გაკვეთილის მიზანი
გააცნოს მოსწავლეებს სინათლის გავრცელების კანონები ორ მედიას შორის ინტერფეისზე, მისცეს ამ ფენომენის ახსნა სინათლის ტალღური თეორიის თვალსაზრისით.
|
საშინაო დავალება: § 61, ამოცანა No1035, 1036 წ.
ცოდნის შემოწმება
ტესტი. სინათლის ანარეკლი
ახალი მასალა
სინათლის გარდატეხაზე დაკვირვება.
ორი მედიის საზღვარზე სინათლე ცვლის მისი გავრცელების მიმართულებას. სინათლის ენერგიის ნაწილი უბრუნდება პირველ გარემოს, ანუ სინათლე აირეკლება. თუ მეორე გარემო გამჭვირვალეა, მაშინ შუქს შეუძლია ნაწილობრივ გაიაროს მედიის საზღვარი, ასევე იცვლება, როგორც წესი, გავრცელების მიმართულება. ამ ფენომენს ე.წ სინათლის რეფრაქცია.
გარდატეხის გამო შეიმჩნევა საგნების ფორმის, მათი მდებარეობისა და ზომის აშკარა ცვლილება. ამაში ჩვენ შეგვიძლია დავრწმუნდეთ მარტივი დაკვირვებით. ცარიელი გაუმჭვირვალე შუშის ფსკერზე დავდოთ მონეტა ან სხვა პატარა ნივთი. მინა ისე გადავწიოთ, რომ მონეტის ცენტრი, ჭიქის კიდე და თვალი ერთსა და იმავე სწორ ხაზზე იყოს. თავის პოზიციის შეუცვლელად ჭიქაში ჩავასხამთ წყალს. წყლის დონის მატებასთან ერთად, მონეტასთან ერთად ჭიქის ფსკერი, როგორც იქნა, იწევს. მონეტა, რომელიც ადრე მხოლოდ ნაწილობრივ ჩანდა, ახლა სრულად იქნება ხილული. ჩადეთ ფანქარი ირიბად წყლის ჭურჭელში. თუ ჭურჭელს გვერდიდან შეხედავთ, ხედავთ, რომ ფანქრის ნაწილი, რომელიც წყალშია, თითქოს გვერდზეა გადაწეული.
ეს ფენომენი აიხსნება სხივების მიმართულების ცვლილებით ორი მედიის საზღვარზე – სინათლის გარდატეხით.
სინათლის გარდატეხის კანონი განსაზღვრავს დაცემის AB სხივის ფარდობით პოზიციას (იხ. ნახაზი), გარდატეხილი DB-ით და CE პერპენდიკულარული მედიის ინტერფეისზე, აღდგენილი დაცემის წერტილში. კუთხე α-ს ეწოდება დაცემის კუთხე, ხოლო β კუთხე არის გარდატეხის კუთხე.
ინციდენტის, არეკლილი და გარდატეხილი სხივების დაკვირვება ადვილია სინათლის ვიწრო სხივის ხილვით. ჰაერში ასეთი სხივის მსვლელობის დადგენა შესაძლებელია ჰაერში ცოტაოდენი კვამლის აფეთქებით, ან ეკრანის სხივთან მცირე კუთხით დაყენებით. გარდატეხილი სხივი ასევე ჩანს ფლუორესცინით შეღებილ აკვარიუმის წყალში.
დაე, სიბრტყის სინათლის ტალღა დაეცეს ბრტყელ ინტერფეისს ორ მედიას შორის (მაგალითად, ჰაერიდან წყალში) (იხ. ნახ.). ტალღის ზედაპირი AC პერპენდიკულარულია A 1 A და B 1 B სხივების მიმართ. ზედაპირი MN ჯერ მიაღწევს A 1 A სხივს. სხივი B 1 B მიაღწევს ზედაპირს Δt დროის შემდეგ. ამიტომ, იმ მომენტში, როდესაც მეორადი ტალღა B წერტილში მხოლოდ აგზნებას იწყებს, A წერტილიდან ტალღას უკვე აქვს რადიუსის მქონე ნახევარსფეროს ფორმა.
გარდატეხილი ტალღის ტალღის ზედაპირის მიღება შესაძლებელია მეორე გარემოში ყველა მეორადი ტალღის ზედაპირის ტანგენტის დახატვით, რომლის ცენტრები დევს მედიას შორის ინტერფეისზე. ამ შემთხვევაში, ეს არის BD თვითმფრინავი. ეს არის მეორადი ტალღების გარსი. სხივის α დაცემის კუთხე უდრის CAB სამკუთხედს ABC (ამ კუთხის ერთ-ერთი გვერდი მეორის გვერდებზე პერპენდიკულარულია). შესაბამისად,
გარდატეხის კუთხე β უდრის ABD სამკუთხედის ABD კუთხეს. Ამიტომაც
მიღებული განტოლებების ტერმინებით ყოფით მივიღებთ:
|
|
სადაც n არის დაცემის კუთხისგან დამოუკიდებელი მუდმივი მნიშვნელობა.
კონსტრუქციიდან (იხ. ნახ.) ირკვევა, რომ დაცემის სხივი, გარდატეხილი სხივი და დაცემის ადგილას აღმართული პერპენდიკულარი ერთ სიბრტყეშია.ეს განცხადება იმ განტოლებასთან ერთად, რომლის მიხედვითაც დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება გარდატეხის კუთხის სინუსთან არის მუდმივი მნიშვნელობა ორი მედიისთვის, წარმოადგენს სინათლის გარდატეხის კანონი.
თქვენ შეგიძლიათ გადაამოწმოთ გარდატეხის კანონის მართებულობა ექსპერიმენტულად დაცემის და გარდატეხის კუთხეების გაზომვით და მათი სინუსების თანაფარდობის გამოთვლით დაცემის სხვადასხვა კუთხით. ეს ურთიერთობა უცვლელი რჩება.
რეფრაქციული ინდექსი.
სინათლის გარდატეხის კანონში შემავალი მუდმივი ეწოდება ფარდობითი რეფრაქციული ინდექსიან მეორე გარემოს რეფრაქციული ინდექსი პირველთან შედარებით.
ჰაიგენსის პრინციპი არა მარტო გარდატეხის კანონს გულისხმობს. ამ პრინციპის დახმარებით ვლინდება რეფრაქციული ინდექსის ფიზიკური მნიშვნელობა. ის უდრის მედიაში სინათლის სიჩქარის თანაფარდობას, რომლის საზღვარზეც ხდება გარდატეხა:
|
|
თუ გარდატეხის კუთხე β ნაკლებია დაცემის კუთხეზე α , მაშინ, (*) მიხედვით, სინათლის სიჩქარე მეორე გარემოში ნაკლებია პირველზე.
გარემოს გარდატეხის ინდექსი ვაკუუმთან მიმართებაში ეწოდება ამ საშუალების აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი. იგი უდრის დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდებას გარდატეხის კუთხის სინუსთან სინათლის სხივის ვაკუუმიდან მოცემულ გარემოზე გადასვლისას.
ფორმულის (**) გამოყენებით შეიძლება გამოვხატოთ რეფრაქციული ფარდობითი ინდექსი პირველი და მეორე მედიის n 1 და n 2 აბსოლუტური რეფრაქციული მაჩვენებლების მიხედვით.
მართლაც, მას შემდეგ
| და |
სადაც c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, მაშინ
დაბალი აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსის მქონე გარემოს ეწოდება ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივი საშუალო.
გარდატეხის აბსოლუტური ინდექსი განისაზღვრება მოცემულ გარემოში სინათლის გავრცელების სიჩქარით, რაც დამოკიდებულია გარემოს ფიზიკურ მდგომარეობაზე, ანუ ნივთიერების ტემპერატურაზე, მის სიმკვრივესა და მასში ელასტიური სტრესების არსებობაზე. გარდატეხის ინდექსი ასევე დამოკიდებულია თავად სინათლის მახასიათებლებზე. როგორც წესი, წითელ შუქზე ნაკლებია მწვანეზე, ხოლო მწვანეზე ნაკლებია, ვიდრე იისფერი.
ამიტომ, სხვადასხვა ნივთიერების გარდატეხის მაჩვენებლების ცხრილებში, როგორც წესი, მითითებულია, რომელ შუქზეა მოცემული n-ის მნიშვნელობა და რა მდგომარეობაშია საშუალო. თუ ასეთი ნიშნები არ არის, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ ამ ფაქტორებზე დამოკიდებულების უგულებელყოფა შეიძლება.
უმეტეს შემთხვევაში, აუცილებელია განიხილოს სინათლის გადასვლა ჰაერ-მყარი ან ჰაერ-თხევადი ინტერფეისით და არა ვაკუუმ-საშუალო ინტერფეისით. თუმცა, მყარი ან თხევადი ნივთიერების აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი n 2 ოდნავ განსხვავდება იმავე ნივთიერების რეფრაქციული ინდექსისგან ჰაერთან შედარებით. ამრიგად, ჰაერის აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი ნორმალურ პირობებში ყვითელი სინათლისთვის არის დაახლოებით 1.000292. შესაბამისად,
სამუშაო ფურცელი გაკვეთილისთვის
პასუხების ნიმუში
"სინათლის რეფრაქცია"
ორ გამჭვირვალე მედიას შორის ინტერფეისზე, სინათლის არეკვლასთან ერთად, შეინიშნება მისი გარდატეხა, გადადის სხვა გარემოში, იცვლის მისი გავრცელების მიმართულებას.
სინათლის სხივის გარდატეხა ხდება მაშინ, როდესაც ის ირიბად ეცემა ინტერფეისზე (თუმცა ყოველთვის არ წაიკითხოთ შემდგომი მთლიანი შიდა ასახვის შესახებ). თუ სხივი ეცემა ზედაპირზე პერპენდიკულურად, მაშინ მეორე გარემოში არ იქნება რეფრაქცია, სხივი შეინარჩუნებს მიმართულებას და ასევე წავა ზედაპირზე პერპენდიკულარულად.
4.3.1 გარდატეხის კანონი (განსაკუთრებული შემთხვევა)
ჩვენ დავიწყებთ კონკრეტული შემთხვევით, როდესაც ერთ-ერთი მედია არის ჰაერი. ეს მდგომარეობა არის ამოცანების აბსოლუტურ უმრავლესობაში. განვიხილავთ გარდატეხის კანონის შესაბამის კონკრეტულ შემთხვევას და შემდეგ მივცემთ მის ყველაზე ზოგად ფორმულირებას.
დავუშვათ, რომ ჰაერში მოძრავი სინათლის სხივი ირიბად ეცემა შუშის, წყლის ან სხვა გამჭვირვალე გარემოს ზედაპირზე. გარემოში გადასვლისას სხივი ირღვევა და მისი შემდგომი მიმდინარეობა ნაჩვენებია ნახ.4.11-ზე.
ოთხშაბათი O
ბრინჯი. 4.11. სხივის გარდატეხა საზღვარზე ¾ჰაერი-საშუალო¿
O დაცემის წერტილში, პერპენდიკულარული (ან, როგორც ამბობენ, ნორმალური) CD არის დახატული საშუალების ზედაპირზე. AO სხივს, როგორც ადრე, ეძახიან დაცემის სხივს, ხოლო კუთხე ჩავარდნილ სხივსა და ნორმას შორის არის დაცემის კუთხე. Beam OB არის რეფრაქციული სხივი; გარდატეხის სხივსა და ზედაპირთან ნორმალურ კუთხეს შორის რეფრაქციული კუთხე ეწოდება.
ნებისმიერ გამჭვირვალე გარემოს ახასიათებს n მნიშვნელობა, რომელსაც ამ გარემოს რეფრაქციული ინდექსი ეწოდება. სხვადასხვა მედიის რეფრაქციული ინდექსები შეგიძლიათ იხილოთ ცხრილებში. მაგალითად, მინისთვის n = 1;6 და წყლისთვის n = 1;33. ზოგადად, ნებისმიერ გარემოს აქვს n > 1; გარდატეხის ინდექსი უდრის ერთიანობას მხოლოდ ვაკუუმში. ჰაერს აქვს n = 1; 0003, ამიტომ ჰაერისთვის შეიძლება ვივარაუდოთ საკმარისი სიზუსტით n = 1 ამოცანებში (ოპტიკაში ჰაერი დიდად არ განსხვავდება ვაკუუმისგან).
გარდატეხის კანონი (გარდამავალი ¾ჰაერი-საშუალო¿).
1) დაცემის სხივი, რეფრაქციული სხივი და დაცემის ადგილზე დახატული ზედაპირის ნორმალური სხივი ერთ სიბრტყეშია.
2) დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება გარდატეხის კუთხის სინუსთან ტოლია გარდატეხის ინდექსის
გარემო:
ვინაიდან n > 1, (4.1) მიმართებიდან გამომდინარეობს, რომ sin > sin, ე.ი. > გარდატეხის კუთხე ნაკლებია დაცემის კუთხეზე. დაიმახსოვრე: ჰაერიდან საშუალოზე გადასვლისას, რეფრაქციის შემდეგ სხივი უახლოვდება ნორმას.
გარდატეხის ინდექსი პირდაპირ კავშირშია მოცემულ გარემოში სინათლის გავრცელების v სიჩქარესთან. ეს სიჩქარე ყოველთვის ნაკლებია სინათლის სიჩქარეზე ვაკუუმში: v< c. И вот оказывается,
რატომ ხდება ეს, ჩვენ გავიგებთ ტალღის ოპტიკის შესწავლისას. იმავდროულად, შეუთავსეთ
მოდით ამოხსნათ ფორმულები (4.1) და (4.2): | |||||
ვინაიდან ჰაერის გარდატეხის ინდექსი ძალიან ახლოს არის ერთიანობასთან, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჰაერში სინათლის სიჩქარე დაახლოებით უდრის სინათლის სიჩქარეს ვაკუუმში c. ამის გათვალისწინებით და (4.3) ფორმულის გათვალისწინებით, ჩვენ დავასკვნით: დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება გარდატეხის კუთხის სინუსთან უდრის ჰაერში სინათლის სიჩქარის შეფარდებას სისწრაფესთან. მსუბუქი საშუალოდ.
4.3.2 სინათლის სხივების შექცევადობა
ახლა განვიხილოთ სხივის საპირისპირო კურსი: მისი გარდატეხა საშუალოდან ჰაერზე გადასვლისას. აქ დაგვეხმარება შემდეგი სასარგებლო პრინციპი.
სინათლის სხივების შექცევადობის პრინციპი. სხივის ტრაექტორია არ არის დამოკიდებული იმაზე, ვრცელდება თუ არა სხივი წინ თუ უკან მიმართულებით. საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობით, სხივი ზუსტად იმავე გზას გაუყვება, როგორც წინა მიმართულებით.
შექცევადობის პრინციპის მიხედვით, საშუალიდან ჰაერზე გადასვლისას, სხივი იმავე ტრაექტორიას მიჰყვება, როგორც ჰაერიდან საშუალოზე შესაბამისი გადასვლისას (ნახ. 4.12) სურ. 4.12 და 4.11 ნახ. რომ სხივის მიმართულება შეიცვალა საპირისპიროდ.
ოთხშაბათი O
ბრინჯი. 4.12. სხივის გარდატეხა საზღვარზე ¾საშუალო ჰაერი¿
ვინაიდან გეომეტრიული სურათი არ შეცვლილა, ფორმულა (4.1) იგივე დარჩება: კუთხის სინუსის თანაფარდობა კუთხის სინუსთან კვლავ ტოლია გარემოს გარდატეხის ინდექსის. მართალია, ახლა კუთხეებმა შეცვალეს როლები: კუთხე გახდა დაცემის კუთხე, ხოლო კუთხე გახდა გარდატეხის კუთხე.
ნებისმიერ შემთხვევაში, არ აქვს მნიშვნელობა როგორ მიდის სხივი ჰაერიდან მედიუმში ან საშუალოდან ჰაერში, მუშაობს შემდეგი მარტივი წესი. ვიღებთ ორ კუთხეს, დაცემის კუთხეს და გარდატეხის კუთხეს; უფრო დიდი კუთხის სინუსის შეფარდება უფრო მცირე კუთხის სინუსთან უდრის საშუალო რეფრაქციულ მაჩვენებელს.
ჩვენ ახლა სრულად მზად ვართ განვიხილოთ რეფრაქციის კანონი ძალიან ზოგადი შემთხვევა.
4.3.3 გარდატეხის კანონი (ზოგადი შემთხვევა)
ნება მიეცით სინათლე გადავიდეს საშუალო 1-დან გარდატეხის ინდექსით n1 საშუალო 2-მდე გარდატეხის ინდექსით n2. უფრო მაღალი რეფრაქციული ინდექსის მქონე გარემო ოპტიკურად უფრო მკვრივია; შესაბამისად, დაბალი რეფრაქციული ინდექსის მქონე გარემო ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივია.
ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივი გარემოდან ოპტიკურად უფრო მჭიდროზე გადასვლისას, გარდატეხის შემდეგ სინათლის სხივი უახლოვდება ნორმას (ნახ. 4.13). ამ შემთხვევაში დაცემის კუთხე მეტია გარდატეხის კუთხეზე: > .
ბრინჯი. 4.13. N1< n2 ) >
პირიქით, ოპტიკურად უფრო მკვრივი გარემოდან ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივ გარემოზე გადასვლისას, სხივი უფრო მეტად გადახრის ნორმას (ნახ. 4.14). აქ დაცემის კუთხე ნაკლებია გარდატეხის კუთხეზე:
ბრინჯი. 4.14. n1 > n2 )<
გამოდის, რომ ორივე შემთხვევა ერთი ფორმულით არის დაფარული გარდატეხის ზოგადი კანონით, რომელიც მოქმედებს ნებისმიერი ორი გამჭვირვალე მედიისთვის.
გარდატეხის კანონი.
1) ინციდენტური სხივი, რეფრაქციული სხივი და ნორმალური მედიის ინტერფეისისთვის, დახატული
in დაცემის წერტილი იმავე სიბრტყეშია.
2) დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება გარდატეხის კუთხის სინუსთან უდრის მეორე გარემოს გარდატეხის ინდექსის შეფარდებას პირველი გარემოს გარდატეხის მაჩვენებელს:
ადვილი მისახვედრია, რომ ადრე ჩამოყალიბებული გარდატეხის კანონი ¾ჰაერი-საშუალო¿ გადასვლისთვის არის ამ კანონის განსაკუთრებული შემთხვევა. მართლაც, თუ ვივარაუდებთ ფორმულაში (4.4) n1 = 1 და n2 = n, მივდივართ ფორმულამდე (4.1).
ახლა გავიხსენოთ, რომ გარდატეხის ინდექსი არის ვაკუუმში სინათლის სიჩქარის თანაფარდობა მოცემულ გარემოში სინათლის სიჩქარესთან: n1 = c=v1, n2 = c=v2. ამის (4.4) ჩანაცვლებით მივიღებთ:
ფორმულა (4.5) ბუნებრივად აზოგადებს ფორმულას (4.3). დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება გარდატეხის კუთხის სინუსთან უდრის პირველ გარემოში სინათლის სიჩქარის შეფარდებას მეორე გარემოში სინათლის სიჩქარესთან.
4.3.4 სულ შიდა ასახვა
როდესაც სინათლის სხივები ოპტიკურად უფრო მკვრივი გარემოდან ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივ გარემოში გადადის, შეიმჩნევა საინტერესო ფენომენი - მთლიანი შიდა არეკვლა. ვნახოთ რა არის.
დანამდვილებით დავუშვათ, რომ სინათლე გადადის წყლიდან ჰაერში. დავუშვათ, რომ წყალსაცავის სიღრმეში არის სინათლის წერტილის წყარო S, რომელიც ასხივებს სხივებს ყველა მიმართულებით. ჩვენ გადავხედავთ ზოგიერთ ამ სხივებს (სურ. 4.15).
S B 1
ბრინჯი. 4.15. სულ შიდა ასახვა
სხივი SO1 ეცემა წყლის ზედაპირზე ყველაზე პატარა კუთხით. ეს სხივი ნაწილობრივ ირღვევა (სხივი O1 A1) და ნაწილობრივ აირეკლება უკან წყალში (სხივი O1 B1). ამგვარად, დაცემის სხივის ენერგიის ნაწილი გადაეცემა გარდატეხილ სხივს, ხოლო დანარჩენი ენერგია გადადის ასახულ სხივზე.
SO2 სხივის დაცემის კუთხე უფრო დიდია. ეს სხივი ასევე იყოფა ორ სხივად, რომელიც გადახრილ და არეკლილია. მაგრამ თავდაპირველი სხივის ენერგია მათ შორის სხვაგვარად ნაწილდება: გარდატეხილი სხივი O2 A2 უფრო ბუნდოვანი იქნება ვიდრე სხივი O1 A1 (ანუ მიიღებს ენერგიის უფრო მცირე წილს), ხოლო არეკლილი სხივი O2 B2 იქნება შესაბამისად. უფრო კაშკაშა ვიდრე სხივი O1 B1 (ის მიიღებს უფრო დიდ წილ ენერგიას).
დაცემის კუთხის მატებასთან ერთად, იგივე კანონზომიერება შეიძლება გამოიკვეთოს: დაცემის სხივის ენერგიის მზარდი წილი მიდის არეკლილი სხივისკენ, ხოლო სულ უფრო მცირე წილი - გარდატეხილი სხივისთვის. გარდატეხილი სხივი სულ უფრო და უფრო ბნელდება და რაღაც მომენტში ის მთლიანად ქრება!
ეს გაუჩინარება ხდება მაშინ, როდესაც დაცემის კუთხე აღწევს 0-ს, რაც შეესაბამება 90-ის გარდატეხის კუთხეს. ამ სიტუაციაში, გარდატეხილი სხივი OA უნდა წავიდეს წყლის ზედაპირის პარალელურად, მაგრამ გასასვლელი აღარაფერი რჩება.შემთხვევის SO სხივის მთელი ენერგია მთლიანად წავიდა არეკლილი OB სხივისკენ.
დაცემის კუთხის შემდგომი გაზრდით, გარდატეხილი სხივი კი არ იქნება.
აღწერილი ფენომენი არის მთლიანი შიდა ასახვა. წყალი არ ასხივებს გარე სხივებს, რომელთა დაცემის კუთხეები ტოლია ან აღემატება 0-ს ზოგიერთ მნიშვნელობას, ყველა ასეთი სხივი მთლიანად ირეკლება უკან წყალში. კუთხე 0 ეწოდება მთლიანი ასახვის შემზღუდველ კუთხეს.
მნიშვნელობა 0 ადვილად იპოვება გარდატეხის კანონიდან. Ჩვენ გვაქვს:
ცოდვა 0 | ||||||||||
მაგრამ ცოდვა 90 = 1, ასე რომ | ||||||||||
ცოდვა 0 | ||||||||||
0 = რკალი | ||||||||||
ასე რომ, წყლისთვის, მთლიანი ასახვის შემზღუდავი კუთხე უდრის:
0 = arcsin1; 1 33 48; 8:
თქვენ შეგიძლიათ მარტივად დააკვირდეთ მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენს სახლში. ჩაასხით წყალი ჭიქაში, აწიეთ და ჭიქის კედლით ოდნავ შეხედეთ წყლის ზედაპირს ქვემოდან. მთლიანი შიდა არეკვლის გამო ზედაპირზე ვერცხლისფერ ბზინვარებას დაინახავთ, ის სარკესავით იქცევა.
მთლიანი შიდა ასახვის ყველაზე მნიშვნელოვანი ტექნიკური გამოყენება არის ბოჭკოვანი ოპტიკა. ოპტიკურ ბოჭკოვან კაბელში (ოპტიკური ბოჭკოვანი) გაშვებული სინათლის სხივები მისი ღერძის თითქმის პარალელურად, ზედაპირზე ეცემა დიდი კუთხით და მთლიანად, ენერგიის დაკარგვის გარეშე, აირეკლება უკან კაბელში. განმეორებით არეკლილი სხივები უფრო და უფრო შორს მიდიან, გადასცემს ენერგიას მნიშვნელოვან მანძილზე. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაცია გამოიყენება, მაგალითად, საკაბელო ტელევიზიის ქსელებში და მაღალსიჩქარიანი ინტერნეტით.
ეჭვგარეშეა, თქვენ იცით, როგორ გაუჩნდათ ცეცხლი ასანთის და კაჟის გარეშე ჟიულ ვერნის რომანის „იდუმალი კუნძულის“ გმირებს, რომლებიც მიტოვებულ იქნა ასანთის გარეშე. არა შემთხვევით, არამედ მცოდნე ინჟინრის გამჭრიახობითა და ფიზიკის კანონების მყარი ცოდნით. გაიხსენეთ, როგორი გაუკვირდა გულუბრყვილო მეზღვაური პენკროფი, როცა ნადირობიდან დაბრუნებულმა ინჟინერმა და ჟურნალისტმა ცეცხლმოკიდებული ცეცხლის წინ იპოვა. .
"მაგრამ ვინ აანთო ცეცხლი?" ჰკითხა მეზღვაურმა.
- მზე, - უპასუხა სპილეტმა.
ჟურნალისტი არ ხუმრობდა. მართლაც, მზემ გადმოსცა ცეცხლი, რომლითაც მეზღვაური ასე აღფრთოვანებული იყო. თვალებს არ უჯერებდა და ისე იყო გაოგნებული, რომ ინჟინრის კითხვაც კი არ შეეძლო.
"მაშ, შენ გქონდა ანთებული ჭიქა?" ჰკითხა ჰერბერტმა ინჟინერს.
არა, მაგრამ მე მოვახერხე.
და მან აჩვენა. ეს იყო უბრალოდ ორი ჭიქა, რომელიც ინჟინერმა აიღო თავისი და სპილეტის საათიდან. მან მათი კიდეები თიხით დააკავშირა, მანამდე კი წყლით აავსო და ამგვარად მიიღეს ნამდვილი ცეცხლგამჩენი ოსპი, რომლის დახმარებითაც მზის სხივების მშრალ ხავსზე კონცენტრირებით ინჟინერმა ცეცხლი აიღო.
მკითხველს სურს, ვფიქრობ, იცოდეს, რატომ არის საჭირო საათის სათვალეებს შორის სივრცის წყლით შევსება: განა ორმხრივამოზნექილი ოსპი სავსე ჰაერის კონცენტრირებას არ ახდენს?
ზუსტად არა. საათის მინა შემოიფარგლება ორი პარალელური (კონცენტრული) ზედაპირით - გარე და შიდა; და ფიზიკიდან ცნობილია, რომ ასეთი ზედაპირებით შემოზღუდულ გარემოში გავლისას სხივები თითქმის არ იცვლის მიმართულებას. შემდეგ იმავე ტიპის მეორე ჭიქის გავლით, ისინი აქაც არ იხრებიან და ამიტომ არ იკრიბებიან ფოკუსში. იმისათვის, რომ სხივები ერთ წერტილში კონცენტრირდეს, აუცილებელია ჭიქებს შორის არსებული სივრცის შევსება გამჭვირვალე ნივთიერებით, რომელიც სხივებს ჰაერზე უფრო ძლიერად არღვევს. ასე მოიქცა ინჟინერი ჟიულ ვერნის რომანში.
წყლის ჩვეულებრივი კარაფი, თუ ის სფერულია, შეიძლება ცეცხლგამჩენი ოსპიც იყოს. ეს უკვე იცოდნენ ძველებმა, რომლებმაც ასევე შენიშნეს, რომ წყალი თავად რჩება ცივი. მოხდა კიდეც, რომ ღია ფანჯარაზე მდგარი წყლის ჭურჭელი აანთო ფარდები, სუფრის ტილო და ნახშირი დაასხა მაგიდას. ის უზარმაზარი სფერული ბოთლები ფერადი წყლით, რომლებიც, ძველი ჩვეულების თანახმად, აფთიაქების ფანჯრების გასაფორმებლად გამოიყენებოდა, ზოგჯერ შეიძლება გამოიწვიოს ნამდვილი კატასტროფები, რამაც გამოიწვია იქვე მდებარე აალებადი ნივთიერებების ანთება.
წყლით სავსე პატარა მრგვალი კოლბით, თუნდაც კოლბა პატარა იყოს, შესაძლებელია საათის ჭიქაზე ჩამოსხმული წყლის ადუღებამდე მიყვანა: ამისათვის საკმარისია 12 სანტიმეტრი დიამეტრის კოლბა. ფოკუსში 15 სმ-ზე [ფოკუსი მოთავსებულია ნათურასთან ძალიან ახლოს] მიიღება 120° ტემპერატურა. სიგარეტის აანთება წყლის კოლბით ისეთივე ადვილია, როგორც შუშის ოსპით, რის შესახებაც ლომონოსოვი თავის ლექსში „შუშის სარგებლობის შესახებ“ წერდა:
აქ ვიღებთ მზიანი შუშის ცეცხლს
ჩვენ კი კომფორტულად ვბაძავთ პრომეთეს.
წყევლა ამ მოუხერხებელი ტყუილების სისასტიკეზე,
ჩვენ ვეწევით თამბაქოს ზეციური ცეცხლით ცოდვის გარეშე.
თუმცა უნდა აღინიშნოს, რომ წყლის ლინზების ცეცხლგამჩენი ეფექტი გაცილებით სუსტია, ვიდრე შუშის ლინზების. ეს განპირობებულია, პირველ რიგში, იმით, რომ წყალში სინათლის გარდატეხა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მინაში და მეორეც, წყალი ძლიერად შთანთქავს ინფრაწითელ სხივებს, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სხეულების გაცხელებაში.
საინტერესოა, რომ შუშის ოსპის ცეცხლგამჩენი ეფექტი ცნობილი იყო ძველი ბერძნებისთვის, სათვალეების გამოგონებამდე ათასწლეულზე მეტი ხნის წინ. არისტოფანე ახსენებს მას ცნობილ კომედიაში „ღრუბლები“.სოკრატე სტრეპტიას დავალებას სთავაზობს:
„თუ ვინმემ დაგიწეროს ვალდებულება ხუთ ტალანტში, როგორ გაანადგურე?
სტრეპტიადა. მე ვიპოვე ვალდებულების განადგურება და ისე, რომ შენ თვითონ აღიარებ მას ეშმაკურად! გინახავთ, რა თქმა უნდა, აფთიაქებში ლამაზი, გამჭვირვალე ქვა, რომელიც ანთებულია?
სოკრატე. ცეცხლოვანი მინა?
სტრეპტიადა. ზუსტად.
სოკრატე. Რა არის შემდეგი?
სტრეპტიადა. სანამ ნოტარიუსი წერს, მე, მის უკან მდგომი, მივმართავ მზის სხივებს ვალდებულებისკენ და სიტყვები ყველაფერს დნება ... ”
დასაზუსტებლად შეგახსენებთ, რომ არისტოფანეს დროის ბერძნები წერდნენ ცვილისებრ ტაბლეტებზე, რომლებიც ადვილად დნებოდა სიცხისგან.
როგორ მოვამზადოთ ცეცხლი ყინულით?
ყინული ასევე შეიძლება გახდეს მასალა ორმხრივამოზნექილი ლინზებისთვის და, შესაბამისად, ცეცხლის გასაკეთებლად, თუ ის საკმარისად გამჭვირვალეა. ამავდროულად, ყინული, რომელიც არღვევს სხივებს, არ ცხელდება და არ დნება. ყინულის გარდატეხის მაჩვენებელი მხოლოდ ოდნავ ნაკლებია ვიდრე წყლისა და თუ, როგორც ვნახეთ, შესაძლებელია წყლის ბურთით ცეცხლის გაჩენა, ეს შესაძლებელია ყინულის ოსპის საშუალებით.
ყინულის ოსპმა კარგად იმუშავა ჟიულ ვერნის „კაპიტან ჰატერასის მოგზაურობაში.“ დოქტორმა კლუბონიმ ცეცხლი დაანთო ამ გზით, როდესაც მოგზაურებმა დაკარგეს კაჟი და აღმოჩნდნენ უცეცხლოდ, საშინელ ყინვაში 48 გრადუსი.
"ეს კატასტროფაა", - უთხრა ჰეტერასმა ექიმს.
”დიახ,” უპასუხა მან.
„საშუშეც კი არ გვაქვს, რომლითაც ოსპი ავიღოთ და ცეცხლი დავანთოთ.
- მე ვიცი, - უპასუხა ექიმმა, - და სამწუხაროა, რომ არ ვიცი: მზის სხივები საკმარისად ძლიერია, რომ აანთოს.
- რა ვქნათ, შიმშილი დათვის უმი ხორცით უნდა დაიკმაყოფილოთ, - თქვა ჰატერასმა.
- დიახ, - თქვა ექიმმა დაფიქრებით, - სულ მცირე. მაგრამ რატომ არ...
- Რაზე ფიქრობდი? ჰკითხა ჰეტერასმა.
”მე მომივიდა იდეა…
- იფიქრე? წამოიძახა ნავსაყუდელმა. - თუ საფიქრალი გაქვს, მაშინ გადარჩენილი ვართ!
”არ ვიცი, როგორ იქნება ეს შესაძლებელი”, - ყოყმანობდა ექიმი.
– რა მოგივიდათ? ჰკითხა ჰატერასმა.
ოსპი არ გვაქვს, მაგრამ მოვამზადებთ.
- Როგორ? – ჰკითხა ნავსაყუდელმა.
- ყინულის ნატეხიდან ვფქვავთ.
- Ფიქრობ...
- Რატომაც არა? ყოველივე ამის შემდეგ, საჭიროა მხოლოდ, რომ მზის სხივები ერთ წერტილამდე მივიდეს და ამ მიზნით ყინულს შეუძლია შეცვალოს ჩვენთვის საუკეთესო კრისტალები. მხოლოდ მე მირჩევნია მტკნარი წყლის ყინულის ნაჭერი: ის უფრო ძლიერი და გამჭვირვალეა.
”აი, თუ არ ვცდები, ეს ყინულის ბლოკი,” - მიუთითა გემმა ყინულის ნაკადთან მოგზაურებიდან დაახლოებით ასი ნაბიჯის მანძილზე, ”მისი ფერის მიხედვით ვიმსჯელებთ, არის ის, რაც გჭირდებათ”.
- Მართალი ხარ. აიღე შენი ნაჯახი. წავიდეთ ჩემო მეგობრებო.
სამივე წავიდა მითითებულ ყინულის ბლოკთან, მართლაც, ყინული მტკნარი წყალი აღმოჩნდა.
ექიმმა ბრძანა, ყინულის ნაჭერი მოეჭრათ, რომლის დიამეტრი იყო და ნაჯახით დაიწყო მისი მოჭრა. მერე დანით მოჭრა და ბოლოს თანდათან ხელით გააპრიალა. აღმოჩნდა გამჭვირვალე ოსპი, თითქოს საუკეთესო ბროლისგან. მზე საკმაოდ კაშკაშა იყო. ექიმმა ოსპი მის სხივებს დაუფარა და ფოკუსირება მოახდინა თხილზე. რამდენიმე წამის შემდეგ ჭურჭელს ცეცხლი გაუჩნდა“.
სურათი 113. "ექიმმა კონცენტრირება მოახდინა მზის სხივები ტინერზე."
ჟიულ ვერნის ისტორია არ არის მთლად ფანტასტიკური: ექსპერიმენტები ხის ყინულივით ცივი ოსპით განათებაზე, რომელიც პირველად წარმატებით ჩატარდა ინგლისში ძალიან დიდი ოსპით ჯერ კიდევ 1763 წელს, მას შემდეგ არაერთხელ ჩატარდა სრული წარმატებით. რა თქმა უნდა ძნელი გასაკეთებელიაგამჭვირვალეყინულის ოსპი ისეთი ხელსაწყოების გამოყენებით, როგორიცაა ნაჯახი, დანა და „მხოლოდ ხელი“ (48 გრადუს ყინვაში!), მაგრამ შეგიძლიათ ყინულის ოსპი გააადვილოთ: ჩაასხით წყალი შესაბამისი ფორმის ჭიქაში და გაყინეთ, შემდეგ კი ოდნავ გაათბეთ ჭიქა, ამოიღეთ იგი მოხარშული ოსპიდან.
ბრინჯი. 114. ჭიქა ყინულის ოსპის დასამზადებლად.
ასეთი ექსპერიმენტის გაკეთებისას არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ეს შესაძლებელია მხოლოდ ყინვაგამძლე დღეს და ღია ცის ქვეშ, მაგრამ არა ოთახში ფანჯრის მიღმა: მინა შთანთქავს მზის სხივების ენერგიის მნიშვნელოვან ნაწილს და არა. საკმარისია დარჩენილი მნიშვნელოვანი გათბობა.
მზის სხივების დახმარებით
გააკეთეთ კიდევ ერთი ექსპერიმენტი, რომელიც ასევე ადვილია ზამთარში. დაწექი თოვლზე, მზის შუქით დატბორილი, ორი ცალი ერთი და იგივე ზომის ქსოვილი, ღია და შავი. ერთი-ორი საათის შემდეგ დაინახავთ, რომ შავი ლაქა თოვლში ჩაიძირა, მსუბუქი კი იმავე დონეზე დარჩა. ასეთი განსხვავების მიზეზების პოვნა რთული არ არის: შავი ლაქის ქვეშ თოვლი უფრო ძლიერად დნება, ვინაიდან მუქი ქსოვილი შთანთქავს მასზე დაცემული მზის სხივების უმეტეს ნაწილს; სინათლე, პირიქით, ფანტავს მათ უმეტესობას და, შესაბამისად, თბება შავზე ნაკლებად.
ეს სასწავლო ექსპერიმენტი პირველად ჩაატარა შეერთებული შტატების დამოუკიდებლობისთვის ცნობილმა მებრძოლმა ბენჯამინ ფრანკლინმა, რომელმაც თავი, როგორც ფიზიკოსმა, ელვისებური ჯოხის გამოგონებით უკვდავყო. „მკერავისგან ავიღე სხვადასხვა ფერის ქსოვილის რამდენიმე კვადრატული ნაჭერი, - წერდა ის, - მათ შორის იყო: შავი, მუქი ლურჯი, ღია ცისფერი, მწვანე, იასამნისფერი, წითელი, თეთრი და სხვა სხვადასხვა ფერები და ჩრდილები. ერთ მზიან დილას. ყველა ეს ნაჭერი თოვლზე დავდე.რამდენიმე საათის შემდეგ შავი ნაჭერი, რომელიც სხვებზე მეტად იყო გაცხელებული, ისე ღრმად ჩაიძირა, რომ მზის სხივები მას ვეღარ აღწევდნენ; მუქი ლურჯი თითქმის ისევე ჩაიძირა, როგორც შავი; ღია ცისფერი გაცილებით ნაკლები; სხვა ფერები რაც უფრო ნაკლებად იძირებოდა, მით უფრო ღია იყო, ხოლო თეთრი დარჩა ზედაპირზე, ანუ საერთოდ არ ჩაიძირა.
„რა სარგებელს მოუტანს თეორიას, თუ მისგან ვერანაირი სარგებელი ვერ მოიპოვება?“ - წამოიძახებს ის ამ შემთხვევაში და განაგრძობს: „არ შეგვიძლია ამ გამოცდილებიდან დავასკვნათ, რომ თბილ მზიან კლიმატში შავი კაბა ნაკლებად შესაფერისია, ვიდრე თეთრი, რადგან მზეზე ის უფრო ათბობს ჩვენს სხეულს და თუ ჩვენ მაინც ვაკეთებთ მოძრაობებს, რომლებიც თავისთავად გვათბობს, მაშინ წარმოიქმნება ზედმეტი სიცხე? რაც ზოგიერთში იწვევს მზის დარტყმას? დღე, რომ გარკვეულწილად თბილი იყოს ღამით და დაიცვას ხილი ყინვისგან? მნიშვნელობა?
რა შეიძლება იყოს ეს დასკვნები და სასარგებლო აპლიკაციები, ნაჩვენებია 1903 წლის გერმანიის სამხრეთ პოლარული ექსპედიციის მაგალითი გემ Gauss-ზე. გემი ყინულში იყო გაყინული და გათავისუფლების ყველა ჩვეულ მეთოდს არანაირი შედეგი არ მოჰყოლია. მხოლოდ ამოღებულ იქნა. რამდენიმე ასეული კუბური მეტრი ყინული და გემი არ გაათავისუფლეს, შემდეგ კი მზის სხივების დახმარებას მიმართეს: ყინულზე 2 კმ სიგრძისა და ათი მეტრის სიგანის მუქი ფერფლის და ნახშირის ზოლი გააკეთეს, რომელიც გემიდან გამოდიოდა. ყინულის უახლოეს ფართო უფსკრულისკენ. პოლარული ზაფხულის ნათელი გრძელი დღეები და მზის სხივები აკეთებდნენ იმას, რაც დინამიტსა და ხერხს არ შეეძლო: ყინული, დნობის შემდეგ, გატყდა დაგროვილი ზოლის გასწვრივ და გემი გათავისუფლდა ყინულისგან. .
ძველი და ახალი მირაჟების შესახებ
ალბათ ყველამ იცის, რა არის ჩვეულებრივი მირაჟის ფიზიკური მიზეზი. უდაბნოს ცხელი ქვიშა სარკის თვისებებს იძენს, რადგან მის მიმდებარე ჰაერის გაცხელებულ ფენას აქვს უფრო დაბალი სიმკვრივე, ვიდრე ზემოდან. ძალიან შორეული ობიექტის სინათლის დახრილი სხივი, რომელიც მიაღწია ამ ჰაერის ფენას, ახვევს გზას მასში ისე, რომ მისი შემდგომი მოძრაობისას კვლავ შორდება მიწას და ურტყამს დამკვირვებლის თვალს, თითქოს სარკედან აისახება ძალიან. დაცემის დიდი კუთხე. და დამკვირვებელს ეჩვენება, რომ უდაბნოში მის წინ გაშლილია წყლის ზედაპირი, რომელიც ასახავს სანაპირო ობიექტებს (სურ. 115).
ბრინჯი. 115. როგორ ჩნდება მირაჟი უდაბნოში. ეს ნახატი, რომელიც ჩვეულებრივ რეპროდუცირებულია სახელმძღვანელოებში, ასახავს სინათლის სხივის გზას, რომელიც ზედმეტად ციცაბო სახით არის დახრილი მიწისკენ.
თუმცა უფრო სწორი იქნება თუ ვიტყვით, რომ ცხელი ნიადაგის მახლობლად ჰაერის გახურებული ფენა ირეკლავს სხივებს არა სარკევით, არამედ წყლის სიღრმიდან დანახული წყლის ზედაპირივით. რაც აქ ხდება უბრალო ანარეკლი კი არ არის, არამედ ის, რასაც ფიზიკის ენაში „შინაგანი არეკვლა“ ჰქვია, ამისთვის აუცილებელია, რომ სინათლის სხივი ჰაერის ფენებში შევიდეს ძალიან ნაზად - უფრო ნაზად, ვიდრე ნაჩვენებია ჩვენს გამარტივებულ ნახ. 115; წინააღმდეგ შემთხვევაში, მას არ გადააჭარბებს სხივის დაცემის "შეზღუდულ კუთხეს" და ამის გარეშე შიდა არეკვლა არ მიიღება.
ჩვენ აღვნიშნავთ ამ თეორიის ერთ პუნქტს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გაუგებრობა. ზემოაღნიშნული განმარტება მოითხოვს ჰაერის ფენების ისეთ განლაგებას, რომელშიც უფრო მკვრივი ფენები უფრო მაღალი იქნება ვიდრე ნაკლებად მკვრივი. თუმცა, ჩვენ ვიცით, რომ მკვრივი, მძიმე ჰაერი იძირება და აიძულებს გაზის ქვედა მსუბუქ ფენას ზევით. როგორ შეიძლება არსებობდეს მკვრივი და იშვიათი ჰაერის ფენების ის განლაგება, რაც აუცილებელია მირაჟის გამოჩენისთვის?
ბრინჯი. 116. მირაჟი ასფალტზე.
პასუხი მდგომარეობს იმაში, რომ ჰაერის ფენების საჭირო განლაგება არის არა უძრავ ჰაერში, არამედ ჰაერში მოძრაობაში. ნიადაგის მიერ გაცხელებული ჰაერის ფენა მასზე არ ეყრდნობა, მაგრამ მუდმივად იწევს ზევით და მაშინვე იცვლება გაცხელებული ჰაერის ახალი ფენით. მუდმივი ცვლილება იწვევს, რომ იშვიათი ჰაერის გარკვეული ფენა ყოველთვის უახლოვდება ცხელ ქვიშას, თუნდაც იგივე არ იყოს, მაგრამ ეს უკვე გულგრილია სხივების კურსის მიმართ.
მირაჟის სახეობა, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, ცნობილია უძველესი დროიდან. თანამედროვე მეტეოროლოგიაში მას უწოდებენ "ქვედა" მირაჟს (განსხვავებით "ზედა" მირაჟისგან, რომელიც წარმოიქმნება სინათლის სხივების არეკვით ზედა ატმოსფეროში იშვიათი ჰაერის ფენებით). ადამიანების უმეტესობა დარწმუნებულია, რომ ამ კლასიკური მირაჟის დანახვა შესაძლებელია მხოლოდ სამხრეთ უდაბნოების მხურვალე ჰაერში და არ გვხვდება უფრო ჩრდილოეთ განედებში.
ამასობაში ქვედა მირაჟი ხშირად შეიმჩნევა ჩვენს რაიონში. ასეთი ფენომენი განსაკუთრებით ხშირია ზაფხულში ასფალტისა და ასფალტის გზებზე, რომლებიც მუქი ფერის გამო მზეზე ძალიან ცხელდება. გზის მქრქალი ზედაპირი მაშინ შორიდან ჩანს, თითქოს წყლით არის დაღვრილი და ასახავს შორეულ ობიექტებს. სინათლის სხივების გზა ამ მირაჟში ნაჩვენებია ნახ. 116. გარკვეული დაკვირვებით, ასეთი ფენომენების დანახვა შეიძლება არც ისე იშვიათად, როგორც ჩვეულებრივ ფიქრობენ.
არსებობს სხვა სახის მირაჟი - მირაჟიმხარე, რომლის არსებობაზეც, როგორც წესი, ეჭვიც კი არ არის. ეს არის ანარეკლი მწვავე გამჭვირვალე კედლიდან. ასეთ შემთხვევას აღწერს ერთი ფრანგი ავტორი. ციხის ციხესთან მიახლოებისას მან შეამჩნია, რომ ციხის ბეტონის კედელი უეცრად სარკესავით ანათებდა და ირეკლავდა მიმდებარე პეიზაჟს, ნიადაგს, ცას. კიდევ რამდენიმე ნაბიჯის გადადგმისას მან იგივე ცვლილება შენიშნა ციხის მეორე კედელში. თითქოს ნაცრისფერი უსწორმასწორო ზედაპირი უცებ შეცვალა გაპრიალებულმა. მშფოთვარე დღე იყო და კედლები ძალიან ცხელი უნდა ყოფილიყო, რაც მათი სპეკულარობის გასაღები იყო. ნახ. 117 გვიჩვენებს ციხის კედლების მდებარეობას (F და F") და დამკვირვებლის მდებარეობას (A და A"). აღმოჩნდა, რომ მირაჟი შეინიშნება მაშინ, როცა კედელი საკმარისად თბება მზის სხივებით, ჩვენ კი მოვახერხეთ ამ ფენომენის გადაღება.
ნახ. 118 გვიჩვენებს (მარცხნივ) ციხესიმაგრის F კედელს, ჯერ მქრქალი, შემდეგ კი მბზინავი (მარჯვნივ), სარკის მსგავსად (აღებული A წერტილიდან"). მარცხენა სურათზე ნაჩვენებია ჩვეულებრივი ნაცრისფერი ბეტონი, რომელშიც, რა თქმა უნდა, ორი ფიგურა მარჯვნივ - იგივე კედელმა უმეტესწილად სარკისებური თვისებები შეიძინა და ჯარისკაცის უახლოესი ფიგურა იძლევა მასში სიმეტრიულ გამოსახულებას.რა თქმა უნდა, ეს არ არის თავად კედლის ზედაპირი, რომელიც ასახავს სხივებს. , მაგრამ მხოლოდ მის მიმდებარედ გაცხელებული ჰაერის ფენა.
ბრინჯი. 117. ციხის გეგმა, სადაც მირაჟი ჩანდა. კედელი F ასახული ჩანდა A წერტილიდან, კედელი F" - A წერტილიდან"
ბრინჯი. 118. ნაცრისფერი უსწორმასწორო კედელი (მარცხნივ) უეცრად ხდება გაპრიალებული, ამრეკლავი (მარჯვნივ).
ზაფხულის ცხელ დღეებში ყურადღება უნდა მიაქციოთ დიდი შენობების გახურებულ კედლებს და მოძებნოთ მირაჟული მოვლენები. ეჭვგარეშეა, გარკვეული ყურადღებით, მირაჟის დაფიქსირებული შემთხვევების რაოდენობა შესამჩნევად უნდა გაიზარდოს.
"მწვანე სხივი"
"როდესმე გინახავთ მზის ჩასვლას ზღვის ჰორიზონტის ქვემოთ? დიახ, ეჭვგარეშეა. მიჰყევით მას იმ მომენტამდე, როდესაც დისკის ზედა კიდე ჰორიზონტს შეეხო და შემდეგ გაქრება? ალბათ კი. მაგრამ შეგიმჩნევიათ ფენომენი რა ხდება იმ მომენტში, როდესაც მანათობელი სანათი აფრქვევს თავის ბოლო სხივს, თუ ცა არის ღრუბლისგან თავისუფალი და სრულიად გამჭვირვალე? ისეთი ფერი, რომ ვერცერთი მხატვარი ვერ მოხვდება მის პალიტრაზე და თავად ბუნებაც არ მრავლდება მცენარეულობის სხვადასხვა ფერებში. , ან ყველაზე გამჭვირვალე ზღვის ფერში.
ინგლისურ გაზეთში მსგავსმა ჩანაწერმა ჟიულ ვერნის რომანის "მწვანე სხივის" ახალგაზრდა ჰეროინი აღფრთოვანებულ მდგომარეობაში მიიყვანა და უბიძგა, რომ გაეტარებინა მოგზაურობის სერია, რომლის მიზანიც იყო მწვანე სხივი საკუთარი თვალით ენახა. ახალგაზრდა შოტლანდიელი ვერ შეძლო, როგორც რომანისტი ამბობს, ბუნების ამ მშვენიერ ფენომენზე დაკვირვება, მაგრამ ის მაინც არსებობს. მწვანე სხივი ლეგენდა არ არის, თუმცა მასთან ბევრი ლეგენდარული რამ არის დაკავშირებული. ეს არის ფენომენი, რომლითაც ყველა ბუნების მოყვარულს შეუძლია აღფრთოვანება. თუ მას სათანადო მოთმინებით ეძებს.
რატომ ჩნდება მწვანე სხივი?
ფენომენის მიზეზს მიხვდებით, თუ გახსოვთ, რა სახით გვევლინებიან საგნები, როცა მათ მინის პრიზმით ვუყურებთ. გააკეთეთ ეს ექსპერიმენტი: დაიჭირეთ პრიზმა თვალის მახლობლად ჰორიზონტალურად, ფართო გვერდით ქვემოთ და შეხედეთ კედელზე მიმაგრებულ ქაღალდის ნაჭერს. შეამჩნევთ, რომ ფოთოლი, ჯერ ერთი, ბევრად მაღლა აიწია, ვიდრე მისი ნამდვილი პოზიცია, მეორეც, მას აქვს იისფერი-ლურჯი საზღვარი ზევით, ხოლო ყვითელ-წითელი ბოლოში. ამაღლება დამოკიდებულია სინათლის რეფრაქციაზე, ფერადი საზღვრები - ჩართულიდისპერსიასმინა, ანუ მინის თვისებებიარათანაბრადრეფრაქციული სხივები სხვადასხვაფერები.იისფერი და ლურჯი სხივები სხვებზე უფრო ძლიერად ირღვევა, ამიტომ ზედა ნაწილში ვხედავთ იისფერ-ლურჯ საზღვარს; წითლები ყველაზე სუსტად ირღვევა და, შესაბამისად, ჩვენი ქაღალდის ფურცლის ქვედა კიდეს აქვს წითელი საზღვარი.
შემდგომი მოქმედების უკეთ გასაგებად, აუცილებელია ვისაუბროთ ამ ფერადი საზღვრების წარმოშობაზე. პრიზმა ანაწილებს ქაღალდიდან გამოსულ თეთრ შუქს სპექტრის ყველა ფერად, რაც იძლევა ქაღალდის ფურცლის მრავალ ფერად გამოსახულებას, განლაგებულ, ნაწილობრივ ერთმანეთზე გადანაწილებული, გარდატეხის წესით. ამ ზედმეტად ერთდროული მოქმედებიდან. ფერადი გამოსახულებების ერთმანეთის თავზე თვალები იღებენ თეთრი ფერის შეგრძნებას (სპექტრული ფერების დამატება), მაგრამ ზედა და ქვედა ნაწილში არის შეურევი ფერების რგოლები. ცნობილმა პოეტმა გოეთემ, რომელმაც გაიარა ეს ექსპერიმენტი და არ ესმოდა მისი მნიშვნელობა, წარმოიდგინა, რომ მან ამით გამოავლინა ფერების შესახებ ნიუტონის დოქტრინის სიყალბე და შემდეგ დაწერა საკუთარი "ფერების მეცნიერება", რომელიც თითქმის მთლიანად ცრუ იდეებზეა დაფუძნებული. მკითხველი, სავარაუდოდ, არ გაიმეორებს დიდი პოეტის ილუზიებს და არ მოელის, რომ პრიზმა ყველა საგანს გადააფერადებს მისთვის.დედამიწის ატმოსფერო ჩვენი თვალებისთვის უზარმაზარი საჰაერო პრიზმის მსგავსია. ჰორიზონტზე მას ვუყურებთ გაზის პრიზმით.მზის დისკი იღებს ზევით არის ლურჯი და მწვანე საზღვარი, ქვევით წითელ-ყვითელი. სანამ მზე ჰორიზონტზე მაღლა დგას, შუქი დისკი თავისი სიკაშკაშით წყვეტს გაცილებით ნაკლებად ნათელ ფერად ზოლებს და ჩვენ მათ საერთოდ ვერ ვამჩნევთ, მაგრამ მზის ამოსვლისა და ჩასვლის მომენტებში, როდესაც მისი თითქმის მთელი დისკი ჰორიზონტის ქვეშ იმალება, ჩვენ ვხედავთ ზედა ლურჯ საზღვარს. კიდე.ორფერია: ზევით ლურჯი ზოლია, ქვემოთ ლურჯი, ლურჯი და მწვანე სხივების ნაზავიდან. რომლის. როდესაც ჰორიზონტის მახლობლად ჰაერი სრულიად სუფთა და გამჭვირვალეა, ჩვენ ვხედავთ ლურჯ საზღვარს - "ლურჯი სხივი". მაგრამ უფრო ხშირად ცისფერი სხივები ატმოსფეროში მიმოფანტულია და რჩება მხოლოდ ერთი მწვანე საზღვარი: "მწვანე სხივის" ფენომენი. . დაბოლოს, უმეტეს შემთხვევაში, ლურჯი და მწვანე სხივები ასევე მიმოფანტულია მოღრუბლული ატმოსფეროს მიერ - მაშინ საზღვარი არ შეინიშნება: მზე ჩადის ჟოლოსფერ ბურთში.
პულკოვოს ასტრონომი გ. მაშინ ჩვენ შეგვიძლია დარწმუნებით ვთქვათ, რომ არ იქნება მწვანე სხივი. ” მიზეზი ნათელია: მზის დისკის წითელი ფერი მიუთითებს ატმოსფეროს მიერ ლურჯი და მწვანე სხივების ძლიერ გაფანტვაზე, ანუ დისკის მთელ ზედა რგოლზე. „პირიქით, - განაგრძობს ასტრონომი, - თუ მზემ ცოტათი შეცვალა ჩვეული მოთეთრო-ყვითელი ფერი და ჩადის ძალიან კაშკაშა (ანუ თუ ატმოსფეროს მიერ სინათლის შთანთქმა მცირეა. -ი.პ.), მაშინ დიდი ალბათობით შეიძლება ველოდოთ მწვანე სხივს. მაგრამ აქ უბრალოდ მნიშვნელოვანია, რომ ჰორიზონტი იყოს მკვეთრი ხაზი, ყოველგვარი დარღვევების გარეშე, ახლომდებარე ტყე, შენობები და ა.შ. ეს პირობები საუკეთესოდ არის დაცული ზღვაზე; ამიტომ მწვანე სხივი ასე კარგად არის ცნობილი მეზღვაურებისთვის“.
ასე რომ, იმისათვის, რომ დაინახოთ "მწვანე სხივი", თქვენ უნდა დააკვირდეთ მზეს მზის ჩასვლის ან ამოსვლის დროს ძალიან მოწმენდილი ცით. სამხრეთის ქვეყნებში ჰორიზონტის მახლობლად ცა უფრო გამჭვირვალეა ვიდრე ჩვენი, ამიტომ "მწვანე" სხივის“ ფენომენი იქ უფრო ხშირად შეიმჩნევა. მაგრამ ჩვენში ეს არც ისე იშვიათია, როგორც ბევრს ჰგონია, ალბათ ჟიულ ვერნის რომანის გავლენით. „მწვანე სხივის“ მუდმივი ძიება ადრე თუ გვიან წარმატებით დაჯილდოვდება. მოხდა ამ ლამაზი ფენომენის დაფიქსირება თუნდაც ტელესკოპით. ორი ელზატიელი ასტრონომი ასეთ დაკვირვებას ასე აღწერს:
„... მზის ჩასვლამდე ბოლო წუთში, როცა, მაშასადამე, მისი შესამჩნევი ნაწილი ჯერ კიდევ ჩანს, დისკს, რომელსაც აქვს ტალღოვანი მოძრავი, მაგრამ მკვეთრად გამოხატული საზღვარი, გარშემორტყმულია მწვანე რგოლით. სანამ მზე მთლიანად არ გაქრება. დაყენებული, ეს რგოლი შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს. ის ხილული ხდება მხოლოდ ჰორიზონტის მიღმა მზის სრული გაქრობის მომენტში. თუ ტელესკოპს გადახედავთ საკმარისად ძლიერი გადიდებით (დაახლოებით 100-ჯერ), შეგიძლიათ თვალყური ადევნოთ დეტალურად ყველა ფენომენი: მწვანე საზღვარი შესამჩნევი ხდება მზის ჩასვლამდე არაუგვიანეს 10 წუთით ადრე, ზღუდავს დისკის ზედა ნაწილს, ხოლო ქვემოდან არის წითელი საზღვარი. საზღვრის სიგანე თავიდან ძალიან მცირეა (მხოლოდ რამდენიმე რკალის წამი), იზრდება მზის ჩასვლისას, ზოგჯერ აღწევს რკალის ნახევარ წუთამდე. მწვანე რგოლების ზემოთ ხშირად შეიმჩნევა მწვანე გამონაყარი, რომელიც მზის თანდათანობით გაქრობით თითქოს სრიალებს მის კიდეზე. ყველაზე მაღალი წერტილი; ზოგჯერ ისინი შორდებიან რგოლს და ცალ-ცალკე ანათებენ რამდენიმე წამის განმავლობაში, სანამ არ გავიდნენ“ (სურ. 119).
ბრინჯი. 119. „მწვანე სხივის“ გრძელვადიანი დაკვირვება, დამკვირვებელმა მთის ქედის უკან „მწვანე სხივი“ 5 წუთის განმავლობაში დაინახა. ზევით მარჯვნივ არის ტელესკოპით ხილული "მწვანე სხივი". მზის დისკს აქვს არარეგულარული კონტურები. 1-ელ პოზიციაზე მზის დისკის სიკაშკაშე აბრმავებს თვალს და ხელს უშლის მწვანე საზღვრის შეუიარაღებელი თვალით დანახვას. პოზიცია 2, როდესაც მზის დისკი თითქმის ქრება, "მწვანე სხივი" ხელმისაწვდომი ხდება შეუიარაღებელი თვალისთვის.
როგორც წესი, ფენომენი გრძელდება ერთი-ორი წამი. მაგრამ გამონაკლის შემთხვევებში, მისი ხანგრძლივობა შესამჩნევად იზრდება. დაფიქსირდა შემთხვევა, როდესაც „მწვანე სხივი“ დაფიქსირდა 5 წუთზე მეტი ხნის განმავლობაში! მზე ჩადიოდა შორეული მთის უკან და სწრაფმა ავლაბარმა დაინახა მზის დისკის მწვანე საზღვარი, თითქოს მთის ფერდობზე სრიალებს (ნახ. 119).
"მწვანე სხივზე" დაკვირვების ძალიან სასწავლო შემთხვევებიმზის ამოსვლამზე, როდესაც სანათურის ზედა კიდე იწყებს გამოჩენას ჰორიზონტის ქვემოდან. ეს უარყოფს ხშირად გამოთქმულ ვარაუდს, რომ „მწვანე სხივი“ არის ოპტიკური ილუზია, რომელსაც თვალი ემორჩილება, როცა დაიღალა ახლად ჩასული მზის კაშკაშა ბრწყინვალებით.
მზე არ არის ერთადერთი მნათობი, რომელიც აგზავნის "მწვანე სხივს" მოხდა ამ ფენომენის დანახვა, რომელიც წარმოიქმნება ჩასავალი ვენერას [მირაჟებისა და მწვანე სხივების შესახებ, შეგიძლიათ ისწავლოთ მ.მინარტის შესანიშნავი წიგნიდან "სინათლე და ფერი". ბუნებაში". ფიზმათგიზი, 1958 წᲨენიშვნა. რედ.].
სინათლის გარდატეხა არის სხივის მიმართულების ცვლილება სხვადასხვა სიმკვრივის ორი მედიის საზღვარზე.
ახსნა: წყალში ჩავარდნილი სინათლის სხივი იცვლის მიმართულებას ორი მედიის საზღვარზე (ანუ წყლის ზედაპირზე). სხივი ფაქტიურად ირღვევა. ამ მოვლენას სინათლის გარდატეხა ეწოდება. ეს ხდება იმის გამო, რომ წყალს და ჰაერს განსხვავებული სიმკვრივე აქვთ. წყალი ჰაერზე მკვრივია და მის ზედაპირზე დაცემული სინათლის სხივის სიჩქარე ნელდება. ამრიგად, წყალი ოპტიკურად უფრო მკვრივი საშუალებაა.
საშუალების ოპტიკური სიმკვრივე ხასიათდება სინათლის გავრცელების სხვადასხვა სიჩქარით.
გარდატეხის კუთხე (ϒ) არის კუთხე, რომელიც წარმოიქმნება გარდატეხილი სხივით და პერპენდიკულარულია სხივის დაცემის წერტილის მიმართ ორ მედიას შორის.
ახსნა:
სხივი გარკვეულ მომენტში დაეცა წყლის ზედაპირზე და დაიმსხვრა. ამ წერტილიდან დავხატოთ პერპენდიკულარი იმავე მიმართულებით, რომლითაც „დატოვა“ გარდატეხილი სხივი – ჩვენს შემთხვევაში პერპენდიკულარი მიმართულია წყალსაცავის ფსკერისკენ. ამ პერპენდიკულარულ და გატეხილი სხივის მიერ წარმოქმნილ კუთხეს გარდატეხის კუთხე ეწოდება.
თუ სინათლე მოძრაობს ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივი გარემოდან ოპტიკურად უფრო მკვრივ გარემოში, მაშინ გარდატეხის კუთხე ყოველთვის ნაკლებია დაცემის კუთხეზე.
მაგალითად, წყალში ჩავარდნილ შუქს დაცემის კუთხე აღემატება გარდატეხის კუთხეს. მიზეზი ის არის, რომ წყალი ჰაერზე უფრო მკვრივი საშუალებაა.
ნებისმიერი ორი მედიისთვის განსხვავებული ოპტიკური სიმკვრივით, შემდეგი ფორმულა მართალია:
ცოდვა α
---
= ნ
ცოდვაϒ
სადაც ნ არის მუდმივი მნიშვნელობა დამოუკიდებლად დაცემის კუთხიდან.
ახსნა:
ავიღოთ წყალში ჩავარდნილი სამი სხივი.
მათი დაცემის კუთხეებია 30°, 45° და 60°.
ამ სხივების გარდატეხის კუთხეები იქნება შესაბამისად 23°, 33° და 42°.
თუ დავადგენთ დაცემის კუთხეების და გარდატეხის კუთხეების თანაფარდობას, მივიღებთ იგივე რიცხვს:
ცოდვა 30° ცოდვა 45° ცოდვა 60°
--- = --- = ---
≅ 1,3
ცოდვა 23° ცოდვა 33° ცოდვა 42°
ამგვარად, თუ სხივის დაცემის კუთხეს გავყოფთ წყალში და მისი გარდატეხის კუთხეს მივიღებთ 1.3. ეს არის მუდმივი ( ნ ), რომელიც ნაპოვნია ზემოაღნიშნული ფორმულის გამოყენებით.
დაცემის სხივი, გარდატეხილი სხივი და პერპენდიკულარი, რომელიც გამოყვანილია სხივის დაცემის წერტილიდან, ერთ სიბრტყეშია.
სინათლის გარდატეხა წყლიდან ჰაერში გადასვლისას
წყალში ჩაძირული ჯოხი, ჩაის ჭიქაში ჩაის კოვზი, წყლის ზედაპირზე სინათლის რეფრაქციის გამო, გვეჩვენება, რომ გატეხილია.
მოათავსეთ მონეტა გაუმჭვირვალე ჭურჭლის ფსკერზე ისე, რომ არ ჩანდეს. ახლა ჩაასხით წყალი ჭურჭელში. მონეტა გამოჩნდება. ამ ფენომენის ახსნა ვიდეოდან ჩანს.
შეხედეთ აუზის ძირს და შეეცადეთ შეაფასოთ მისი სიღრმე. უმეტეს შემთხვევაში, ეს არ მუშაობს სწორად.
მოდით უფრო დეტალურად მივყვეთ როგორ და რამდენად შემცირებულად გვეჩვენება წყალსაცავის სიღრმე, თუ მას ზემოდან შევხედავთ.
მოდით H (ნახ. 17) იყოს წყალსაცავის ნამდვილი სიღრმე, რომლის ფსკერზე დევს პატარა ობიექტი, როგორიცაა კენჭი. მის მიერ ასახული სინათლე ყველა მიმართულებით განსხვავდება. სხივების გარკვეული სხივი ეცემა წყლის ზედაპირზე O წერტილში ქვემოდან a 1 კუთხით, ზედაპირზე ირღვევა და თვალში შედის. გარდატეხის კანონის მიხედვით შეგვიძლია დავწეროთ:
მაგრამ ვინაიდან n 2 \u003d 1, მაშინ n 1 sin a 1 \u003d sin ϒ 1.
რეფრაქციული სხივი თვალში შედის B წერტილში. გაითვალისწინეთ, რომ თვალში არა ერთი სხივი, არამედ სხივების სხივი შედის, რომლის განივი მონაკვეთი შემოიფარგლება თვალის გუგლით.
სურათზე 17, სხივი ნაჩვენებია თხელი ხაზების სახით. თუმცა, ეს სხივი ვიწროა და ჩვენ შეგვიძლია უგულებელვყოთ მისი განივი მონაკვეთი, ავიღოთ იგი AOB ხაზისთვის.
თვალი აწვება A წერტილს A 1-ზე და წყალსაცავის სიღრმე h-ის ტოლი გვეჩვენება.
ნახატიდან ჩანს, რომ h წყალსაცავის აშკარა სიღრმე დამოკიდებულია H-ის ნამდვილ მნიშვნელობაზე და დაკვირვების კუთხეზე ϒ 1 .
გამოვხატოთ ეს დამოკიდებულება მათემატიკურად.
სამკუთხედებიდან AOC და A 1 OS გვაქვს:
ამ განტოლებიდან OS-ს გამოკლებით, მივიღებთ:
იმის გათვალისწინებით, რომ \u003d ϒ 1 და sin ϒ 1 \u003d n 1 sin a 1 \u003d n sin a, მივიღებთ:
ამ ფორმულაში რეზერვუარის h აშკარა სიღრმის დამოკიდებულება ნამდვილ H სიღრმეზე და დაკვირვების კუთხეზე აშკარად არ ჩანს. ამ დამოკიდებულების უფრო მკაფიო წარმოდგენისთვის, მოდით გამოვხატოთ იგი გრაფიკულად.
გრაფიკზე (ნახ. 18), აბსცისის ღერძის გასწვრივ, დაკვირვების კუთხეების მნიშვნელობები გამოსახულია გრადუსით, ხოლო ორდინატთა ღერძის გასწვრივ, მათ შესაბამისი აშკარა სიღრმეები h ფაქტობრივი სიღრმის H ფრაქციებში. მრუდი გვიჩვენებს, რომ მცირე ხედვის კუთხით, აშკარა სიღრმე
არის რეალური მნიშვნელობის დაახლოებით ¾ და მცირდება ხედვის კუთხის მატებასთან ერთად. დაკვირვების კუთხით a = 47°, მთლიანი შიდა ასახვა ხდება და სხივი წყლიდან გაქცევას ვერ შეძლებს.
მირაჟები
არაჰომოგენურ გარემოში სინათლე არ ვრცელდება სწორი ხაზით. თუ წარმოვიდგენთ გარემოს, რომელშიც რეფრაქციული ინდექსი იცვლება ქვემოდან ზევით და გონებრივად დავყოფთ მას თხელ ჰორიზონტალურ ფენებად,
შემდეგ, ფენიდან შრეზე გადასვლისას სინათლის გარდატეხის პირობების გათვალისწინებით, აღვნიშნავთ, რომ ასეთ გარემოში სინათლის სხივმა თანდათან უნდა შეიცვალოს მიმართულება (სურ. 19, 20).
სინათლის სხივის ასეთ გამრუდებას განიცდის ატმოსფერო, რომელშიც, ამა თუ იმ მიზეზით, ძირითადად მისი არათანაბარი გაცხელების გამო, ჰაერის გარდატეხის მაჩვენებელი იცვლება სიმაღლესთან ერთად (სურ. 21).
ჰაერი ჩვეულებრივ თბება ნიადაგით, რომელიც შთანთქავს მზის სხივების ენერგიას. ამიტომ ჰაერის ტემპერატურა სიმაღლესთან ერთად იკლებს. ასევე ცნობილია, რომ ჰაერის სიმკვრივე სიმაღლესთან ერთად მცირდება. დადგენილია, რომ სიმაღლის მატებასთან ერთად, გარდატეხის ინდექსი მცირდება, ამიტომ ატმოსფეროში გამავალი სხივები იღუნება, იხრება დედამიწისკენ (სურ. 21). ამ მოვლენას ნორმალურ ატმოსფერულ რეფრაქციას უწოდებენ. გარდატეხის გამო, ციური სხეულები გვეჩვენება ჰორიზონტის ზემოთ გარკვეულწილად „აწეული“ (მათი ნამდვილი სიმაღლეზე მაღლა).
გამოთვლილია, რომ ატმოსფერული გარდატეხა 30°-ზე 1"40-ით ამაღლებს ობიექტებს", 15°-ზე - 3"30-ით", 5° სიმაღლეზე - 9"45-ით". ჰორიზონტზე მყოფი სხეულებისთვის ეს მნიშვნელობა აღწევს 35"-ს. ეს მაჩვენებლები გადახრილია ამა თუ იმ მიმართულებით ატმოსფეროს წნევისა და ტემპერატურის მიხედვით. თუმცა ამა თუ იმ მიზეზით ჰაერის მასები ქვედა ფენებზე მაღალი ტემპერატურის მქონეა. შეიძლება მოიყვანოს ქარმა ცხელი ქვეყნებიდან, მაგალითად, ცხელი უდაბნოდან. თუ ამ დროს ანტიციკლონის ცივი, მკვრივი ჰაერი ქვედა ფენებშია, მაშინ რეფრაქციის ფენომენი შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს და სინათლის სხივები მოვა. ხმელეთის ობიექტებიდან ზემოთ, ჰორიზონტის გარკვეული კუთხით, მათ შეუძლიათ დაბრუნდნენ მიწაზე (სურ. 22).
თუმცა, შეიძლება მოხდეს, რომ დედამიწის ზედაპირზე, მისი ძლიერი გაცხელების გამო, ჰაერი ისე თბება, რომ ნიადაგის მახლობლად სინათლის გარდატეხის ინდექსი უფრო ნაკლები გახდეს, ვიდრე ნიადაგის ზემოთ გარკვეულ სიმაღლეზე. თუ ამავე დროს არის მშვიდი ამინდი, მაშინ ეს მდგომარეობა შეიძლება გაგრძელდეს საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში. შემდეგ ობიექტების სხივები, რომლებიც დედამიწის ზედაპირთან საკმაოდ დიდი კუთხით ეცემა, შეიძლება იმდენად მოხრილი იყოს, რომ დედამიწის ზედაპირთან ახლოს არსებული რკალი აღწერს, ისინი ქვემოდან ზევით წავლენ (ნახ. 23a). 236-ზე ნაჩვენები შემთხვევაც შესაძლებელია.
ატმოსფეროში ზემოთ აღწერილი მდგომარეობები ხსნის საინტერესო ფენომენების - ატმოსფერული მირაჟების წარმოქმნას. ეს ფენომენი ჩვეულებრივ იყოფა სამ კლასად. პირველ კლასში შედის ყველაზე გავრცელებული და წარმოშობის მარტივი, ეგრეთ წოდებული ტბის (ან ქვედა) მირაჟები, რომლებიც უამრავ იმედს და იმედგაცრუებას იწვევს უდაბნოში მოგზაურთა შორის.
ფრანგი მათემატიკოსი გასპარ მონჟე, რომელიც მონაწილეობდა 1798 წლის ეგვიპტის კამპანიაში, ასე აღწერს თავის შთაბეჭდილებებს ამ კლასის მირაჟებზე:
„როდესაც დედამიწის ზედაპირი მზეზე ძლიერად თბება და მხოლოდ ახლა იწყებს გაციებას ბინდის დადგომამდე, ნაცნობი რელიეფი აღარ ვრცელდება ჰორიზონტზე, როგორც დღისით, არამედ გადის, როგორც ჩანს, დაახლოებით ერთი. ლიგა უწყვეტ წყალდიდობაში.
სოფლები უფრო შორს ჰგავს კუნძულებს უზარმაზარ ტბაში. ყოველი სოფლის ქვეშ არის მისი გადმობრუნებული ანარეკლი, მხოლოდ ის არ არის მკვეთრი, არ ჩანს პატარა დეტალები, როგორც ანარეკლი წყალში ქარის მიერ. თუ მიუახლოვდებით სოფელს, რომელიც თითქოს წყალდიდობითაა გარშემორტყმული, წარმოსახვითი წყლის ნაპირი შორდება, წყლის ტოტი, რომელიც სოფლიდან გვაშორებდა, თანდათან ვიწროვდება, სანამ მთლიანად არ გაქრება და ტბა... ახლა იწყება ამ სოფლის უკან. , რომელიც ასახავს შემდგომ მდებარე სოფლებს“ (სურ. 24).
ამ ფენომენის ახსნა მარტივია. ნიადაგით გახურებულ ჰაერის ქვედა ფენებს ამაღლების დრო არ ჰქონდათ; მათი რეფრაქციული ინდექსი ზედაზე ნაკლებია. მაშასადამე, ობიექტებიდან გამომავალი სინათლის სხივები (მაგალითად, პალმის ხეზე B წერტილიდან, სურ. 23a), ჰაერში მოხრილი, თვალში ქვემოდან შედის. თვალი ასხივებს სხივს B 1 წერტილამდე. იგივე ხდება სხივების შემთხვევაში, რომლებიც მოდის ობიექტის სხვა წერტილებიდან. ობიექტი დამკვირვებელს ეჩვენება, რომ ამოტრიალებულია.
საიდან არის წყალი? წყალი ცის ანარეკლია.
მირაჟის სანახავად არ არის საჭირო აფრიკაში წასვლა. მისი დაკვირვება შესაძლებელია ზაფხულის ცხელ, წყნარ დღეს და ასფალტის მაგისტრალის გახურებულ ზედაპირზე.
მეორე კლასის მირაჟებს უმაღლესი ან შორეული ხედვის მირაჟები ეწოდება. ნ.ვ.გოგოლის მიერ აღწერილი „გაუგონარი სასწაული“ ყველაზე მეტად მათ ჰგავს. ჩვენ ვაძლევთ რამდენიმე ასეთი მირაჟის აღწერას.
საფრანგეთის კოტ დ'აზურიდან, გამთენიისას, ხმელთაშუა ზღვის წყლებიდან, ჰორიზონტიდან, ამოდის მთების ბნელი ჯაჭვი, რომელშიც მაცხოვრებლები აღიარებენ კორსიკას. მანძილი კორსიკამდე 200 კმ-ზე მეტია, ამიტომ მხედველობის ხაზი გამორიცხულია.
ინგლისის სანაპიროზე, ჰასტინგსის მახლობლად, შეგიძლიათ ნახოთ საფრანგეთის სანაპირო. როგორც ნატურალისტი Niedige იტყობინება, ”კალაბრიის რეჯიოს მახლობლად, სიცილიური სანაპიროსა და ქალაქ მესინას მოპირდაპირედ, ჰაერში ზოგჯერ ჩანს მთელი უცნობი ადგილები საძოვრებითა, კვიპაროსის კორომებითა და ციხეებით. ჰაერში მცირე ხნით ყოფნის შემდეგ მირაჟები ქრება.
შორეული მირაჟები ჩნდება, თუ ატმოსფეროს ზედა ფენები რაიმე მიზეზით განსაკუთრებით იშვიათია, მაგალითად, როდესაც იქ გახურებული ჰაერი მოხვდება. შემდეგ ხმელეთის ობიექტებიდან გამომავალი სხივები უფრო ძლიერად იღუნება და აღწევს დედამიწის ზედაპირს, მიდის ჰორიზონტისკენ დიდი კუთხით. დამკვირვებლის თვალი ასახავს მათ იმ მიმართულებით, სადაც ისინი შედიან მასში.
როგორც ჩანს, ამაში დიდი რიცხვიშორეული ხედვის მირაჟები შეიმჩნევა ხმელთაშუა ზღვის სანაპიროზე, საჰარას უდაბნოა დამნაშავე. ცხელი ჰაერის მასები მაღლა იწევს, შემდეგ ჩრდილოეთისკენ მიიწევს და ხელსაყრელ პირობებს ქმნის მირაჟების წარმოქმნისთვის.
უმაღლესი მირაჟები შეინიშნება ჩრდილოეთის ქვეყნებშიც, როცა თბილი სამხრეთის ქარი უბერავს. ატმოსფეროს ზედა ფენები თბება, ხოლო ქვედა ფენები გაცივებულია ყინულისა და თოვლის დიდი მასების არსებობის გამო.
ზოგჯერ შეინიშნება ობიექტების როგორც პირდაპირი, ასევე საპირისპირო გამოსახულებები. ნახაზები 25-27 აჩვენებს ზუსტად ასეთ ფენომენებს, რომლებიც დაფიქსირდა არქტიკულ განედებში. როგორც ჩანს, დედამიწის ზემოთ არის ჰაერის უფრო მკვრივი და იშვიათი ფენების მონაცვლეობა, რომლებიც ახშობენ სინათლის სხივებს დაახლოებით ისე, როგორც ნაჩვენებია 26 სურათზე.
მესამე კლასის მირაჟები - ულტრა გრძელი ხედვა - რთული ასახსნელია. მოდით აღვწეროთ რამდენიმე მათგანი.
„რამდენიმე სანდო პირის ჩვენებებზე დაყრდნობით, - წერს კ. ფლამარიონი წიგნში „ატმოსფერო“, - შემიძლია მოგახსენოთ მირაჟი, რომელიც ნახეს ქალაქ ვერვიეში (ბელგია) 1815 წლის ივნისში. ერთ დილას, ქალაქის მცხოვრებლებმა დაინახეს ჯარი ცაზე და იმდენად ნათელი იყო, რომ მათ შეეძლოთ განასხვავონ არტილერისტების კოსტიუმები, ქვემეხი გატეხილი ბორბალით, რომელიც ჩამოვარდნას აპირებდა... ეს იყო დილა. ვატერლოოს ბრძოლა! ვატერლოოსა და ვერვიერს შორის მანძილი სწორ ხაზზე არის 105 კმ.
არის შემთხვევები, როდესაც მირაჟები დაფიქსირდა 800, 1000 და მეტი კილომეტრის მანძილზე.
აქ არის კიდევ ერთი საოცარი შემთხვევა. 1898 წლის 27 მარტის ღამეს წყნარი ოკეანის შუაგულში ბრემენის გემის მატადორის ეკიპაჟი ხილვამ შეაშინა. დაახლოებით შუაღამისას ეკიპაჟმა დააფიქსირა გემი დაახლოებით ორი მილის (3,2 კმ) დაშორებით, რომელიც ებრძოდა ძლიერ ქარიშხალს.
ეს მით უფრო გასაკვირი იყო, რადგან გარემო მშვიდი იყო. გემმა გადალახა მატადორის კურსი და იყო მომენტები, როდესაც ჩანდა, რომ გემების შეჯახება გარდაუვალი იყო... მატადორის ეკიპაჟმა დაინახა, როგორ გაქრა შუქი უცნობ გემზე ტალღის ერთი ძლიერი დარტყმის დროს. კაპიტნის სალონში, რომელიც სულ ჩანდა ორ ფანჯარაში. ცოტა ხნის შემდეგ გემი გაქრა, თან წაიღო ქარი და ტალღები.
საქმე მოგვიანებით გაირკვა. აღმოჩნდა, რომ ეს ყველაფერი სხვა გემთან მოხდა, რომელიც „ხილვის“ დროს „მატადორიდან“ იყო 1700 კმ მანძილზე.
რა გზებით მოძრაობს სინათლე ატმოსფეროში ისე, რომ ობიექტების განსხვავებული გამოსახულებები ინახება ასეთ დიდ მანძილზე? ამ კითხვაზე ზუსტი პასუხი ჯერ არ არსებობს. იყო წინადადებები ატმოსფეროში გიგანტური საჰაერო ლინზების წარმოქმნის შესახებ, მეორადი მირაჟის დაყოვნების შესახებ, ანუ მირაჟიდან მირაჟი. შესაძლებელია, რომ იონოსფერო* აქ თამაშობს როლს, რომელიც ასახავს არა მხოლოდ რადიოტალღებს, არამედ სინათლის ტალღებსაც.
როგორც ჩანს, აღწერილ ფენომენებს ისეთივე წარმომავლობა აქვთ, როგორც ზღვებზე დაფიქსირებულ სხვა მირაჟებს, სახელწოდებით "მფრინავი ჰოლანდიელი" ან "ფატა მორგანა", როდესაც მეზღვაურები ხედავენ მოჩვენებით გემებს, რომლებიც შემდეგ ქრება და შიშს შთააგონებს ცრუმორწმუნე ადამიანებს.
ᲪᲘᲡᲐᲠᲢᲧᲔᲚᲐ
ცისარტყელა - ეს მშვენიერი ციური ფენომენი - ყოველთვის იპყრობდა ადამიანის ყურადღებას. ძველ დროში, როდესაც ადამიანებმა ჯერ კიდევ ძალიან ცოტა იცოდნენ მათ გარშემო არსებული სამყაროს შესახებ, ცისარტყელა ითვლებოდა "ზეციურ ნიშად". ასე რომ, ძველი ბერძნები ფიქრობდნენ, რომ ცისარტყელა ქალღმერთ ირიდას ღიმილია.
ცისარტყელა შეინიშნება მზის საპირისპირო მიმართულებით, წვიმის ღრუბლების ან წვიმის ფონზე. მრავალფერადი რკალი, როგორც წესი, განლაგებულია დამკვირვებლიდან 1-2 კმ-ის დაშორებით, ზოგჯერ მისი დაკვირვება შესაძლებელია 2-3 მ მანძილზე შადრევნების ან წყლის შესხურებით წარმოქმნილი წყლის წვეთების ფონზე.
ცისარტყელის ცენტრი მზისა და დამკვირვებლის თვალის დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გაგრძელებაზეა - მზის საწინააღმდეგო ხაზზე. კუთხე მთავარ ცისარტყელასა და მზის საწინააღმდეგო ხაზს შორის არის 41-42° (სურ. 28).
მზის ამოსვლის დროს ანტიმზის წერტილი (წერტი M) ჰორიზონტის ხაზზეა და ცისარტყელა ნახევარწრიულად გამოიყურება. მზის ამოსვლისას ანტიმზის წერტილი ჰორიზონტის ქვემოთ ეცემა და ცისარტყელის ზომა მცირდება. ეს მხოლოდ წრის ნაწილია. დამკვირვებლისთვის, რომელიც მაღალია, მაგალითად. თვითმფრინავი, ცისარტყელა განიხილება, როგორც სრული წრე, დამკვირვებლის ჩრდილის ცენტრში.
ხშირად არის მეორადი ცისარტყელა, კონცენტრირებული პირველთან, კუთხური რადიუსით დაახლოებით 52 ° და ფერების საპირისპირო განლაგებით.
მზის სიმაღლეზე 41°, მთავარი ცისარტყელა წყვეტს ხილვას და მეორადი ცისარტყელას მხოლოდ ნაწილი გამოდის ჰორიზონტის ზემოთ, ხოლო მზის სიმაღლეზე 52°-ზე მეტი, მეორადი ცისარტყელაც არ ჩანს. ამიტომ, შუა და ეკვატორულ განედებში ეს ბუნებრივი მოვლენა არასოდეს შეინიშნება შუადღის საათებში.
ცისარტყელას, სპექტრის მსგავსად, აქვს შვიდი ძირითადი ფერი, რომლებიც შეუფერხებლად გადადიან ერთმანეთში. რკალის ფორმა, ფერების სიკაშკაშე, ზოლების სიგანე დამოკიდებულია წყლის წვეთების ზომაზე და მათ რაოდენობაზე. დიდი წვეთები ქმნიან ვიწრო ცისარტყელას, მკვეთრად გამოხატული ფერებით, პატარა წვეთები ქმნის რკალს, რომელიც ბუნდოვანია, გაცვეთილი და თეთრიც კი. ამიტომაც ნათელი ვიწრო ცისარტყელა ჩანს ზაფხულში ჭექა-ქუხილის შემდეგ, რომლის დროსაც დიდი წვეთები ეცემა.
პირველად ცისარტყელას თეორია 1637 წელს რ.დეკარტმა მისცა. მან ახსნა ცისარტყელა, როგორც ფენომენი, რომელიც დაკავშირებულია წვიმის წვეთებში სინათლის ანარეკლთან და გარდატეხასთან.
ფერების ფორმირება და მათი თანმიმდევრობა ახსნილი იქნა მოგვიანებით, თეთრი სინათლის რთული ბუნებისა და გარემოში მისი დისპერსიის ამოცნობის შემდეგ. ცისარტყელის დიფრაქციული თეორია შეიმუშავეს აირიმ და პერტნერმა.
განვიხილოთ უმარტივესი შემთხვევა: დაეცემა მზის პარალელური სხივების სხივი ბურთის ფორმის მქონე წვეთს (სურ. 29). A წერტილში წვეთი ზედაპირზე ჩამოვარდნილი სხივი ირღვევა მის შიგნით გარდატეხის კანონის მიხედვით: n 1 sin a \u003d n 2 sin β, სადაც n 1 \u003d 1, n 2 ≈ 1.33 - ჰაერის გარდატეხის მაჩვენებლები და წყალი, შესაბამისად, a - კუთხის დაცემა, β არის სინათლის გარდატეხის კუთხე.
წვეთი შიგნით, სხივი მოძრაობს სწორი ხაზით AB. B წერტილში სხივი ნაწილობრივ ირღვევა და ნაწილობრივ აირეკლება. გაითვალისწინეთ, რომ რაც უფრო მცირეა დაცემის კუთხე B წერტილში და, შესაბამისად, A წერტილში, მით უფრო დაბალია არეკლილი სხივის ინტენსივობა და მით უფრო დიდია გარდატეხილი სხივის ინტენსივობა.
AB სხივი B წერტილში ასახვის შემდეგ გადის β 1" კუთხით = β 1 ხვდება C წერტილს, სადაც ასევე ხდება ნაწილობრივი ანარეკლი და სინათლის ნაწილობრივი გარდატეხა. გარდატეხილი სხივი ტოვებს წვეთს y2 კუთხით და არეკლილი შეიძლება უფრო შორს წავიდეს. , D წერტილამდე და ა.შ. ამგვარად, სინათლის სხივი წვეთში განიცდის მრავალ არეკვლას და გარდატეხას.ყოველ ანარეკლზე გამოდის სინათლის სხივების გარკვეული ნაწილი და მცირდება მათი ინტენსივობა წვეთში. ყველაზე ინტენსიური სხივები. ჰაერში აღმოცენებული არის სხივი, რომელიც წარმოიშვა B წერტილში წვეთიდან. თუმცა, ძნელია დაკვირვება, რადგან ის იკარგება კაშკაშა პირდაპირი მზის ფონზე. C წერტილში რეფრაქციული სხივები ერთად ქმნის პირველად ცისარტყელას. ბნელი ღრუბლის ფონი და D წერტილში გადატეხილი სხივები
მიეცით მეორადი ცისარტყელა, რომელიც, როგორც ითქვა, ნაკლებად ინტენსიურია, ვიდრე პირველადი.
K=1 შემთხვევისთვის მივიღებთ Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 1 = 137° 30".
ამიტომ, პირველი რიგის ცისარტყელის ხედვის კუთხეა:
φ 1 \u003d 180 ° - 137 ° 30 "= 42 ° 30"
DE სხივისთვის, რომელიც იძლევა მეორე რიგის ცისარტყელას, ანუ K = 2-ის შემთხვევაში გვაქვს:
Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 2 = 236°38".
მეორე რიგის ცისარტყელას ხედვის კუთხე φ 2 = 180° - 234°38" = - 56°38".
აქედან გამომდინარეობს (ეს ნახატიდანაც ჩანს), რომ განსახილველ შემთხვევაში მეორე რიგის ცისარტყელა მიწიდან არ ჩანს. იმისათვის, რომ ის ხილული იყოს, სინათლე უნდა შევიდეს წვეთში ქვემოდან (სურ. 30, ბ).
ცისარტყელის ფორმირების განხილვისას გასათვალისწინებელია კიდევ ერთი ფენომენი - სხვადასხვა სიგრძის სინათლის ტალღების არათანაბარი რეფრაქცია, ანუ სხვადასხვა ფერის სინათლის სხივები. ამ ფენომენს დისპერსია ეწოდება. დისპერსიის გამო, გარდატეხის კუთხეები ϒ და Θ სხივების გადახრის კუთხეები წვეთში განსხვავებულია სხვადასხვა ფერის სხივებისთვის. სამი სხივის კურსი - წითელი, მწვანე და მეწამული - სქემატურად არის ნაჩვენები სურათზე 30, a პირველი რიგის რკალისთვის და სურათზე 30, b მეორე რიგის რკალისთვის.
ფიგურებიდან ჩანს, რომ ამ რკალებში ფერების თანმიმდევრობა საპირისპიროა.
ყველაზე ხშირად ჩვენ ვხედავთ ერთ ცისარტყელას. იშვიათი არაა შემთხვევები, როდესაც ცაზე ერთდროულად ორი მოცისფრო ზოლი ჩნდება, რომლებიც ერთმანეთის ზემოთ მდებარეობს; ისინი აკვირდებიან, თუმცა, საკმაოდ იშვიათად და კიდევ უფრო მეტ ცისფერ ციურ რკალს - სამი, ოთხი და ხუთიც კი ერთდროულად. ეს საინტერესო ფენომენი ლენინგრადელებმა დააფიქსირეს 1948 წლის 24 სექტემბერს, როდესაც შუადღისას ნევის თავზე ღრუბლებს შორის ოთხი ცისარტყელა გამოჩნდა. გამოდის, რომ ცისარტყელა შეიძლება წარმოიშვას არა მხოლოდ პირდაპირი მზისგან; ხშირად ის ჩნდება მზის ანარეკლულ სხივებში. ეს შეიძლება ნახოთ ზღვის ყურეების, დიდი მდინარეების და ტბების სანაპიროებზე. სამი-ოთხი ასეთი ცისარტყელა – ჩვეულებრივი და არეკლილი – ზოგჯერ ლამაზ სურათს ქმნის. ვინაიდან წყლის ზედაპირიდან არეკლილი მზის სხივები ქვემოდან ზევით მიდის, ამ სხივებში წარმოქმნილი ცისარტყელა ზოგჯერ შეიძლება სრულიად უჩვეულოდ გამოიყურებოდეს.
არ უნდა იფიქროთ, რომ ცისარტყელას დაკვირვება მხოლოდ დღის განმავლობაში შეიძლება. ეს ხდება ღამით, თუმცა ყოველთვის სუსტია. ასეთი ცისარტყელა შეგიძლიათ ნახოთ ღამის წვიმის შემდეგ, როდესაც მთვარე ღრუბლების მიღმა იყურება.
ცისარტყელას გარკვეული მსგავსება შეიძლება მივიღოთ შემდეგ ექსპერიმენტში. აიღეთ წყლის კოლბა, გაანათეთ იგი მზის შუქით ან ნათურა დაფაზე ნახვრეტით. მაშინ ცისარტყელა აშკარად ჩანს დაფაზე (სურ. 31, ა) და სხივების განსხვავების კუთხე საწყის მიმართულებასთან შედარებით იქნება დაახლოებით 41-42 ° (ნახ. 31.6). ბუნებრივ პირობებში ეკრანი არ არის, გამოსახულება ჩნდება თვალის ბადურაზე და თვალი ამ სურათს ღრუბლებზე ასახავს.
თუ ცისარტყელა ჩნდება საღამოს მზის ჩასვლამდე, მაშინ შეინიშნება წითელი ცისარტყელა. მზის ჩასვლამდე ბოლო ხუთი-ათი წუთის განმავლობაში ცისარტყელას ყველა ფერი, წითელის გარდა, ქრება, ის ძალიან კაშკაშა და ხილული ხდება მზის ჩასვლიდან ათი წუთის შემდეგაც კი.
მშვენიერი სანახაობაა ცისარტყელა ნამზე.
მისი დაკვირვება შესაძლებელია მზის ამოსვლისას ნამით დაფარულ ბალახზე. ეს ცისარტყელა ჰიპერბოლას ჰგავს.
ჰალოები
როდესაც ათვალიერებთ ცისარტყელას მდელოზე, თქვენ უნებურად შეამჩნევთ სინათლის გასაოცარ უფერულ ჰალოს - ჰალო, რომელიც გარშემორტყმულია თქვენი თავის ჩრდილით. ეს არ არის ოპტიკური ილუზია ან კონტრასტის ფენომენი. როდესაც ჩრდილი ეცემა გზაზე, ჰალო ქრება. რა არის ამ საინტერესო ფენომენის ახსნა? ნამის წვეთები, რა თქმა უნდა, მნიშვნელოვან როლს თამაშობს აქ, რადგან როდესაც ნამი ქრება, ფენომენი ქრება.
ფენომენის მიზეზის გასარკვევად, გააკეთეთ შემდეგი ექსპერიმენტი. აიღეთ წყლით სავსე სფერული კოლბა და გაუშვით მზის შუქზე. დაე, ის წარმოადგენდეს წვეთს. კოლბის უკან ახლოს მოათავსეთ ქაღალდის ფურცელი, რომელიც ბალახის როლს შეასრულებს. შეხედეთ კოლბას მცირე კუთხით შემხვედრი სხივების მიმართულების მიმართ. თქვენ დაინახავთ მას ნათლად განათებულს ქაღალდიდან არეკლილი სხივებით. ეს სხივები თითქმის ზუსტად მიდის კოლბაზე დაცემული მზის სხივებისკენ. თვალები ოდნავ გვერდზე გადაიტანეთ და კოლბის ნათელი განათება აღარ ჩანს.
აქ საქმე გვაქვს არა გაფანტულ, არამედ მიმართულ შუქთან, რომელიც გამოდის ქაღალდზე ნათელი წერტილიდან. ნათურა მოქმედებს როგორც ლინზა, რომელიც მიმართავს სინათლეს ჩვენსკენ.
პარალელური მზის სხივების სხივი, ნათურაში რეფრაქციის შემდეგ, ქაღალდზე იძლევა მზის მეტ-ნაკლებად ორიენტირებულ გამოსახულებას ნათელი ლაქის სახით. თავის მხრივ, ლაქისგან გამოსხივებული საკმაოდ ბევრი შუქი იპყრობს ნათურას და მასში რეფრაქციის შემდეგ, მიმართულია მზისკენ, ჩვენი თვალების ჩათვლით, რადგან ჩვენ ზურგით ვდგავართ მზისკენ. ჩვენი ლინზების ოპტიკური ნაკლოვანებები - კოლბები იძლევა გარკვეულ გაფანტულ სინათლის ნაკადს, მაგრამ მაინც ქაღალდზე ნათელი წერტილიდან გამომავალი სინათლის ძირითადი ნაკადი მიმართულია მზისკენ. მაგრამ რატომ არ არის მწვანე ბალახის ფრთებიდან არეკლილი სინათლე?
სინამდვილეში მას აქვს სუსტი მომწვანო ელფერი, მაგრამ ძირითადად თეთრია, ისევე როგორც სინათლე, რომელიც აირეკლება მიმართულებით გლუვი შეღებილი ზედაპირებიდან, როგორიცაა ანარეკლი მწვანე ან ყვითელი ცარცის დაფიდან ან ვიტრაჟიდან.
მაგრამ ნამის წვეთები ყოველთვის არ არის სფერული. ისინი შეიძლება იყოს დამახინჯებული. შემდეგ ზოგიერთი მათგანი შუქს გვერდზე მიმართავს, მაგრამ ის გადის თვალებთან. სხვა წვეთებს, როგორიცაა, მაგალითად, 33-ზე ნაჩვენები, აქვთ ისეთი ფორმა, რომ მათზე დაცემული შუქი, ერთი ან ორი ასახვის შემდეგ, მიმართულია უკან მზისკენ და ხვდება მისკენ მდგომი დამკვირვებლის თვალებში.
და ბოლოს, უნდა აღინიშნოს ამ ფენომენის კიდევ ერთი მახვილგონივრული ახსნა: მხოლოდ ბალახის ის ფოთლები ასახავს სინათლეს მიმართულებით, რომლებზეც მზის პირდაპირი შუქი ეცემა, ანუ ის, რაც არ არის დაფარული მზის მხრიდან სხვა ფოთლებით. თუ გავითვალისწინებთ, რომ მცენარის უმრავლესობის ფოთლები ყოველთვის ბრუნავს თავის სიბრტყეს მზისკენ, მაშინ აშკარაა, რომ ასეთი ამრეკლავი ფოთლები საკმაოდ ბევრი იქნება (სურ. 33, ე). მაშასადამე, ჰალოების დანახვა შესაძლებელია ნამის არარსებობის შემთხვევაშიც, შეუფერხებლად მოთიბული მდელოს ან შეკუმშული ველის ზედაპირზე.
