनुसार मैंरस ~ 1 /एल 4, छोटी नीली, सियान और वायलेट किरणें सबसे अधिक तीव्रता से बिखरी हुई हैं।

यदि सूर्य क्षितिज के ऊपर नीचा है, तो उसकी डिस्क को उसी कारण से लाल रंग का माना जाता है। लघु-तरंग दैर्ध्य प्रकाश के तीव्र प्रकीर्णन के कारण मुख्य रूप से कमजोर रूप से बिखरी हुई लाल किरणें प्रेक्षक तक पहुँचती हैं। उगते या अस्त होते सूर्य से किरणों का प्रकीर्णन विशेष रूप से महान होता है क्योंकि किरणें पृथ्वी की सतह के पास लंबी दूरी तय करती हैं, जहाँ बिखरने वाले कणों की सांद्रता विशेष रूप से अधिक होती है।

सुबह या शाम भोर - सूर्य के करीब आकाश के हिस्से का रंग गुलाबी रंग- ऊपरी वायुमंडल में बर्फ के क्रिस्टल द्वारा प्रकाश के विवर्तन के कारण और ज्यामितीय प्रतिबिंबक्रिस्टल प्रकाश।

12. टिमटिमाते सितारे- यह तेजी से परिवर्तनसितारों की चमक और रंग, विशेष रूप से क्षितिज के पास ध्यान देने योग्य। तारों का टिमटिमाना हवा के तेजी से चलने वाले जेट में किरणों के अपवर्तन के कारण होता है, जो कि विभिन्न घनत्वों के कारण होता है अलग संकेतकअपवर्तन। नतीजतन, वायुमंडल की परत जिसके माध्यम से किरण गुजरती है, एक चर फोकल लंबाई वाले लेंस की तरह व्यवहार करती है। यह इकट्ठा करना और बिखरना दोनों हो सकता है। पहले मामले में, प्रकाश केंद्रित होता है, तारे की चमक बढ़ जाती है, दूसरे में, प्रकाश बिखरा हुआ होता है। ऐसा संकेत परिवर्तन प्रति सेकंड सैकड़ों बार दर्ज किया जाता है।

फैलाव के कारण, किरण अलग-अलग रंगों की किरणों में विघटित हो जाती है, जो अलग-अलग रास्तों का अनुसरण करती है और जितना अधिक विचलन कर सकती है, उतना ही निचला तारा क्षितिज पर है। एक तारे से बैंगनी और लाल किरणों के बीच की दूरी पृथ्वी की सतह के करीब 10 मीटर तक पहुंच सकती है। नतीजतन, पर्यवेक्षक को तारे की चमक और रंग में निरंतर परिवर्तन दिखाई देता है।

वायुमंडल में प्रकाश के अपवर्तन, परावर्तन, प्रकीर्णन और विवर्तन के कारण होने वाली घटनाएँ: इनसे वातावरण की संगत परतों की स्थिति के बारे में निष्कर्ष निकाला जा सकता है।

इनमें अपवर्तन, मृगतृष्णा, कई प्रभामंडल घटनाएं, इंद्रधनुष, मुकुट, भोर और शाम की घटनाएं, आकाश का नीलापन आदि शामिल हैं।

मृगतृष्णा(fr। मिराज - लिट। दृश्यता) - वातावरण में एक ऑप्टिकल घटना: हवा की परतों के बीच की सीमा पर प्रकाश धाराओं का अपवर्तन जो घनत्व और तापमान में तेजी से भिन्न होता है। एक पर्यवेक्षक के लिए, इस तरह की घटना में यह तथ्य शामिल होता है कि, वास्तव में दिखाई देने वाली दूर की वस्तु (या आकाश का एक खंड) के साथ, वातावरण में इसका प्रतिबिंब भी दिखाई देता है।

वर्गीकरण

मृगतृष्णा को निचले में विभाजित किया जाता है, वस्तु के नीचे दिखाई देता है, ऊपरी, वस्तु के ऊपर दिखाई देता है, और पक्ष।

निम्न मृगतृष्णा

यह एक बड़े ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता (ऊंचाई के साथ इसकी गिरावट) के साथ अधिक गरम होने पर मनाया जाता है सपाट सतह, अक्सर सुनसान या पक्की सड़क। आकाश की काल्पनिक छवि सतह पर पानी का भ्रम पैदा करती है। तो, एक तेज गर्मी के दिन दूरी में जाने वाली सड़क पर एक पोखर दिखाई देता है।

सुपीरियर मिराज

यह ठंडी पृथ्वी की सतह के ऊपर एक विपरीत तापमान वितरण (हवा का तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है) के साथ मनाया जाता है।

सुपीरियर मृगतृष्णा आमतौर पर अवर मृगतृष्णा की तुलना में कम आम हैं, लेकिन अक्सर अधिक स्थिर होती हैं क्योंकि ठंडी हवाऊपर की ओर बढ़ने की प्रवृत्ति नहीं होती है और गर्माहट नीचे की ओर जाती है।

सुपीरियर मृगतृष्णा ध्रुवीय क्षेत्रों में सबसे आम हैं, विशेष रूप से स्थिर कम तापमान वाले बड़े समतल बर्फ पर। ग्रीनलैंड और आइसलैंड के आसपास ऐसी स्थितियां बन सकती हैं। शायद इसी प्रभाव के कारण कहा जाता है हिलिंगारी(आइसलैंडिक से हिलिंगारी), आइसलैंड के पहले बसने वाले ग्रीनलैंड के अस्तित्व के बारे में जागरूक हो गए।

सुपीरियर मृगतृष्णा अधिक मध्यम अक्षांशों पर भी देखी जाती हैं, हालांकि इन मामलों में, वे फीकी, कम विशिष्ट और स्थिर होती हैं। एक बेहतर मृगतृष्णा सीधी या उलटी हो सकती है, जो वास्तविक वस्तु से दूरी और तापमान प्रवणता पर निर्भर करती है। अक्सर छवि सीधे और उल्टे भागों के एक खंडित मोज़ेक के रूप में दिखाई देती है।

सामान्य आकार का एक जहाज क्षितिज से आगे बढ़ रहा है। वातावरण की विशिष्ट अवस्था में क्षितिज के ऊपर इसका प्रतिबिंब विशाल प्रतीत होता है।

सुपीरियर मृगतृष्णा हो सकती है हड़ताली प्रभावपृथ्वी की वक्रता के कारण। यदि किरणों की वक्रता पृथ्वी की वक्रता के लगभग समान है, तो प्रकाश किरणें लंबी दूरी तय कर सकती हैं, जिससे पर्यवेक्षक क्षितिज से बहुत दूर की वस्तुओं को देख सकता है। यह 1596 में पहली बार देखा और प्रलेखित किया गया था, जब नॉर्थईस्ट पैसेज की तलाश में विलेम बैरेंट्स की कमान के तहत एक जहाज नोवाया ज़म्ल्या पर बर्फ में फंस गया था। चालक दल को ध्रुवीय रात का इंतजार करने के लिए मजबूर होना पड़ा। वहीं, सूर्योदय के बाद ध्रुवीय रातअपेक्षा से दो सप्ताह पहले मनाया गया। 20वीं शताब्दी में, इस घटना को समझाया गया और इसे "नई पृथ्वी प्रभाव" कहा गया।

उसी तरह, जहाज जो वास्तव में इतने दूर हैं कि उन्हें क्षितिज के ऊपर दिखाई नहीं देना चाहिए, क्षितिज पर और यहां तक ​​​​कि क्षितिज के ऊपर भी बेहतर मृगतृष्णा के रूप में दिखाई दे सकते हैं। यह कुछ ध्रुवीय खोजकर्ताओं द्वारा वर्णित आकाश में जहाजों या तटीय शहरों की उड़ानों के बारे में कुछ कहानियों की व्याख्या कर सकता है।

साइड मिराज

पार्श्व मृगतृष्णा एक गर्म सरासर दीवार से प्रतिबिंब के रूप में हो सकती है। एक मामले का वर्णन किया गया है जब किले की चिकनी कंक्रीट की दीवार अचानक एक दर्पण की तरह चमकती है, जो आसपास की वस्तुओं को दर्शाती है। एक गर्म दिन में, जब भी सूर्य की किरणों से दीवार पर्याप्त रूप से गर्म होती थी, तो एक मृगतृष्णा देखी जाती थी।

मृगतृष्णा

वस्तुओं की उपस्थिति के तेज विरूपण के साथ मृगतृष्णा की जटिल घटना को फाटा मोर्गन कहा जाता है। मृगतृष्णा(इतालवी। मृगतृष्णा- परी मॉर्गन, किंवदंती के अनुसार, पर रहती है समुद्र तलऔर यात्रियों को भूतिया दृष्टि से धोखा देना) वातावरण में एक दुर्लभ जटिल ऑप्टिकल घटना है, जिसमें कई प्रकार के मृगतृष्णा शामिल हैं, जिसमें दूर की वस्तुओं को बार-बार और विभिन्न विकृतियों के साथ देखा जाता है।

फाटा मोर्गाना तब होता है जब वायुमंडल की निचली परतों (आमतौर पर तापमान अंतर के कारण) में हवा की कई वैकल्पिक परतें बनती हैं। अलग घनत्वदेने में सक्षम दर्पण प्रतिबिंब. वास्तव में परावर्तन के साथ-साथ किरणों के अपवर्तन के परिणामस्वरूप मौजूदा सुविधाएंवे क्षितिज पर या उसके ऊपर कई विकृत चित्र देते हैं, आंशिक रूप से एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं और समय में तेजी से बदलते हैं, जो फाटा मोर्गन की एक विचित्र तस्वीर बनाता है।

बड़ा मृगतृष्णा

पहाड़ों में यह बहुत दुर्लभ है, कुछ शर्तों के तहत, आप काफी के लिए "विकृत स्वयं" देख सकते हैं करीब रेंज. इस घटना को हवा में "स्थिर" जल वाष्प की उपस्थिति से समझाया गया है।

प्रभामंडल(अन्य ग्रीक ἅλως से - वृत्त, डिस्क; भी औरा, चमक, प्रभामंडल) एक प्रकाशिक घटना है, एक प्रकाश स्रोत के चारों ओर एक चमकदार वलय।

घटना का भौतिकी

प्रभामंडल आमतौर पर सूर्य या चंद्रमा के आसपास दिखाई देता है, कभी-कभी अन्य शक्तिशाली प्रकाश स्रोतों जैसे स्ट्रीट लाइट के आसपास। हेलो कई प्रकार के होते हैं और वे मुख्य रूप से ऊपरी क्षोभमंडल में 5-10 किमी की ऊंचाई पर सिरस के बादलों में बर्फ के क्रिस्टल के कारण होते हैं। प्रभामंडल की उपस्थिति क्रिस्टल के आकार और स्थान पर निर्भर करती है। बर्फ के क्रिस्टल द्वारा परावर्तित और अपवर्तित प्रकाश अक्सर एक स्पेक्ट्रम में विघटित हो जाता है, जिससे प्रभामंडल इंद्रधनुष जैसा दिखता है। पारहेलिया और आंचल चाप सबसे चमकीले और सबसे पूर्ण रंग के होते हैं, जबकि छोटे और बड़े प्रभामंडल की स्पर्श रेखाएं कम चमकीली होती हैं। 22 डिग्री के एक छोटे से प्रभामंडल में, स्पेक्ट्रम के रंगों का केवल एक हिस्सा (लाल से पीले तक) अलग-अलग होता है, बाकी अपवर्तित किरणों के बार-बार मिश्रण के कारण सफेद दिखता है। पैराहेलिक सर्कल और प्रभामंडल के कई अन्य चाप लगभग हमेशा सफेद होते हैं। बड़े 46-डिग्री प्रभामंडल की एक दिलचस्प विशेषता यह है कि यह मंद और कम रंग का है, जबकि ऊपरी स्पर्शरेखा चाप, जो क्षितिज के ऊपर सूर्य की कम ऊंचाई पर इसके साथ लगभग मेल खाता है, ने इंद्रधनुषी रंगों का उच्चारण किया है।

मंद चंद्र प्रभामंडल में, आंखों को रंग दिखाई नहीं देते हैं, जो गोधूलि दृष्टि की ख़ासियत से जुड़ा है।

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वातावरण एक बादल, वैकल्पिक रूप से अमानवीय माध्यम है। प्रकाशीय परिघटनाएं वातावरण में प्रकाश किरणों के परावर्तन, अपवर्तन और विवर्तन का परिणाम हैं।

घटना के कारणों के आधार पर, सभी ऑप्टिकल घटनाओं को चार समूहों में विभाजित किया जाता है:

1) वातावरण में प्रकाश के प्रकीर्णन (गोधूलि, भोर) के कारण होने वाली घटनाएँ;

2) वातावरण में प्रकाश किरणों के अपवर्तन (अपवर्तन) के कारण होने वाली घटनाएं - मृगतृष्णा, तारों का टिमटिमाना, आदि;

3) बादलों की बूंदों और क्रिस्टल (इंद्रधनुष, प्रभामंडल) पर प्रकाश किरणों के अपवर्तन और प्रतिबिंब के कारण होने वाली घटनाएं;

4) बादलों और कोहरे में प्रकाश के विवर्तन के कारण होने वाली घटनाएं - मुकुट, ग्लोरिया।

धूल वातावरण में सूर्य के प्रकाश के प्रकीर्णन के कारण होता है। गोधूलि दिन से रात (शाम गोधूलि) और रात से दिन (सुबह गोधूलि) की संक्रमणकालीन अवधि है। शाम का गोधूलि सूरज के अस्त होने के क्षण से शुरू होता है और जब तक पूर्ण अंधेरा नहीं हो जाता, सुबह का सांझ - इसके विपरीत।

गोधूलि की अवधि सूर्य और क्षितिज की स्पष्ट दैनिक गति की दिशा के बीच के कोण से निर्धारित होती है; इस प्रकार, गोधूलि की अवधि भौगोलिक अक्षांश पर निर्भर करती है: भूमध्य रेखा के करीब, गोधूलि जितनी छोटी होगी।

गोधूलि के तीन काल हैं:

1) नागरिक गोधूलि (क्षितिज के नीचे सूर्य का विसर्जन 6 ओ से अधिक नहीं है) - प्रकाश;

2) नौवहन (सूर्य का 12 बजे तक क्षितिज के नीचे विसर्जन) - दृश्यता की स्थिति बहुत खराब हो जाती है;

3) खगोलीय (सूर्य का 18 o तक क्षितिज के नीचे विसर्जन) - पृथ्वी की सतहयह पहले से ही अंधेरा है, लेकिन सुबह अभी भी आकाश में दिखाई दे रही है।

भोर - वातावरण में रंगीन प्रकाश की घटनाओं का एक सेट, सूर्योदय से पहले या सूर्यास्त के समय मनाया जाता है। भोर के रंगों की विविधता क्षितिज के सापेक्ष सूर्य की स्थिति और वातावरण की स्थिति पर निर्भर करती है।

फर्ममेंट का रंग सूर्य की बिखरी हुई दृश्यमान किरणों से निर्धारित होता है। स्वच्छ और शुष्क वातावरण में, रेले के नियम के अनुसार प्रकाश का प्रकीर्णन होता है। नीली किरणें लाल किरणों की तुलना में लगभग 16 गुना अधिक बिखरती हैं, इसलिए आकाश का रंग (बिखरी हुई धूप) नीला (नीला) है, और क्षितिज के पास सूर्य और उसकी किरणों का रंग लाल है, क्योंकि। इस मामले में, प्रकाश वातावरण में एक लंबा रास्ता तय करता है।

वायुमंडल में बड़े कण (बूंदें, धूल के कण, आदि) प्रकाश को न्यूट्रल रूप से बिखेरते हैं, इसलिए बादल और कोहरा सफेद होते हैं। उच्च आर्द्रता, धूल से पूरा आकाश नीला नहीं, बल्कि सफेद हो जाता है। इसलिए, आकाश के नीलेपन की डिग्री से, कोई हवा की शुद्धता और वायु द्रव्यमान की प्रकृति का न्याय कर सकता है।

वायुमंडलीय अपवर्तन - प्रकाश किरणों के अपवर्तन से जुड़ी वायुमंडलीय घटनाएं। अपवर्तन के कारण है: तारों का टिमटिमाना, क्षितिज के पास सूर्य और चंद्रमा की दृश्यमान डिस्क का चपटा होना, दिन की लंबाई में कई मिनट की वृद्धि, साथ ही मृगतृष्णा। एक मृगतृष्णा क्षितिज पर, क्षितिज के ऊपर या क्षितिज के नीचे एक दृश्यमान काल्पनिक छवि है, जो हवा की परतों के घनत्व के तीव्र उल्लंघन के कारण होती है। अवर, श्रेष्ठ, पार्श्व मृगतृष्णा हैं। चलती मृगतृष्णा - "फाटा मोर्गाना" शायद ही कभी देखी जाती है।

इंद्रधनुष - यह एक प्रकाश चाप है, जिसे स्पेक्ट्रम के सभी रंगों में चित्रित किया गया है, जो सूर्य द्वारा प्रकाशित एक बादल की पृष्ठभूमि के खिलाफ है, जिससे बारिश की बूंदें गिरती हैं। चाप का बाहरी किनारा लाल है, भीतरी किनारा बैंगनी है। यदि सूर्य क्षितिज पर नीचा है, तो हमें वृत्त का आधा भाग ही दिखाई देता है। जब सूर्य ऊँचा होता है, चाप छोटा हो जाता है, क्योंकि। वृत्त का केंद्र क्षितिज के नीचे पड़ता है। 42 से अधिक सूर्य की ऊंचाई पर इंद्रधनुष दिखाई नहीं देता है। एक हवाई जहाज से, आप लगभग एक पूर्ण वृत्त का इंद्रधनुष देख सकते हैं।

इंद्रधनुष का निर्माण अपवर्तन और परावर्तन द्वारा होता है सूरज की किरणेपानी की बूंदों में। इंद्रधनुष की चमक और चौड़ाई बूंदों के आकार पर निर्भर करती है। बड़ी बूंदें एक छोटा लेकिन उज्जवल इंद्रधनुष देती हैं। छोटी बूंदों के साथ, यह लगभग सफेद होता है।

प्रभामंडल - ये सूर्य और चंद्रमा के चारों ओर वृत्त या चाप हैं, जो ऊपरी स्तर के बर्फीले बादलों में उत्पन्न होते हैं (अक्सर सिरोस्ट्रेटस में)।

मुकुट - प्रकाश के विवर्तन के कारण ऊपरी और मध्य स्तरों के पानी और बर्फ के बादलों में उत्पन्न होने वाले सूर्य और चंद्रमा के चारों ओर हल्के, थोड़े रंगीन छल्ले।

एक व्यक्ति लगातार प्रकाश की घटनाओं का सामना करता है। प्रकाश की उपस्थिति, उसके प्रसार और पदार्थ के साथ अंतःक्रिया से जुड़ी हर चीज को प्रकाश की घटना कहा जाता है। ऑप्टिकल घटना के ज्वलंत उदाहरण हो सकते हैं: बारिश के बाद इंद्रधनुष, गरज के साथ बिजली, रात के आकाश में तारों का टिमटिमाना, पानी की एक धारा में प्रकाश का खेल, समुद्र और आकाश की परिवर्तनशीलता, और कई अन्य।

छात्रों को भौतिक घटनाओं की वैज्ञानिक व्याख्या प्राप्त होती है और ऑप्टिकल उदाहरण 7 वीं कक्षा में जब वे भौतिकी का अध्ययन शुरू करते हैं। कई लोगों के लिए, स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम में प्रकाशिकी सबसे आकर्षक और रहस्यमय खंड होगा।

व्यक्ति क्या देखता है?

इंसान की आंखों को इस तरह से डिजाइन किया गया है कि वह केवल इंद्रधनुष के रंगों को ही देख सकता है। आज यह पहले से ही ज्ञात है कि इंद्रधनुष का स्पेक्ट्रम एक तरफ लाल और दूसरी तरफ बैंगनी तक सीमित नहीं है। पीछे लाल हो जाता हैअवरक्त, बैंगनी के पीछे पराबैंगनी है। कई जानवर और कीड़े इन रंगों को देख सकते हैं, लेकिन दुर्भाग्य से इंसान नहीं देख सकते। लेकिन दूसरी ओर, एक व्यक्ति ऐसे उपकरण बना सकता है जो उपयुक्त लंबाई की प्रकाश तरंगों को प्राप्त और उत्सर्जित करते हैं।

किरणों का अपवर्तन

दृश्यमान प्रकाश रंगों का इंद्रधनुष है, और प्रकाश सफेद रंग, उदाहरण के लिए, धूप, इन रंगों का एक साधारण संयोजन है। यदि आप एक प्रिज्म को चमकदार सफेद प्रकाश की किरण में रखते हैं, तो यह रंगों या तरंगों में टूट जाएगा। अलग लंबाई, जिसमें से यह शामिल है। सबसे पहले सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य के साथ लाल आता है, फिर नारंगी, पीला, हरा, नीला और अंत में बैंगनी, जिसमें दृश्य प्रकाश में सबसे कम तरंग दैर्ध्य होता है।

यदि आप इंद्रधनुष के प्रकाश को पकड़ने के लिए एक और प्रिज्म लेते हैं और इसे उल्टा कर देते हैं, तो यह सभी रंगों को सफेद रंग में मिला देगा। भौतिकी में प्रकाशिक परिघटनाओं के कई उदाहरण हैं, आइए उनमें से कुछ पर विचार करें।

आसमान नीला क्यों है?

युवा माता-पिता अक्सर सबसे सरल, पहली नज़र में, अपने छोटे से क्यों के सवालों से हैरान होते हैं। कभी-कभी उनका उत्तर देना सबसे कठिन होता है। प्रकृति में प्रकाशीय परिघटनाओं के लगभग सभी उदाहरणों को आधुनिक विज्ञान द्वारा समझाया जा सकता है।

दिन के दौरान आकाश को रोशन करने वाली धूप सफेद होती है, जिसका अर्थ है कि सैद्धांतिक रूप से आकाश भी चमकीला सफेद होना चाहिए। इसे नीला दिखने के लिए, पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरते समय प्रकाश के साथ कुछ प्रक्रियाएँ आवश्यक हैं। यहाँ क्या होता है: कुछ प्रकाश वायुमंडल में गैस के अणुओं के बीच मुक्त स्थान से होकर गुजरता है, पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है और यात्रा की शुरुआत में वही सफेद रंग रहता है। लेकिन सूरज की रोशनीगैस के अणुओं का सामना करते हैं, जो ऑक्सीजन की तरह अवशोषित होते हैं और फिर सभी दिशाओं में फैल जाते हैं।

गैस के अणुओं में परमाणु अवशोषित प्रकाश द्वारा सक्रिय होते हैं और फिर से तरंगों में प्रकाश के फोटॉन उत्सर्जित करते हैं विभिन्न लंबाई- लाल से बैंगनी तक। इस प्रकार, कुछ प्रकाश पृथ्वी पर जाता है, शेष सूर्य में वापस चला जाता है। उत्सर्जित प्रकाश की चमक रंग पर निर्भर करती है। लाल रंग के प्रत्येक फोटान के लिए नीले प्रकाश के आठ फोटान निकलते हैं। इसलिए, नीला प्रकाश लाल से आठ गुना अधिक चमकीला होता है। अरबों गैस अणुओं से सभी दिशाओं से तीव्र नीली रोशनी निकलती है और हमारी आंखों तक पहुंचती है।

रंगीन मेहराब

एक समय की बात है, लोग सोचते थे कि इन्द्रधनुष देवताओं द्वारा उन्हें भेजे गए चिन्ह हैं। वास्तव में, सुंदर बहुरंगी रिबन हमेशा आकाश में कहीं से दिखाई देते हैं, और फिर जैसे रहस्यमय तरीके से गायब हो जाते हैं। आज हम जानते हैं कि इंद्रधनुष भौतिकी में ऑप्टिकल घटनाओं के उदाहरणों में से एक है, लेकिन हर बार जब हम इसे आकाश में देखते हैं तो हम इसकी प्रशंसा करना बंद नहीं करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि प्रत्येक पर्यवेक्षक को एक अलग इंद्रधनुष दिखाई देता है, जो उसके पीछे से आने वाली प्रकाश की किरणों और उसके सामने बारिश की बूंदों से निर्मित होता है।

इंद्रधनुष किससे बने होते हैं?

प्रकृति में इन ऑप्टिकल घटनाओं के लिए नुस्खा सरल है: हवा में पानी की बूंदें, प्रकाश और एक पर्यवेक्षक। लेकिन बारिश के दौरान सूरज का दिखना काफी नहीं है। यह कम होना चाहिए, और पर्यवेक्षक को खड़ा होना चाहिए ताकि सूरज उसके पीछे हो, और उस जगह को देखें जहां बारिश हो रही है या बस बारिश हो रही है।

दूर अंतरिक्ष से आने वाली एक धूप की किरण बारिश की एक बूंद से आगे निकल जाती है। एक प्रिज्म की तरह काम करते हुए, बारिश की बूंद सफेद रोशनी में छिपे हर रंग को अपवर्तित कर देती है। इस प्रकार, जब सफेद बीमवर्षा की एक बूंद से गुजरती है, तो वह अचानक सुंदर बहुरंगी किरणों में विभाजित हो जाती है। बूंद के अंदर, वे बूंद की भीतरी दीवार से टकराते हैं, जो एक दर्पण की तरह काम करती है, और किरणें उसी दिशा में परावर्तित होती हैं, जहां से वे बूंद में प्रवेश करती हैं।

अंतिम परिणाम रंगों का एक इंद्रधनुष है जो आकाश में घूमता है - प्रकाश झुकता है और लाखों छोटी बारिश की बूंदों से परिलक्षित होता है। वे छोटे प्रिज्म की तरह काम कर सकते हैं, सफेद रोशनी को रंगों के एक स्पेक्ट्रम में विभाजित कर सकते हैं। लेकिन इंद्रधनुष देखने के लिए हमेशा बारिश जरूरी नहीं है। कोहरे या समुद्र के धुएं से भी प्रकाश का अपवर्तन हो सकता है।

पानी किस रंग का है?

उत्तर स्पष्ट है - पानी का रंग नीला होता है। यदि आप एक गिलास में शुद्ध पानी डालेंगे, तो सभी को इसकी पारदर्शिता दिखाई देगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि गिलास में बहुत कम पानी है और इसका रंग देखने में बहुत हल्का है।

एक बड़े कांच के कंटेनर को भरते समय, आप पानी का प्राकृतिक नीला रंग देख सकते हैं। इसका रंग इस बात पर निर्भर करता है कि पानी के अणु प्रकाश को कैसे अवशोषित या परावर्तित करते हैं। सफेद रोशनीयह रंगों के इंद्रधनुष से बना है, और पानी के अणु लाल से हरे रंग के अधिकांश रंगों को अवशोषित करते हैं जो उनके माध्यम से गुजरते हैं। और नीला भाग वापस परावर्तित हो जाता है। तो हम नीला देखते हैं।

सूर्योदय और सूर्यास्त

ये प्रकाशीय परिघटनाओं के भी उदाहरण हैं जिन्हें एक व्यक्ति प्रतिदिन देखता है। जब सूरज उगता है और अस्त होता है, तो वह अपनी किरणों को उस कोण पर निर्देशित करता है जहां पर्यवेक्षक है। जब सूर्य अपने चरम पर होता है, तब से उनका रास्ता लंबा होता है।

पृथ्वी की सतह के ऊपर हवा की परतों में अक्सर बहुत अधिक धूल या सूक्ष्म नमी कण होते हैं। सूर्य की किरणें सतह से एक कोण पर गुजरती हैं और फ़िल्टर की जाती हैं। लाल किरणों में विकिरण की सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य होती है और इसलिए वे नीली किरणों की तुलना में अधिक आसानी से जमीन पर अपना रास्ता बनाती हैं, जिनमें छोटी तरंगें होती हैं जिन्हें धूल और पानी के कणों द्वारा पीटा जाता है। इसलिए, सुबह और शाम के समय, एक व्यक्ति सूर्य की किरणों का केवल एक हिस्सा देखता है जो पृथ्वी तक पहुंचता है, अर्थात् लाल किरणें।

ग्रह प्रकाश शो

एक विशिष्ट अरोरा रात के आकाश में एक बहुरंगी उरोरा है जिसे हर रात उत्तरी ध्रुव पर देखा जा सकता है। विचित्र आकार में बदलते हुए, नारंगी और लाल रंग की नीली-हरी रोशनी की विशाल धारियाँ कभी-कभी 160 किमी से अधिक चौड़ाई तक पहुँच जाती हैं और लंबाई में 1,600 किमी तक फैल सकती हैं।

इस ऑप्टिकल घटना की व्याख्या कैसे करें, जो इतनी लुभावनी दृष्टि है? अरोरा पृथ्वी पर दिखाई देते हैं, लेकिन वे दूर के सूर्य पर होने वाली प्रक्रियाओं के कारण होते हैं।

सब कुछ कैसा चल रहा है?

सूर्य गैस का एक विशाल गोला है, जिसमें मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम परमाणु होते हैं। उन सभी में धनावेश वाले प्रोटॉन होते हैं और इलेक्ट्रॉन उनके चारों ओर घूमते हैं ऋणात्मक आवेश. गर्म गैस का एक प्रभामंडल लगातार अंतरिक्ष में रूप में फैलता है सौर पवन. यह अनगिनत प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन 1000 किमी प्रति सेकंड की गति से भाग रहे हैं।

जब सौर हवा के कण पृथ्वी पर पहुंचते हैं, तो वे एक मजबूत द्वारा आकर्षित होते हैं चुंबकीय क्षेत्रग्रह। पृथ्वी एक विशाल चुंबक है जिसमें चुंबकीय रेखाएं होती हैं जो उत्तर में अभिसरण करती हैं और दक्षिणी ध्रुव. आकर्षित कण ध्रुवों के पास इन अदृश्य रेखाओं के साथ बहते हैं और नाइट्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं से टकराते हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल को बनाते हैं।

पृथ्वी के कुछ परमाणु अपने इलेक्ट्रॉनों को खो रहे हैं, अन्य को चार्ज किया जा रहा है नई ऊर्जा. सूर्य के प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों से टकराने के बाद, वे प्रकाश के फोटॉन छोड़ते हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों को खोने वाला नाइट्रोजन बैंगनी और नीली रोशनी को आकर्षित करता है, जबकि चार्ज नाइट्रोजन गहरे लाल रंग में चमकता है। आवेशित ऑक्सीजन से हरी और लाल बत्ती निकलती है। इस प्रकार, आवेशित कण हवा को कई रंगों से झिलमिलाते हैं। यह औरोरा बोरेलिस है।

मरीचिका

यह तुरंत निर्धारित किया जाना चाहिए कि मृगतृष्णा मानव कल्पना की उपज नहीं हैं, उनकी तस्वीरें भी खींची जा सकती हैं, वे ऑप्टिकल भौतिक घटनाओं के लगभग रहस्यमय उदाहरण हैं।

मृगतृष्णा के अवलोकन के बहुत सारे प्रमाण हैं, लेकिन विज्ञान इस चमत्कार की वैज्ञानिक व्याख्या कर सकता है। वे गर्म रेत के बीच पानी के एक पैच के रूप में सरल हो सकते हैं, या वे आश्चर्यजनक रूप से जटिल हो सकते हैं, जो खंभे वाले महल या फ्रिगेट के दर्शन का निर्माण कर सकते हैं। प्रकाशिक परिघटनाओं के ये सभी उदाहरण प्रकाश और वायु के खेल द्वारा बनाए गए हैं।

प्रकाश तरंगें झुकती हैं क्योंकि वे पहले गर्म, फिर ठंडी हवा से गुजरती हैं। ठंडी हवा की तुलना में गर्म हवा अधिक दुर्लभ होती है, इसलिए इसके अणु अधिक सक्रिय होते हैं और अधिक दूरी पर विचलन करते हैं। जैसे-जैसे तापमान घटता है, अणुओं की गति भी कम होती जाती है।

पृथ्वी के वायुमंडल के लेंसों के माध्यम से देखे जाने वाले दृश्य अत्यधिक परिवर्तित, संकुचित, विस्तारित या उलटे हो सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रकाश किरणें गर्म और फिर ठंडी हवा से गुजरती हैं, और इसके विपरीत। और वे छवियां जो एक प्रकाश धारा अपने साथ ले जाती हैं, उदाहरण के लिए, आकाश, गर्म रेत पर परावर्तित हो सकता है और पानी के एक टुकड़े की तरह लग सकता है, जो हमेशा संपर्क में आने पर दूर हो जाता है।

सबसे अधिक बार, मृगतृष्णा बड़ी दूरी पर देखी जा सकती है: रेगिस्तान, समुद्र और महासागरों में, जहां हवा की गर्म और ठंडी परतें होती हैं अलग घनत्व. यह विभिन्न तापमान परतों से गुजरने वाला मार्ग है जो मुड़ सकता है प्रकाश तरंगऔर एक ऐसी दृष्टि के साथ समाप्त होती है जो किसी चीज़ का प्रतिबिंब है और कल्पना द्वारा एक वास्तविक घटना के रूप में प्रस्तुत की जाती है।

प्रभामंडल

अधिकांश ऑप्टिकल भ्रम के लिए जिन्हें नग्न आंखों से देखा जा सकता है, स्पष्टीकरण वातावरण में सूर्य की किरणों का अपवर्तन है। ऑप्टिकल घटना के सबसे असामान्य उदाहरणों में से एक है सौर प्रभामंडल. मूल रूप से, एक प्रभामंडल सूर्य के चारों ओर एक इंद्रधनुष है। हालाँकि, यह दिखने में और इसके गुणों में सामान्य इंद्रधनुष से भिन्न होता है।

इस घटना की कई किस्में हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने तरीके से सुंदर है। लेकिन इस तरह की किसी भी घटना के लिए दृष्टि संबंधी भ्रमकुछ शर्तों की आवश्यकता है।

आकाश में एक प्रभामंडल तब होता है जब कई कारक मेल खाते हैं। ज्यादातर इसे उच्च आर्द्रता वाले ठंढे मौसम में देखा जा सकता है। हवा में है एक बड़ी संख्या कीबर्फ के क्रिस्टल। इनसे टूटकर सूर्य का प्रकाश इस प्रकार अपवर्तित होता है कि यह सूर्य के चारों ओर एक चाप बनाता है।

और यद्यपि ऑप्टिकल घटना के अंतिम 3 उदाहरणों को आधुनिक विज्ञान द्वारा आसानी से समझाया गया है, एक साधारण पर्यवेक्षक के लिए वे अक्सर रहस्यवादी और रहस्य बने रहते हैं।

ऑप्टिकल घटनाओं के मुख्य उदाहरणों पर विचार करने के बाद, यह सुरक्षित रूप से माना जा सकता है कि उनमें से कई को आधुनिक विज्ञान द्वारा उनके रहस्यवाद और रहस्य के बावजूद समझाया गया है। लेकिन वैज्ञानिकों के पास अभी भी बहुत सी खोजें, सुराग हैं। रहस्यमय घटनाजो ग्रह पृथ्वी पर और उससे आगे होता है।

लिसेयुम पेट्रु मूवीला

कोर्स वर्क विषय पर भौतिकी में:

ऑप्टिकल वायुमंडलीय घटनाएं

कक्षा 11ए के छात्र का कार्य

बोल्युबाश इरीना

चिसीनाउ 2006 -

योजना:

1. परिचय

ए)ऑप्टिक्स क्या है?

बी)प्रकाशिकी के प्रकार

2. एक ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में पृथ्वी का वातावरण

3. धूप सूर्यास्त

ए)आसमान का रंग बदलना

बी)सूरज की किरणे

में)सूर्यास्त की विशिष्टता

4. इंद्रधनुष

ए)इंद्रधनुष गठन

बी)इंद्रधनुष की विविधता

5. औरोरस

ए)औरोरा के प्रकार

बी)सौर हवा औरोरा के कारण के रूप में

6. प्रभामंडल

ए)प्रकाश और बर्फ

बी)प्रिज्म क्रिस्टल

7. मृगतृष्णा

ए)निचली ("झील") मृगतृष्णा की व्याख्या

बी)सुपीरियर मृगतृष्णा

में)डबल और ट्रिपल मिराज

जी)अल्ट्रा-लॉन्ग विजन का मिराज

इ)आल्प्स की किंवदंती

इ)अंधविश्वास की परेड

8. ऑप्टिकल घटना के कुछ रहस्य

परिचय

ऑप्टिक्स क्या है?

प्रकाश के बारे में प्राचीन वैज्ञानिकों के पहले विचार बहुत ही भोले थे। यह माना जाता था कि आंखों से विशेष पतले जाल निकलते हैं और जब वे वस्तुओं को महसूस करते हैं तो दृश्य प्रभाव उत्पन्न होते हैं। उस समय, प्रकाशिकी को दृष्टि के विज्ञान के रूप में समझा जाता था। यह "ऑप्टिक्स" शब्द का सटीक अर्थ है। मध्य युग में, प्रकाशिकी धीरे-धीरे दृष्टि के विज्ञान से प्रकाश के विज्ञान में बदल गई। यह लेंस के आविष्कार और कैमरा अस्पष्ट द्वारा सुगम बनाया गया था। आधुनिक समय में, प्रकाशिकी भौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश के उत्सर्जन, विभिन्न माध्यमों में इसके प्रसार और पदार्थ के साथ बातचीत का अध्ययन करती है। दृष्टि से संबंधित मुद्दों के लिए, आंख की संरचना और कामकाज, वे एक विशेष में बाहर खड़े थे वैज्ञानिक दिशाशारीरिक प्रकाशिकी कहा जाता है।

शब्द "प्रकाशिकी" आधुनिक विज्ञान, बहुआयामी है। ये वायुमंडलीय प्रकाशिकी, और आणविक प्रकाशिकी, और इलेक्ट्रॉन प्रकाशिकी, और न्यूट्रॉन प्रकाशिकी, और अरेखीय प्रकाशिकी, और होलोग्राफी, और रेडियो प्रकाशिकी, और पिकोसेकंड प्रकाशिकी, और अनुकूली प्रकाशिकी, और कई अन्य घटनाएँ और विधियाँ हैं वैज्ञानिक अनुसंधानऑप्टिकल घटना से निकटता से संबंधित है।

अधिकांश सूचीबद्ध प्रकार के प्रकाशिकी, एक भौतिक घटना के रूप में, विशेष तकनीकी उपकरणों का उपयोग करते समय ही हमारे अवलोकन के लिए उपलब्ध होते हैं। यह हो सकता है लेजर सिस्टम, एक्स-रे उत्सर्जक, रेडियो दूरबीन, प्लाज्मा जनरेटर और बहुत कुछ। लेकिन सबसे सुलभ और, साथ ही, सबसे रंगीन ऑप्टिकल घटनाएं वायुमंडलीय हैं। बड़े पैमाने पर, वे प्रकाश और पृथ्वी के वातावरण की परस्पर क्रिया के उत्पाद हैं।

एक ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में पृथ्वी का वातावरण

हमारा ग्रह घिरा हुआ है गैस लिफाफाजिसे हम वायुमण्डल कहते हैं। पृथ्वी की सतह पर सबसे बड़ा घनत्व होने और धीरे-धीरे दुर्लभ होने के कारण यह सौ किलोमीटर से अधिक की मोटाई तक पहुंच जाता है। और यह जमी नहीं है गैसीय वातावरणसमान भौतिक डेटा के साथ। इसके विपरीत, पृथ्वी का वायुमंडल है निरंतर गति में. प्रभाव में कई कारक, इसकी परतें मिश्रित होती हैं, घनत्व, तापमान, पारदर्शिता बदलती हैं, विभिन्न गति से लंबी दूरी तय करती हैं।

सूर्य या अन्य खगोलीय पिंडों से आने वाली प्रकाश की किरणों के लिए, पृथ्वी का वायुमंडल एक प्रकार का ऑप्टिकल सिस्टम है जिसमें लगातार बदलते पैरामीटर होते हैं। उनके रास्ते में होने के कारण, यह प्रकाश के हिस्से को परावर्तित करता है, इसे बिखेरता है, इसे वायुमंडल की पूरी मोटाई से गुजरता है, कुछ शर्तों के तहत पृथ्वी की सतह को रोशनी प्रदान करता है, इसे घटकों में विघटित करता है और किरणों के मार्ग को मोड़ देता है, जिससे विभिन्न वायुमंडलीय घटनाएं। सबसे असामान्य रंगीन हैं सूर्यास्त, इंद्रधनुष, उत्तरी लाइट्स, मृगतृष्णा, सौर और चंद्र प्रभामंडल।

धूप सूर्यास्त

देखने के लिए सबसे सरल और सबसे सुलभ वायुमंडलीय घटना हमारे सूर्यास्त है खगोल - काय- सूरज। असाधारण रूप से रंगीन, यह कभी भी खुद को दोहराता नहीं है। और आकाश की तस्वीर और सूर्यास्त की प्रक्रिया में उसका परिवर्तन इतना उज्ज्वल है कि यह हर व्यक्ति में प्रशंसा जगाता है।

क्षितिज के निकट, सूर्य न केवल अपनी चमक खो देता है, बल्कि धीरे-धीरे अपना रंग बदलना शुरू कर देता है - लघु-तरंग दैर्ध्य भाग (लाल रंग) अपने स्पेक्ट्रम में तेजी से दबा हुआ है। साथ ही आसमान रंगने लगता है। सूर्य के आसपास के क्षेत्र में, यह पीले और नारंगी टन प्राप्त करता है, और क्षितिज के एंटीसोलर भाग के ऊपर रंगों की एक कमजोर रूप से व्यक्त सरगम ​​​​के साथ एक पीली पट्टी दिखाई देती है।

सूर्यास्त के समय तक, जो पहले से ही एक गहरा लाल रंग ले चुका है, भोर का एक उज्ज्वल बैंड सौर क्षितिज के साथ फैलता है, जिसका रंग नीचे से ऊपर तक नारंगी-पीले से हरे-नीले रंग में बदल जाता है। इसके ऊपर एक गोल, चमकीली, लगभग बिना रंग की चमक बिखेरती है। उसी समय, विपरीत क्षितिज पर, पृथ्वी की छाया का एक नीला-ग्रे मंद खंड धीरे-धीरे ऊपर उठने लगता है, जो एक गुलाबी बेल्ट से घिरा होता है। ("शुक्र की कमर")।

जैसे ही सूर्य क्षितिज के नीचे गहराई में डूबता है, एक तेजी से फैलने वाला गुलाबी धब्बा दिखाई देता है - तथाकथित "बैंगनी रोशनी"तक पहुंच गया सबसे बड़ा विकासलगभग 4-5 o के क्षितिज के नीचे सूर्य की गहराई पर। बादल और पहाड़ की चोटी लाल और बैंगनी रंग के टन से भर जाती है, और यदि बादल या ऊंचे पहाड़क्षितिज से परे हैं, उनकी छाया चारों ओर फैली हुई है धूप की ओरआकाश और अधिक संतृप्त हो जाते हैं। क्षितिज के पास, आकाश लाल हो जाता है, और चमकीले रंग के आकाश में, प्रकाश किरणें अलग-अलग रेडियल धारियों के रूप में क्षितिज से क्षितिज तक फैलती हैं। ("बुद्ध की किरणें")।इस बीच, पृथ्वी की छाया तेजी से आकाश में घूम रही है, इसकी रूपरेखा धुंधली हो रही है, और गुलाबी सीमा मुश्किल से ध्यान देने योग्य है। धीरे-धीरे, बैंगनी प्रकाश फीका पड़ जाता है, बादल काले पड़ जाते हैं, उनके सिल्हूट लुप्त होती आकाश की पृष्ठभूमि के खिलाफ स्पष्ट रूप से खड़े होते हैं, और केवल क्षितिज पर, जहां सूर्य छिपा हुआ है, भोर का एक उज्ज्वल बहुरंगी खंड संरक्षित है। लेकिन यह भी धीरे-धीरे सिकुड़ता है और पीला पड़ जाता है, और खगोलीय गोधूलि की शुरुआत तक एक हरे-सफेद रंग की संकरी पट्टी में बदल जाती है। अंत में, वह गायब हो जाती है - रात आती है।

वर्णित चित्र को केवल स्पष्ट मौसम के लिए विशिष्ट माना जाना चाहिए। वास्तव में, सूर्यास्त प्रवाह की प्रकृति व्यापक विविधताओं के अधीन है। बढ़ी हुई वायु मैलापन के साथ, भोर के रंग आमतौर पर फीके पड़ जाते हैं, विशेष रूप से क्षितिज के पास, जहां लाल और नारंगी टन के बजाय, कभी-कभी केवल एक हल्का भूरा रंग दिखाई देता है। अक्सर, आकाश के विभिन्न हिस्सों में एक साथ चमकने वाली घटनाएं अलग-अलग विकसित होती हैं। प्रत्येक सूर्यास्त का एक अनूठा व्यक्तित्व होता है और इसे उनकी सबसे विशिष्ट विशेषताओं में से एक माना जाना चाहिए।

सूर्यास्त प्रवाह की चरम व्यक्तित्व और इसके साथ होने वाली ऑप्टिकल घटनाओं की विविधता वातावरण की विभिन्न ऑप्टिकल विशेषताओं पर निर्भर करती है - मुख्य रूप से इसके क्षीणन और प्रकीर्णन गुणांक, जो सूर्य की आंचल दूरी, अवलोकन की दिशा और पर्यवेक्षक की ऊंचाई।

इंद्रधनुष

इंद्रधनुष सुंदर है खगोलीय घटनाहमेशा लोगों का ध्यान आकर्षित किया है। पर पुराने समय, जब लोग अभी भी अपने आसपास की दुनिया के बारे में बहुत कम जानते थे, तब इंद्रधनुष को "स्वर्गीय चिन्ह" माना जाता था। तो, प्राचीन यूनानियों ने सोचा था कि इंद्रधनुष देवी इरिडा की मुस्कान है।

इंद्रधनुष सूर्य के विपरीत दिशा में, बारिश के बादलों या बारिश की पृष्ठभूमि के खिलाफ मनाया जाता है। एक बहुरंगी चाप आमतौर पर प्रेक्षक से 1-2 किमी की दूरी पर स्थित होता है, और कभी-कभी इसे फव्वारे या पानी के स्प्रे द्वारा बनाई गई पानी की बूंदों की पृष्ठभूमि के खिलाफ 2-3 मीटर की दूरी पर देखा जा सकता है।

इंद्रधनुष का केंद्र सूर्य और प्रेक्षक की आंख को जोड़ने वाली सीधी रेखा की निरंतरता पर है - सौर-विरोधी रेखा पर। मुख्य इन्द्रधनुष की दिशा और सौर-विरोधी रेखा के बीच का कोण 41º - 42º . है

सूर्योदय के समय, सूर्य-विरोधी बिंदु क्षितिज रेखा पर होता है, और इंद्रधनुष अर्धवृत्त जैसा दिखता है। जैसे ही सूरज उगता है, एंटीसोलर पॉइंट क्षितिज से नीचे गिर जाता है और इंद्रधनुष का आकार कम हो जाता है। यह एक वृत्त का केवल एक भाग है।

अक्सर एक द्वितीयक इंद्रधनुष होता है, जो पहले के साथ संकेंद्रित होता है, जिसकी कोणीय त्रिज्या लगभग 52º होती है और रंगों की एक व्युत्क्रम व्यवस्था होती है।

मुख्य इंद्रधनुष पानी की बूंदों में प्रकाश के परावर्तन से बनता है। प्रत्येक बूंद के अंदर प्रकाश के दोहरे परावर्तन के परिणामस्वरूप एक द्वितीयक इंद्रधनुष बनता है। इस मामले में, प्रकाश की किरणें मुख्य इंद्रधनुष उत्पन्न करने वाले कोणों की तुलना में अलग-अलग कोणों पर बूंद से बाहर निकलती हैं, और द्वितीयक इंद्रधनुष में रंग विपरीत क्रम में होते हैं।

पानी की एक बूंद में किरणों का मार्ग: ए - एक प्रतिबिंब के साथ, बी - दो प्रतिबिंबों के साथ

41º की सूर्य ऊंचाई पर, मुख्य इंद्रधनुष दिखाई देना बंद कर देता है और द्वितीयक इंद्रधनुष का केवल एक हिस्सा क्षितिज के ऊपर दिखाई देता है, और सूर्य की ऊंचाई 52º से अधिक होने पर, द्वितीयक इंद्रधनुष भी दिखाई नहीं देता है। इसलिए, मध्य भूमध्यरेखीय अक्षांशों में, यह प्राकृतिक घटना दोपहर के करीब कभी नहीं देखी जाती है।

इंद्रधनुष में सात प्राथमिक रंग होते हैं जो आसानी से एक से दूसरे में संक्रमण करते हैं। चाप का आकार, रंगों की चमक, धारियों की चौड़ाई पानी की बूंदों के आकार और उनकी संख्या पर निर्भर करती है। बड़ी बूंदें एक संकरा इंद्रधनुष बनाती हैं, तेज प्रमुख रंगों के साथ, छोटी बूंदें एक चाप बनाती हैं जो धुंधली, फीकी और यहां तक ​​कि सफेद भी होती है। इसलिए उज्ज्वल संकीर्ण इंद्रधनुषगर्मियों में एक आंधी के बाद दिखाई देता है, जिसके दौरान बड़ी बूंदें गिरती हैं।