Abstrakt hodiny zemepisu
"Optické javy v atmosfére"
Stupeň 6, GEF
Pripravené
učiteľ geografie
MOBU Molchanovskaya stredná škola
Gorkavaya Galina Sergejevna
Zhrnutie lekcie na tému: "Optické javy v atmosfére"
| CELÉ MENO | Gorkavaya Galina Sergejevna |
|
| Miesto výkonu práce | MOBU Molchanovskaya stredná škola |
|
| pozícia | učiteľ geografie |
|
| Vec | geografia |
|
| Trieda | ||
| Téma a číslo lekcie v téme | Optické javy v atmosfére. (v časti VI „Atmosféra-vzduchový obal Zeme » |
|
| Základný návod | Geografia Planéta Zem. Ročník 5 – 6. Učebnica (A. A. Lobzhanidze) |
Účel lekcie : Utvoriť si predstavu o vzájomnom ovplyvňovaní atmosféry a človeka, prírodných atmosférických javov;
9. Úlohy:
- vzdelávacie : Získať poznatky o optických javoch v atmosfére
- rozvíjanie : rozvoj kognitívnych záujmov žiakov, schopnosť pracovať v skupine s učebnicou, doplnkovou literatúrou a zdrojmi EER.,
- vzdelávacie : formovanie kultúry komunikácie pri práci v skupine
Plánované výsledky:
Osobné : uvedomenie si hodnôt geografického poznania, as podstatná zložka vedecký obraz sveta.
Metasubjekt : schopnosť organizovať svoje aktivity, určovať si svoje ciele a zámery, schopnosť vykonávať samostatné vyhľadávanie, analýzu, výber informácií, schopnosť interakcie s ľuďmi a tímovej práce. Vyslovovať úsudky, potvrdzovať ich faktami, osvojiť si základné praktické zručnosti práce s učebnicou pre výskum,
predmet : Rozlišujte medzi atmosférickými javmi spojenými s odrazom slnečného žiarenia, elektrinou, nebezpečnými javmi spojenými so zrážkami, s vetrom. Vymenujte typy znečistenia ovzdušia, ktoré je výsledkom ekonomická aktivitačlovek
Univerzálny vzdelávacie aktivity:
Osobné: uvedomiť si potrebu študovať svet okolo.
Regulačné: plánovať svoju činnosť pod vedením učiteľa, hodnotiť prácu spolužiakov, pracovať v súlade s úlohou, porovnávať výsledky s očakávanými.
Poznávacie: extrahovať informácie o optických javoch v atmosfére, prírodných nebezpečenstvách v atmosfére, úloha vzduchový plášť Zem v živote a ekonomickej činnosti človeka získavať nové poznatky zo zdrojov ESM, spracovávať informácie na získavanie požadovaný výsledok.
Komunikatívne: schopnosť vzájomnej komunikácie a interakcie.
Typ lekcie: kombinovaný
Formulár študentskej práce: kolektív, práca vo dvojici
Technické vybavenie : multimediálna inštalácia, interaktívna tabuľa, internet, ESM, Osobný počítač.
Počas vyučovania.
učiteľ: Ahojte chalani! Prišli ste sem študovať, nie leňošiť, ale pracovať. Prajem vám všetkým dobrú náladu! Posaď sa.
Pripomeňme si, akú sekciu študujeme? Vyriešte hádanku!
Sú tam deti, deka,
Pokryť celú Zem?
Aby bolo dosť pre všetkých
Nebolo to vidieť?
Neskladať, nerozkladať
Necítite, nepozerajte sa?
Nechajte prejsť dážď a svetlo
Existuje, ale nie je?
- Čo je to za deku? deti odpovedajú(atmosféra)
Učiteľ: Správne.
Atmosféra nie je homogénna, má niekoľko vrstiev? (troposféra, stratosféra a horná atmosféra)
Z čoho sa skladá zemská atmosféra? (Zmes plynov, drobných kvapiek vody a ľadových kryštálikov, prachu, sadzí, organických látok.)
Aké je zloženie plynu v atmosfére? (dusík - 78%; kyslík 21%; argón - 0,9% a ostatné plyny 0,1%)
Teraz, s trochou vedomostí, môžete vysvetliť väčšinu javov, ktoré sa vyskytujú v atmosfére. Ale v dávnych dobách to ľudia nemali príležitosť, takže atmosférické javy vystrašili poverčivých ľudí, boli považovaní za predzvesť katastrof a nešťastí.
| A čo je to za tajomnú nádobu na mojom stole? Nevieš? Poďme sa pozrieť? |
| Hudba. (Otvorí nádobu, vyvalí sa z nej dym, objaví sa starý Hottabych.) |
| Hottabych: Apchi! Zdravím ťa, môj múdry pane! (Dalejové slováHottabycha, hrá jeden zo študentov sú podčiarknuté.) - Máme z toho veľkú radosť, milý Hottabych. Hottabych: Ďakujem! S veľkým potešením súhlasím! (Sadne si za stôl) Dnes sa zoznámime s niektorými optickými javmi, vyplníme tabuľku, ktorá leží pred vami. Nuž, náš vážený Hottabych nám prezradí, ako starí ľudia predstavovali ten či onen fenomén. |
| Tak poďme na to! |
Skúmanie novej témy.
Otvorte si zošity, zapíšte si číslo a Nechajte priestor zaznamenať tému; nižšie si pri sledovaní videí, ktoré vám ukážem, zapíšte ich mená atmosférické javy ktorí sú takí vystrašení pred ľuďmi, presne v poradí, v akom si ich budete prezerať (študenti spravidla ľahko identifikujú dúhu, polárnu žiaru, blesk, ale s definíciou svätožiary a fata morgánu sú ťažkosti
1. Rainbow -
2. Mirage
3. Halo -
4. Aurora -
5. Blesk -
6. Požiare svätého Elma
Poďme porovnať, čo máte? Snímky 1-7
7 snímka- Všetky tieto javy sa nazývajú optické javy v atmosfére.
8 snímkaNapíšte názov témy do zošita.
Snímka 9 (ciele a ciele) Povedzte cieľ!
Snímka 10
Učebnicová práca. Vašou úlohou je zadať príčiny optických javov na karte!
Práca s učebnicou str.118 (javy spojené s odrazom slnečného svetla: dúha, fatamorgána, svätožiara)
Práca s učebnicou str.119 (elektrické javy: polárna žiara, blesk, Oheň sv. Elma)
Čas - min.
učiteľ: Tak čo, ste pripravení? Náš vážený Hottabych nám povie, ako starí ľudia predstavovali ten či onen fenomén. A rečník z každej skupiny bude hovoriť o príčinách javov! (Vyjdite k tabuli)
Prvý fenomén, ktorý ste identifikovali, je dúha. Prvé slovo je vám dané Hottabych!
Hottabych:Verilo sa, že dúhu stvoril Boh staroveký Babylon ako znamenie, že sa rozhodol zastaviť potopu.
Učiteľ: Poďme zistiť príčinu dúhy!
rečník: Slnečné svetlo sa nám javí ako biele, no v skutočnosti ho tvorí 7 farieb svetla: červená, oranžová, zelená, modrá, indigová a fialová. Pri prechode cez kvapky vody sa slnečný lúč láme a rozpadá sa na rôzne farby. Preto po daždi alebo v blízkosti vodopádov môžete vidieť dúhu.
– Mnohí cestujúci v púšti sú svedkami iného atmosférického javu – Mirage.
Hottabych:Starovekí Egypťania verili, že fatamorgána je duch krajiny, ktorá už neexistuje.
- Prečo vznikajú fatamorgány?
rečník:K tomu dochádza, keď horúci vzduch stúpa nad povrch. Jeho hustota sa začína zvyšovať. Vzduch pri rôznych teplotách má rôzne hustoty a lúč svetla prechádzajúci z vrstvy na vrstvu sa bude ohýbať, čím sa objekt vizuálne priblíži. M. vznikajú nad horúcou (púšť, asfalt), alebo naopak nad chladným povrchom (voda)
V mrazivom počasí sa okolo Slnka a Mesiaca objavujú výrazné prstence - Haló.
Hottabych:Kedysi sa predpokladalo, že v tomto čase sa koná čarodejnícky sabat.
rečník: Vyskytujú sa, keď sa svetlo odráža v ľadových kryštáloch oblakov cirrostratus. Korunky - niekoľko krúžkov sa zrazu zahniezdilo do seba.
- Ďakujem. (rečník odchádza, Hottabych zostáva)
A kto chce teraz hovoriť o javoch spojených s elektrinou? pozvať rečníka z ďalšej skupiny).
(Reproduktor odíde)
- Obyvatelia polárnych oblastí môžu obdivovať polárnu žiaru.
Hottabych:Indiáni Severná Amerika verili, že ide o ohne čarodejníkov, na ktorých varili svojich zajatcov v kotloch.
rečník: Slnko posiela na Zem prúd elektricky nabitých častíc, ktoré sa zrazia s časticami vzduchu a začnú žiariť.
- blesk -„Letí ohnivý šíp, nikto ho nechytí – ani kráľ, ani kráľovná, ani pekná panna.
Hottabych:Verilo sa tomuje to Boh Perún, ktorý zasiahne hada svojou kamennou zbraňou.
rečník:Viditeľné elektrický výboj medzi oblakmi, alebo medzi oblakom a zemou. Bleskový hrom.
A aké sú druhy bleskov (lineárne a guľové), aké sú nebezpečenstvá?
- A posledným fenoménom sú "Ohne sv. Elma."
Hottabych:"Svetlá sv. Elma"námorníci ho považovali za zlé znamenie.
Kde je možné takýto jav pozorovať?
Reproduktor: Toto osvetlenie je možné pozorovať v búrkovom počasí na vysokých vežiach veží, ako aj okolo stožiarov lode.
- Ďakujem Hottabych, vďaka vám sa chlapci dozvedeli o názoroch staroveku na optické javy.
Hottabych:A ďakujem, že ste ma pozvali zúčastniť sa na vašej lekcii.!
FYZMINÚT.
Konsolidácia pokrytého materiálu:
Pracovať v pároch! Vyriešte krížovku
Žiaci vylúštia krížovku. kto čo dostal?
Zhrnutie lekcie: (úvaha )
Čo nové ste sa dnes naučili na lekcii? Pozorovali ste nejaký jav?
Chlapci, pozrite sa na tabuľu. Slnko je úplne bez lúčov! Každý má na stole 3 lúče, zhodnoťte svoju prácu (vyberte si jeden pre seba) a pripevnite ho k slnku.
Výborne! Dnes ste odviedli dobrú prácu, táto téma je veľmi zložitá a na fyzike ju budete študovať hlbšie.
Chlapci, povedzte mi, aké hodnotenie by ste dali nášmu hosťovi Hottabychovi? (Päť!!!)Úplne s tebou súhlasím! Ostatné známky študentov.
snímka 11 Teraz napíšte domáca úloha. Opakujte odsek 46, odpovedzte na otázky.
Ďakujem všetkým za lekciu!
Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/
Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie
Federálny štátny rozpočet vzdelávacia inštitúcia vyššie odborné vzdelanie.
"Kazanská národná výskumná technologická univerzita"
K téme: Optické javy v atmosfére
Dokončili prácu: Zinnatov Rustam Ramilovich
Skontrolované: Salmanov Robert Salichovič
1. Javy spojené s lomom svetla
2. Javy spojené s rozptylom svetla
3. Javy spojené s interferenciou svetla
Záver
1. javy, súvisí s lomom svetla
V nehomogénnom prostredí sa svetlo nešíri priamočiaro. Ak si predstavíme médium, v ktorom sa index lomu mení zdola nahor, a mentálne ho rozdelíme na tenké vodorovné vrstvy, potom s ohľadom na podmienky lomu svetla pri prechode z vrstvy na vrstvu si všimneme, že v takomto prostredí svetelný lúč by mal postupne meniť svoj smer.
K takémuto zakriveniu svetelného lúča dochádza v atmosfére, v ktorej sa z jedného alebo druhého dôvodu, najmä v dôsledku jeho nerovnomerného zahrievania, index lomu vzduchu mení s výškou.
Vzduch je zvyčajne ohrievaný pôdou, ktorá absorbuje energiu slnečných lúčov. Preto teplota vzduchu s nadmorskou výškou klesá. Je tiež známe, že hustota vzduchu klesá s výškou. Zistilo sa, že s rastúcou výškou index lomu klesá, takže lúče prechádzajúce atmosférou sú ohnuté a ohýbajú sa smerom k Zemi. Tento jav sa nazýva normálny atmosférický lom. Nebeské telesá sa nám v dôsledku lomu zdajú akési „vyzdvihnuté“ (nad svoju skutočnú výšku) nad horizontom.
Mirages sú rozdelené do troch tried.
Prvá trieda zahŕňa tie najbežnejšie a najjednoduchšie, takzvané jazerné (alebo nižšie) fatamorgány, ktoré spôsobujú medzi cestovateľmi v púšti toľko nádejí a sklamaní.
Vysvetlenie tohto javu je jednoduché. Spodné vrstvy vzduchu, ohriate pôdou, nestihli vstať; ich index lomu je menší ako horné. Preto lúče svetla vychádzajúce z predmetov, ohýbajúce sa vo vzduchu, vstupujú do oka zdola.
Ak chcete vidieť fatamorgánu, nemusíte ísť do Afriky. Dá sa pozorovať v horúcom, tichom letnom dni a nad rozpáleným povrchom asfaltovej diaľnice.
Zázraky druhej triedy sa nazývajú zázraky s nadradeným alebo vzdialeným videním.
Objavujú sa v prípade, že horné vrstvy atmosféry sú z nejakého dôvodu, napríklad keď sa tam dostane ohriaty vzduch, obzvlášť riedke. Vtedy sú lúče vychádzajúce z pozemských predmetov silnejšie ohnuté a dosahujú zemského povrchuísť pod vysokým uhlom k horizontu. Oko pozorovateľa ich premieta smerom, ktorým doň vstupujú.
Za to, že sa na pobreží Stredozemného mora pozoruje veľké množstvo ďalekonosných fatamorgánov, môže zrejme saharská púšť. Masy horúceho vzduchu stúpajú nad ním, potom sú unášané na sever a vytvárajú sa priaznivé podmienky pre vzhľad fatamorgány.
Vynikajúce fatamorgány sú tiež pozorované v severných krajinách keď fúkajú teplé južné vetry. Horné vrstvy atmosféry sa zahrievajú a spodné ochladzujú v dôsledku prítomnosti veľké masy topiaceho sa ľadu a snehu.
Zázraky tretej triedy – ultradlhé videnie – sa ťažko vysvetľujú. Vznikli však predpoklady o vzniku obrích vzduchových šošoviek v atmosfére, o vytvorení sekundárnej fatamorgány, teda fatamorgánu z fata morgánu. Je možné, že tu zohráva úlohu ionosféra, ktorá odráža nielen rádiové vlny, ale aj svetelné vlny.
2. Javy súvisiace s rozptylom svetla
dúha je krásna nebeský úkaz- vždy priťahoval pozornosť ľudí. AT staré časy, keď ľudia ešte veľmi málo vedeli o svete okolo seba, bola dúha považovaná za „nebeské znamenie“. Takže starí Gréci si mysleli, že sto dúh je úsmev bohyne Iridy. Dúhu pozorujeme v smere opačnom k Slnku, na pozadí dažďových mrakov alebo dažďa. Viacfarebný oblúk sa zvyčajne nachádza vo vzdialenosti 1-2 km od pozorovateľa Ra, niekedy ho možno pozorovať vo vzdialenosti 2-3 m na pozadí kvapiek vody tvorených fontánami alebo rozprašovačmi vody.
Dúha má sedem základných farieb, ktoré plynulo prechádzajú z jednej do druhej.
Tvar oblúka, jas farieb, šírka pruhov závisí od veľkosti kvapiek vody a ich počtu. Veľké kvapky vytvárajú užšiu dúhu, s ostro vystupujúcimi farbami, malé kvapky vytvárajú oblúk, ktorý je rozmazaný, vyblednutý až biely. Preto je v lete po búrke, počas ktorej padajú veľké kvapky, viditeľná jasná úzka dúha.
Teóriu dúhy prvýkrát uviedol v roku 1637 R. Descartes. Dúhu vysvetlil ako jav spojený s odrazom a lomom svetla v kvapkách dažďa.
Vznik farieb a ich postupnosť boli vysvetlené neskôr, po odhalení komplexnej povahy bieleho svetla a jeho disperzie v médiu. Difrakčnú teóriu dúhy vyvinuli Airy a Pertner.
3. Javy interferencie svetla
Biele kruhy svetla okolo Slnka alebo Mesiaca, ktoré vznikajú lomom alebo odrazom svetla ľadovými alebo snehovými kryštálmi v atmosfére, sa nazývajú halo. V atmosfére sú malé kryštály vody a keď ich tváre zvierajú pravý uhol s rovinou prechádzajúcou cez Slnko, tým, kto tento efekt pozoruje, a kryštálmi, na oblohe sa objaví charakteristické biele halo obklopujúce Slnko. Okraje teda odrážajú lúče svetla s odchýlkou 22 ° a vytvárajú halo. Počas chladného obdobia odrážajú halo tvorené ľadovými a snehovými kryštálmi na zemskom povrchu slnečné svetlo a rozptyľujú ho rôznymi smermi, čím vytvárajú efekt nazývaný „diamantový prach“.
Najznámejším príkladom veľkej svätožiary je slávna, často opakovaná „Brocken Vision“. Napríklad človek, ktorý stojí na kopci alebo hore, za ktorým vychádza alebo zapadá slnko, zistí, že jeho tieň, ktorý padol na oblaky, sa stáva neuveriteľne obrovským. Je to spôsobené tým, že najmenšie kvapky hmly sa zvláštnym spôsobom lámu a odrážajú slnečné svetlo. Úkaz dostal svoj názov podľa nemeckého štítu Brocken, kde je možné kvôli častým hmlám tento efekt pravidelne pozorovať.
Parhelia.
„Parhelion“ v gréčtine znamená „falošné slnko“. Toto je jedna z foriem halo (pozri bod 6): na oblohe sa pozoruje jeden alebo viac dodatočných obrázkov Slnka, ktoré sa nachádzajú v rovnakej výške nad horizontom ako skutočné Slnko. Tento najkrajší úkaz tvoria milióny ľadových kryštálikov s vertikálnym povrchom odrážajúcim Slnko.
Parhéliá možno pozorovať za pokojného počasia pri nízkej polohe Slnka, kedy je vo vzduchu umiestnený značný počet hranolov tak, že ich hlavné osi sú vertikálne a hranoly pomaly klesajú ako malé padáky. V tomto prípade najjasnejšie lomené svetlo vstupuje do oka pod uhlom 220 od zvislých plôch a vytvára zvislé stĺpy na oboch stranách Slnka pozdĺž horizontu. Tieto stĺpy môžu byť na niektorých miestach obzvlášť jasné a vyvolávať dojem falošného Slnka.
Polárne svetlá.
Jedným z najkrajších optických úkazov prírody je polárna žiara. Je nemožné vyjadriť slovami krásu polárnych žiar, trblietajúcich sa, trblietavých, horiacich na temnej nočnej oblohe v polárnych šírkach.
Vo väčšine prípadov majú polárne žiary zelenú alebo modrozelenú farbu, s občasnými škvrnami alebo okrajmi ružovej alebo červenej. refrakčná disperzia interferenčné svetlo
Polárne žiary sú pozorované v dvoch hlavných formách - vo forme pásikov a vo forme škvŕn podobných oblakom. Keď je vyžarovanie intenzívne, nadobudne podobu stužiek. Strata intenzity, mení sa na škvrny. Mnohé stuhy však zmiznú skôr, ako sa rozbijú na škvrny. Zdá sa, že stuhy visia v tmavom priestore oblohy, pripomínajú obrovskú záclonu alebo záves, zvyčajne sa tiahnu od východu na západ v dĺžke tisícok kilometrov. Výška závesu je niekoľko stoviek kilometrov, hrúbka nepresahuje niekoľko stoviek metrov a je taká jemná a priehľadná, že cez ňu vidno hviezdy. Spodný okraj závesu je pomerne výrazne a ostro ohraničený a často tónovaný do červenej alebo ružovkastej farby, pripomínajúcej okraj závesu, horný sa postupne stráca na výške a to vytvára obzvlášť efektný dojem hĺbky priestoru.
Existujú štyri typy polárnej žiary:
1. Rovnomerný oblúk - svetelný pás má najjednoduchšiu, najpokojnejšiu formu. Zospodu je jasnejšia a postupne mizne smerom nahor na pozadí žiary oblohy;
2. Žiarivý oblúk - páska sa stáva o niečo aktívnejšou a pohyblivejšou, tvorí malé záhyby a prúdy;
3. Žiarivý pás - so zvyšujúcou sa aktivitou sa väčšie záhyby prekrývajú na malé;
4. So zvýšením aktivity sa záhyby alebo slučky rozširujú do obrovských rozmerov (až stovky kilometrov), spodný okraj pásky svieti ružovým svetlom. Keď aktivita ustúpi, vrásky zmiznú a tejp sa vráti do jednotného tvaru. To naznačuje homogénna štruktúra sú hlavnou formou polárnej žiary a záhyby sú spojené so zvýšením aktivity.
Často sú tam polárne žiary iného druhu. Zachytávajú celú polárnu oblasť a sú veľmi intenzívne. Vyskytujú sa počas zvýšenia slnečnej aktivity. Tieto polárne žiary sa javia ako belavo-zelená žiara z celej polárnej čiapky. Takéto polárne žiary sa nazývajú búrky.
Záver
Kedysi fatamorgány „Lietajúci Holanďan“ a „Fata Morgana“ vydesili námorníkov. V noci 27. marca 1898 medzi Tichý oceán posádku Matadoru vystrašila vízia, keď v kľude o polnoci uvideli vo vzdialenosti 3,2 km loď, ktorá zápasila s prudkou búrkou. Všetky tieto udalosti sa skutočne odohrali vo vzdialenosti 1700 km.
Všetky tieto záhadné javy si dnes dokáže vysvetliť každý, kto pozná fyzikálne zákony, respektíve jej úsek optiky.
Vo svojej práci som nepopísal všetky optické javy prírody. Je ich veľa. Obdivujeme modrá farba obloha, červenkastý úsvit, horiaci západ slnka - tieto javy sa vysvetľujú absorpciou a rozptylom slnečného svetla. Pri práci s doplnkovou literatúrou som sa presvedčil, že otázky, ktoré vznikajú pri pozorovaní sveta okolo nás, sa dajú vždy zodpovedať. Pravdaže, človek musí poznať základy prírodných vied.
ZÁVER: Optické javy v prírode sa vysvetľujú lomom alebo odrazom svetla, príp vlnové vlastnosti rozptyl svetla interferencia, difrakcia, polarizácia alebo kvantové vlastnosti svetla. Svet je tajomný, ale poznateľný
Hostené na Allbest.ru
Podobné dokumenty
Javy spojené s lomom, rozptylom a interferenciou svetla. Zázraky videnia do diaľky. Difrakčná teória dúhy. vytváranie halo. Efekt diamantového prachu. Fenomén "Brocken vision". Pozorovanie na oblohe parhelia, korún, polárnej žiary.
prezentácia, pridané 14.01.2014
Čo je optika? Jeho typy a úloha vo vývoji moderná fyzika. Javy spojené s odrazom svetla. Závislosť koeficientu odrazu od uhla dopadu svetla. Ochranné okuliare. Javy spojené s lomom svetla. Dúha, fatamorgána, polárna žiara.
abstrakt, pridaný 01.06.2010
Predstavy o optike, zemskej atmosfére ako optickom systéme. Optické javy a ich vysvetlenie: farba oblohy, halo, falošné slnká, svetelný stĺp, koruny, dúha, Brockenovi duchovia, ohne svätého Elma, vôľa, fatamorgány, polárne žiary.
abstrakt, pridaný 15.11.2009
Druhy optiky. Zemská atmosféra ako optický systém. Západ slnka. Zmena farby oblohy. Tvorba dúhy, rozmanitosť dúh. Polárne svetlá. Slnečný vietor ako príčina polárnej žiary. Mirage. Hádanky optických javov.
ročníková práca, pridaná 17.01.2007
Štúdium zrkadlových optických a atmosférických javov. Dokončiť vnútorný odraz Sveta. Pozorovanie na zemskom povrchu pôvodu fatamorgánu, dúhy a polárnej žiary. Štúdium javov vyplývajúcich z kvantovej a vlnovej povahy svetla.
abstrakt, pridaný 6.11.2014
Zemská atmosféra ako optický systém. Vedy zaoberajúce sa štúdiom svetelných javov v atmosfére. Farba oblohy, parhelium (falošné slnká). Svetelný (slnečný) stĺp. Takmer vodorovný oblúk alebo ohnivá dúha. Rozptýlená žiara nočnej oblohy.
prezentácia, pridané 15.06.2014
Definícia optiky. Kvantové vlastnosti svetla a súvisiace difrakčné javy. Zákony šírenia svetelnej energie. Klasické zákony žiarenia, šírenia a interakcie svetelných vĺn s hmotou. Fenomény lomu a absorpcie.
prezentácia, pridané 02.10.2014
Definícia a podstata javu. Príčiny výskytu, klasifikácia a odrody fatamorgánu, ich predpoveď. Dvojité a trojité fatamorgány. Distribúcia a rozsah prejavu. História objavov a pozorovaní. Zázraky ultradlhého videnia, Fata Morgana.
abstrakt, pridaný 17.04.2013
Elektrodynamické javy v klimatických modeloch: elektrické náboje a elektrostatické pole, mechanizmy ich vytvárania a redistribúcie v konvekčnom oblaku. vznik výboje blesku ako zdroj oxidov dusíka v atmosfére a nebezpečenstvo požiaru.
semestrálna práca, pridané 08.07.2013
Mirage - optický jav v atmosfére: odraz svetla na hranici medzi ostro rozdielnymi vrstvami vzduchu v hustote. Rozdelenie fatamorgánu na spodné, viditeľné pod objektom, horné a bočné. Vznik a popis Fata Morgana (skreslený obraz).
Spracoval žiak 11. triedy „B“.
Lukjanenko Anastasia
Optické javy v atmosfére
Mirages
Existujú tri triedy zázrakov. Prvou triedou sú podradné fatamorgány. Pri tomto druhu fatamorgány je spodná časť púšte, t.j. malý pás piesku sa opticky zmení na akúsi nádrž. To možno vidieť, ak je o jednu úroveň nad týmto pásmom. Takéto fatamorgány sú najbežnejšie. Druhým typom fatamorgána je nadradená fata morgána. Ide o zriedkavejší jav a tiež menej malebný. Vynikajúce fatamorgány sa objavujú na veľké vzdialenosti a pri vysoká nadmorská výška nad horizontom. Tretia trieda fata morgánov sa vzpiera akémukoľvek vysvetleniu a vedci si už mnoho rokov lámu hlavu nad riešením tejto záhady.
Aký je dôvod výskytu takýchto úžasných javov? Môže za to úžasná hra svetla a vzduchu. Tu je návod, ako to pochopiť. Keď je teplota vzduchu pomerne vysoká a pri povrchu zeme je vyššia ako vo vyšších vrstvách, vytvárajú sa priaznivé podmienky pre výskyt fatamorgánu. Hustota vzduchu so stúpajúcou teplotou klesá a naopak. A ako viete, čo hustejší vzduch tým lepšie láme svetlo. Lúče dopadajúce z oblohy majú modré spektrum a niektoré z nich sa lámu, zatiaľ čo druhé dopadajú do ľudského oka a vytvárajú celkový obraz viditeľnej oblohy. Tá časť lúčov, ktorá sa láme, dopadá na zem pred osobu a lámajúc sa na jej povrchu dopadá aj do zorného poľa osoby. Tieto lúče vidíme v modrom spektre, a preto sa zdá, že pred nami je modrá nádrž. Tento dojem umocňuje ohriaty vzduch, ktorý osciluje pred nami.
Ak sa nad morskou hladinou vyskytne fatamorgána, všetko sa stane presne naopak. Pod, nad hladinou vody, je teplota vzduchu nižšia a s výškou vyššia. Pri takejto kombinácii okolností vznikajú nadradené fatamorgány, pri ktorých pozorujeme obraz objektu na oblohe.
Rainbow.
Dúha je krásny nebeský úkaz, ktorý vždy priťahoval pozornosť človeka. V dávnych dobách, keď ľudia ešte vedeli veľmi málo o svete okolo seba, bola dúha považovaná za „nebeské znamenie“. Takže starí Gréci si mysleli, že sto dúh je úsmev bohyne Iridy. Dúhu pozorujeme v smere opačnom k Slnku, na pozadí dažďových mrakov alebo dažďa. Viacfarebný oblúk sa zvyčajne nachádza vo vzdialenosti 1-2 km od pozorovateľa, niekedy ho možno pozorovať vo vzdialenosti 2-3 m na pozadí vodných kvapiek tvorených fontánami alebo vodnými sprejmi. Dúha má sedem základných farieb, ktoré plynulo prechádzajú z jednej do druhej.
Parhelia.
„Parhelion“ v gréčtine znamená „falošné slnko“. Toto je jedna z foriem halo na oblohe, pozoruje sa jeden alebo viac dodatočných obrázkov Slnka, ktoré sa nachádzajú v rovnakej výške nad horizontom ako skutočné Slnko. Tento najkrajší úkaz tvoria milióny ľadových kryštálikov s vertikálnym povrchom odrážajúcim Slnko.
Parhéliá možno pozorovať za pokojného počasia pri nízkej polohe Slnka, kedy je vo vzduchu umiestnený značný počet hranolov tak, že ich hlavné osi sú vertikálne a hranoly pomaly klesajú ako malé padáky. V tomto prípade najjasnejšie lomené svetlo vstupuje do oka pod uhlom 220 od zvislých plôch a vytvára zvislé stĺpy na oboch stranách Slnka pozdĺž horizontu. Tieto stĺpy môžu byť na niektorých miestach obzvlášť jasné a vyvolávať dojem falošného Slnka.
polárne žiary
Jedným z najkrajších optických úkazov prírody je polárna žiara. Je nemožné vyjadriť slovami krásu polárnych žiar, trblietajúcich sa, trblietavých, horiacich na temnej nočnej oblohe v polárnych šírkach.
Vo väčšine prípadov majú polárne žiary zelenú alebo modrozelenú farbu, s občasnými škvrnami alebo okrajmi ružovej alebo červenej.
Polárna žiara je viditeľná z vesmíru. A nielen viditeľné, ale viditeľné oveľa lepšie ako z povrchu Zeme, pretože ani slnko, ani mraky, ani skresľujúci vplyv nižších hustých vrstiev atmosféry nezasahujú do pozorovania polárnej žiary vo vesmíre. Podľa astronauta z obežnej dráhy ISS vyzerajú polárne žiary ako obrovské zelené améby, ktoré sa neustále pohybujú.
Aurora Borealis môže trvať niekoľko dní. Alebo možno len pár desiatok minút.
Polárnu žiaru možno pozorovať nielen na Zemi. Predpokladá sa, že aj atmosféry iných planét (napríklad Venuše) majú schopnosť vytvárať polárne žiary. Povaha polárnych žiaroviek na Jupiteri a Saturne je podľa najnovších vedeckých údajov podobná povahe ich pozemských náprotivkov.
Človek sa neustále stretáva so svetelnými javmi. Všetko, čo súvisí so vznikom svetla, jeho šírením a interakciou s hmotou, sa nazýva svetelné javy. Živými príkladmi optických javov môžu byť: dúha po daždi, blesky počas búrky, mihotanie hviezd na nočnej oblohe, hra svetla v prúde vody, premenlivosť oceánu a oblohy a mnohé ďalšie.
Žiaci dostávajú vedecké vysvetlenie fyzikálnych javov a optické príklady v 7. ročníku, keď začnú študovať fyziku. Pre mnohých sa optika stane najfascinujúcejšou a najzáhadnejšou sekciou v školské osnovy fyzika.
Čo ten človek vidí?
Ľudské oči sú navrhnuté tak, že dokážu vnímať iba farby dúhy. Dnes je už známe, že spektrum dúhy sa neobmedzuje len na červenú na jednej strane a fialovú na druhej. Po červenej nasleduje infračervená a po fialovej nasleduje ultrafialová. Mnoho zvierat a hmyzu je schopných vidieť tieto farby, ale bohužiaľ ľudia nie. Ale na druhej strane môže človek vytvoriť zariadenia, ktoré prijímajú a vyžarujú svetelné vlny vhodnej dĺžky.
lom lúčov
Viditeľné svetlo je dúha farieb a biele svetlo, napríklad slnečné svetlo, je jednoduchou kombináciou týchto farieb. Ak umiestnite hranol do lúča jasného bieleho svetla, rozpadne sa na farby alebo vlny. rôzne dĺžky, z ktorých pozostáva. Najprv prichádza červená s najdlhšou vlnovou dĺžkou, potom oranžová, žltá, zelená, modrá a nakoniec fialová, ktorá má vo viditeľnom svetle najkratšiu vlnovú dĺžku.
Ak vezmete ďalší hranol na zachytenie svetla dúhy a otočíte ho hore nohami, spojí všetky farby do bielej. Vo fyzike je veľa príkladov optických javov, uvažujme o niektorých z nich.
Prečo je nebo modré?
Mladí rodičia sú často zmätení tými najjednoduchšími, na prvý pohľad, otázkami svojho malého prečo. Niekedy je na ne najťažšie odpovedať. Takmer všetky príklady optických javov v prírode dokáže moderná veda vysvetliť.
Slnečné svetlo, ktoré cez deň osvetľuje oblohu, je biele, čo znamená, že teoreticky by mala byť aj obloha žiarivo biela. Na to, aby vyzeralo modré, sú v čase jeho prechodu zemskou atmosférou potrebné nejaké procesy so svetlom. Toto sa stane: časť svetla prejde voľným priestorom medzi molekulami plynu v atmosfére, dostane sa na zemský povrch a zostane rovnakej bielej farby ako na začiatku cesty. Slnečné svetlo však dopadá na molekuly plynu, ktoré sú podobne ako kyslík absorbované a následne rozptýlené do všetkých strán.
Atómy v molekulách plynu sa aktivujú absorbovaným svetlom a opäť vyžarujú fotóny svetla vo vlnách rôzne dĺžky- od červenej po Fialová. Časť svetla ide teda na zem, zvyšok sa vracia späť k slnku. Jas vyžarovaného svetla závisí od farby. Na každý fotón červeného svetla sa uvoľní osem fotónov modrého svetla. Modré svetlo je teda osemkrát jasnejšie ako červené. Intenzívne modré svetlo je vyžarované zo všetkých smerov z miliárd molekúl plynu a zasahuje naše oči.
farebný oblúk
Kedysi si ľudia mysleli, že dúhy sú znamenia, ktoré im posielajú bohovia. Vskutku, krásne viacfarebné stuhy sa vždy z ničoho nič objavia na oblohe a potom rovnako záhadne zmiznú. Dnes vieme, že dúha je jedným z príkladov optických javov vo fyzike, no neprestávame ju obdivovať zakaždým, keď ju uvidíme na oblohe. Zaujímavosťou je, že každý pozorovateľ vidí inú dúhu, vytvorenú lúčmi svetla vychádzajúcimi spoza neho a z dažďových kvapiek pred ním.
Z čoho sú vyrobené dúhy?
Recept na tieto optické javy v prírode je jednoduchý: kvapôčky vody vo vzduchu, svetlo a pozorovateľ. Ale nestačí, aby sa počas dažďa objavilo slnko. Mal by byť nízky a pozorovateľ by mal stáť tak, aby bolo slnko za ním a pozerať sa na miesto, kde prší alebo len prší.
Slnečný lúč prichádzajúci zo vzdialeného vesmíru predbehne dažďovú kvapku. Dažďová kvapka, ktorá pôsobí ako hranol, láme každú farbu skrytú v bielom svetle. Keď teda biely lúč prejde dažďovou kvapkou, zrazu sa rozdelí na nádherné rôznofarebné lúče. Vo vnútri kvapky narážajú na vnútornú stenu kvapky, ktorá pôsobí ako zrkadlo a lúče sa odrážajú v tom istom smere, z ktorého do kvapky vstúpili.
Konečným výsledkom je dúha farieb klenúca sa po oblohe – svetlo sa ohýbalo a odrážalo od miliónov malých dažďových kvapiek. Môžu pôsobiť ako malé hranoly, ktoré rozdeľujú biele svetlo na spektrum farieb. Ale nie vždy je potrebné, aby ste videli dúhu. Svetlo môže lámať aj hmla alebo výpary z mora.
Akú farbu má voda?
Odpoveď je zrejmá – voda má modrú farbu. Ak nalejete čistá voda do pohára, každý uvidí jeho priehľadnosť. Je to preto, že v pohári je príliš málo vody a jeho farba je príliš bledá, aby ste ju videli.
Pri plnení veľkej sklenenej nádoby môžete vidieť prirodzený modrý odtieň vody. Jeho farba závisí od toho, ako molekuly vody absorbujú alebo odrážajú svetlo. Biele svetlo sa skladá z dúhy farieb a molekuly vody absorbujú väčšinu červených až zelených farieb, ktoré nimi prechádzajú. A modrá časť sa odráža späť. Takže vidíme modrú farbu.
Východy a západy slnka
Aj to sú príklady optických javov, ktoré človek pozoruje každý deň. Keď slnko vychádza a zapadá, nasmeruje svoje lúče pod uhlom k miestu, kde sa nachádza pozorovateľ. Majú dlhšiu dráhu, ako keď je slnko za zenitom.
Vrstvy vzduchu nad zemským povrchom často obsahujú množstvo prachu alebo mikroskopických častíc vlhkosti. Slnečné lúče prechádzajú šikmo k povrchu a sú filtrované. Červené lúče majú najdlhšiu vlnovú dĺžku žiarenia, a preto sa dostanú na zem ľahšie ako modré lúče, ktoré majú krátke vlny, ktoré odrážajú častice prachu a vody. Preto počas ranného a večerného svitania človek pozoruje len časť slnečných lúčov, ktoré dopadajú na zem, a to červené.
planétová svetelná šou
Typická polárna žiara je viacfarebná polárna žiara na nočnej oblohe, ktorú možno každú noc pozorovať na severnom póle. Obrovské pruhy modro-zeleného svetla posiate oranžovou a červenou, ktoré sa menia v bizarných tvaroch, niekedy dosahujú šírku viac ako 160 km a môžu sa tiahnuť až 1 600 km na dĺžku.
Ako vysvetliť tento optický jav, ktorý je tak úchvatným pohľadom? Polárne žiary sa objavujú na Zemi, ale sú spôsobené procesmi prebiehajúcimi na vzdialenom Slnku.
Ako sa veci majú?
Slnko je obrovská guľa plynu, pozostávajúca hlavne z atómov vodíka a hélia. Všetky majú protóny s kladným nábojom a elektróny so záporným nábojom, ktoré sa točia okolo nich. Vo forme sa do priestoru neustále šíri halo horúceho plynu slnečný vietor. Toto nespočetné množstvo protónov a elektrónov sa rúti rýchlosťou 1000 km za sekundu.
Keď častice slnečného vetra dosiahnu Zem, sú priťahované silným magnetickým poľom planéty. Zem je obrovský magnet s magnetickými čiarami, ktoré sa zbiehajú na severnom a južnom póle. Priťahované častice prúdia pozdĺž týchto neviditeľných čiar v blízkosti pólov a zrážajú sa s atómami dusíka a kyslíka, ktoré tvoria zemskú atmosféru.
Niektoré zemské atómy strácajú elektróny, iné sú nabité novou energiou. Po zrážke s protónmi a elektrónmi Slnka vydávajú fotóny svetla. Napríklad dusík, ktorý stratil elektróny, priťahuje fialové a modré svetlo, zatiaľ čo nabitý dusík svieti tmavočerveno. Nabitý kyslík vydáva zelené a červené svetlo. Nabité častice teda spôsobujú, že vzduch sa trblieta mnohými farbami. Toto je polárna žiara.
Mirages
Malo by sa okamžite zistiť, že fatamorgány nie sú výplodom ľudskej fantázie, dokonca sa dajú fotografovať, sú to takmer mystické príklady optických fyzikálnych javov.
Existuje veľa dôkazov o pozorovaní fatamorgánu, ale veda môže poskytnúť vedecké vysvetlenie tohto zázraku. Môžu byť také jednoduché ako kúsok vody uprostred horúceho piesku, alebo môžu byť úžasne zložité a vytvárajú vízie stĺpových hradov alebo fregát. Všetky tieto príklady optických javov vznikajú hrou svetla a vzduchu.
Svetelné vlny sa ohýbajú, keď prechádzajú najprv teplým a potom studeným vzduchom. Horúci vzduch je redší ako studený, takže jeho molekuly sú aktívnejšie a rozchádzajú sa na väčšie vzdialenosti. S klesajúcou teplotou klesá aj pohyb molekúl.
Videnie cez šošovky zemskej atmosféry môže byť značne zmenené, stlačené, expandované alebo prevrátené. Svetelné lúče sa totiž pri prechode teplým a potom studeným vzduchom ohýbajú a naopak. A tie obrazy, ktoré so sebou nesie svetelný prúd, napríklad obloha, sa môžu odrážať na horúcom piesku a pôsobiť ako kúsok vody, ktorý sa vždy pri priblížení vzdiali.
Najčastejšie sa fatamorgány dajú pozorovať na veľké vzdialenosti: v púšťach, moriach a oceánoch, kde sa môžu súčasne nachádzať horúce a studené vrstvy vzduchu s rôznou hustotou. Práve prechod cez rôzne teplotné vrstvy môže skrútiť svetelnú vlnu a skončiť víziou, ktorá je odrazom niečoho a predstavovaná fantáziou ako skutočný jav.
Haló
Pre väčšinu optických ilúzií, ktoré možno vidieť voľným okom, je vysvetlením lom slnečných lúčov v atmosfére. Jedným z najneobvyklejších príkladov optických javov je slnečné halo. V podstate svätožiara je dúha okolo slnka. Od bežnej dúhy sa však líši tak vzhľadom, ako aj svojimi vlastnosťami.
Tento fenomén má mnoho odrôd, z ktorých každá je krásna svojím vlastným spôsobom. Ale pre výskyt tohto druhu optická ilúzia sú potrebné určité podmienky.
Halo vzniká na oblohe, keď sa zhoduje niekoľko faktorov. Najčastejšie to možno vidieť v mrazivom počasí s vysokou vlhkosťou. Zároveň je vo vzduchu veľké množstvo ľadových kryštálikov. Slnečné svetlo, ktoré ich prerazí, sa láme tak, že okolo Slnka vytvorí oblúk.
A hoci sú posledné 3 príklady optických javov modernou vedou ľahko vysvetlené, pre bežného pozorovateľa často zostávajú mystickými a záhadnými.
Po zvážení hlavných príkladov optických javov možno bezpečne predpokladať, že mnohé z nich sú vysvetlené modernou vedou, napriek ich mystike a tajomstvám. Pred vedcami je však stále veľa objavov, kľúčov k záhadným javom, ktoré sa vyskytujú na planéte Zem a mimo nej.
Lýceum Petru Movila
Práca na kurze vo fyzike na tému:
Optické atmosférické javy
Práca žiačky 11.A
Bolyubash Irina
Kišiňov 2006 -
Plán:
1. Úvod
a)Čo je optika?
b) Druhy optiky
2. Zemská atmosféra ako optický systém
3. slnečný západ slnka
a) zmena farby oblohy
b) slnečné lúče
v) Jedinečnosť západov slnka
4. Rainbow
a) tvorba dúhy
b) Rôzne dúhy
5. polárne žiary
a) Typy polárnych žiar
b) Slnečný vietor ako príčina polárnej žiary
6. Haló
a) svetlo a ľad
b) Hranolové kryštály
7. Mirage
a) Vysvetlenie spodnej ("jazernej") fatamorgány
b) vynikajúce fatamorgány
v) Dvojité a trojité fatamorgány
G) Zázrak ultradlhého videnia
e) Legenda o Alpách
e) Prehliadka povier
8. Niektoré záhady optických javov
Úvod
Čo je optika?
Prvé predstavy starovekých vedcov o svetle boli veľmi naivné. Verilo sa, že z očí vychádzajú špeciálne tenké chápadlá a keď cítia predmety, vznikajú vizuálne dojmy. V tom čase sa optika chápala ako veda o videní. Toto je presný význam slova „optika“. V stredoveku sa optika postupne zmenila z vedy o videní na vedu o svetle. To bolo uľahčené vynálezom šošoviek a camery obscury. V modernej dobe je optika odvetvím fyziky, ktoré študuje emisiu svetla, jeho šírenie v rôznych médiách a interakciu s hmotou. Pokiaľ ide o otázky súvisiace s videním, štruktúrou a fungovaním oka, vynikli v špeciálnom vedeckom smere nazývanom fyziologická optika.
Pojem „optika“ má v modernej vede mnohostranný význam. Ide o atmosférickú optiku a molekulárnu optiku a elektrónovú optiku a neutrónovú optiku a nelineárnu optiku a holografiu a rádiooptiku a pikosekundovú optiku a adaptívnu optiku a mnohé ďalšie javy a metódy vedeckého výskumu úzko súvisiace s optickými javmi.
Väčšina z uvedené druhy optika napr fyzikálny jav, sú dostupné nášmu pozorovaniu len pri použití špeciálnych technických zariadení. To môže byť laserové systémy, röntgenové žiariče, rádioteleskopy, plazmové generátory a mnohé ďalšie. Najdostupnejšie a zároveň najfarebnejšie optické javy sú však atmosférické. Sú obrovské, sú produktom interakcie svetla a atmosféry zeme.
Zemská atmosféra ako optický systém
Naša planéta je obklopená plynným obalom, ktorý nazývame atmosféra. Vlastniť najvyššia hustota v blízkosti zemského povrchu a pri stúpaní sa postupne riedi, dosahuje hrúbku viac ako sto kilometrov. A toto nie je zmrazené plynné médium s homogénnymi fyzickými údajmi. Naopak, zemská atmosféra je v neustálom pohybe. Pod vplyvom rôznych faktorov sa jeho vrstvy miešajú, menia hustotu, teplotu, priehľadnosť, pohybujú sa na veľké vzdialenosti rôznymi rýchlosťami.
Pre lúče svetla prichádzajúce zo slnka alebo iných nebeských telies je zemská atmosféra akýmsi druhom optický systém s neustále sa meniacimi nastaveniami. Tým, že im stojí v ceste, odráža časť svetla, rozptyľuje ho, prechádza cez celú hrúbku atmosféry, zabezpečuje osvetlenie zemského povrchu, za určitých podmienok ho rozkladá na zložky a ohýba dráhu lúčov, čím spôsobuje rôzne atmosférické javy. Najneobvyklejšie farebné sú západ slnka, dúha, polárna žiara, fatamorgána, slnečné a lunárne halo.
slnečný západ slnka
Najjednoduchším a najdostupnejším atmosférickým javom na pozorovanie je západ slnka nášho nebeského telesa – Slnka. Mimoriadne farebné, nikdy sa to neopakuje. A obraz oblohy a jej zmeny v procese západu slnka je taký jasný, že v každom človeku vzbudzuje obdiv.
Približovaním sa k horizontu Slnko nielenže stráca svoju jasnosť, ale začína aj postupne meniť svoju farbu – v jeho spektre je čoraz viac potláčaná krátkovlnná časť (červené farby). Zároveň sa obloha začína sfarbovať. V blízkosti Slnka získava žltkasté a oranžové tóny a nad antisolárnou časťou horizontu sa objavuje bledý pruh so slabo vyjadrenou škálou farieb.
V čase západu slnka, ktorý už nadobudol tmavočervenú farbu, sa pozdĺž slnečného horizontu tiahne jasný pás úsvitu, ktorého farba sa mení zdola nahor z oranžovožltej na zelenomodrú. Rozprestiera sa na ňom okrúhla, svetlá, takmer nezafarbená žiara. Zároveň na opačnom horizonte začína pomaly stúpať modrosivý matný segment zemského tieňa ohraničený ružovým pásom. ("Pás Venuše").
Keď Slnko klesá hlbšie pod horizont, objavuje sa rýchlo sa šíriaca ružová škvrna – tzv "fialové svetlo" dosahovanie najväčší rozvoj v hĺbke Slnka pod horizontom cca 4-5o. Mraky a vrcholky hôr sa plnia šarlátovými a fialovými tónmi, a ak sú mraky alebo vysoké hory pod obzorom, ich tiene sa tiahnu blízko slnečnej strany oblohy a sú nasýtenejšie. Blízko obzoru sa obloha sfarbuje do červena a cez pestrofarebnú oblohu sa od obzoru k obzoru tiahnu svetelné lúče v podobe zreteľných radiálnych pruhov. („Budhove lúče“). Medzitým sa tieň Zeme rýchlo pohybuje na oblohe, jeho obrysy sú rozmazané a ružový okraj je sotva viditeľný.
Postupne fialové svetlo ubúda, oblaky tmavnú, ich siluety zreteľne vystupujú na pozadí blednúcej oblohy a až pri horizonte, kde Slnko zmizlo, sa zachoval jasný viacfarebný segment úsvitu. Ale aj ten sa postupne zmenšuje a bledne a začiatkom astronomického súmraku sa mení na zelenkavo-belasý úzky pás. Nakoniec zmizne - prichádza noc.
Opísaný obrázok by sa mal považovať len za typický pre jasné počasie. Povaha toku západu slnka v skutočnosti podlieha veľkým zmenám. So zvýšeným zákalom vzduchu sú farby úsvitu zvyčajne vyblednuté, najmä v blízkosti horizontu, kde sa namiesto červených a oranžových tónov niekedy objavuje len slabá hnedá farba. Pomerne často sa simultánne javy žiary vyvíjajú odlišne v rôznych častiach oblohy. Každý západ slnka má jedinečnú osobnosť a to by sa malo považovať za jednu z ich najcharakteristickejších čŕt.
Extrémna individualita prúdenia západu slnka a rôznorodosť optických javov, ktoré ho sprevádzajú, závisí od rôznych optických charakteristík atmosféry - predovšetkým od jej koeficientov útlmu a rozptylu, ktoré sa prejavujú rôzne v závislosti od zenitovej vzdialenosti Slnka, smeru pozorovania a výška pozorovateľa.
Rainbow
Dúha je krásny nebeský úkaz, ktorý vždy priťahoval pozornosť človeka. V dávnych dobách, keď ľudia ešte málo vedeli o svete okolo seba, bola dúha považovaná za „nebeské znamenie“. Takže starí Gréci si mysleli, že dúha je úsmev bohyne Iridy.
Dúhu pozorujeme v smere opačnom k Slnku, na pozadí dažďových mrakov alebo dažďa. Viacfarebný oblúk sa zvyčajne nachádza vo vzdialenosti 1-2 km od pozorovateľa a niekedy ho možno pozorovať vo vzdialenosti 2-3 m na pozadí vodných kvapiek tvorených fontánami alebo vodnými sprejmi.
Stred dúhy je na pokračovaní priamky spájajúcej Slnko a oko pozorovateľa – na protislnečnej čiare. Uhol medzi smerom k hlavnej dúhe a antislnečným vedením je 41º - 42º
V čase východu Slnka je antisolárny bod na línii horizontu a dúha vyzerá ako polkruh. Keď slnko vychádza, antisolárny bod klesá pod horizont a veľkosť dúhy sa zmenšuje. Je to len časť kruhu.
Často existuje sekundárna dúha, sústredná s prvou, s uhlovým polomerom asi 52º a inverzným usporiadaním farieb.
Hlavná dúha vzniká odrazom svetla v kvapkách vody. Sekundárna dúha sa vytvorí ako výsledok dvojitého odrazu svetla vo vnútri každej kvapky. V tomto prípade lúče svetla opúšťajú kvapku pod inými uhlami ako tie, ktoré vytvárajú hlavnú dúhu a farby v sekundárnej dúhe sú v opačnom poradí.
Dráha lúčov v kvapke vody: a - s jedným odrazom, b - s dvoma odrazmi
Pri výške Slnka 41º prestáva byť viditeľná hlavná dúha a nad horizontom sa objaví len časť vedľajšej dúhy a pri výške Slnka viac ako 52º nie je viditeľná ani vedľajšia dúha. Preto v stredných rovníkových zemepisných šírkach nie je tento prírodný úkaz nikdy pozorovaný počas blízkych poludňajších hodín.
Dúha má sedem základných farieb, ktoré plynulo prechádzajú z jednej do druhej. Tvar oblúka, jas farieb, šírka pruhov závisí od veľkosti kvapiek vody a ich počtu. Veľké kvapky vytvárajú užšiu dúhu, s ostro vystupujúcimi farbami, malé kvapky vytvárajú oblúk, ktorý je rozmazaný, vyblednutý až biely. Preto je v lete po búrke, počas ktorej padajú veľké kvapky, viditeľná jasná úzka dúha.
Teóriu dúhy prvýkrát uviedol v roku 1637 René Descartes. Dúhu vysvetlil ako jav spojený s odrazom a lomom svetla v kvapkách dažďa. Vznik farieb a ich postupnosť boli vysvetlené neskôr, po odhalení komplexnej povahy bieleho svetla a jeho disperzie v médiu.
tvorba dúhy
Dá sa zvážiť najjednoduchší prípad: nechajte lúč paralelného slnečného svetla dopadať na kvapky v tvare gule. Lúč dopadajúci na povrch kvapky v bode A sa v nej láme podľa zákona lomu: n hriech α = n hriech β , kde n =1, n ≈1,33 sú indexy lomu vzduchu a vody, resp. α je uhol dopadu a β je uhol lomu svetla.
Vo vnútri kvapky ide lúč AB v priamke. V bode B sa lúč čiastočne láme a čiastočne odráža. Treba poznamenať, že čím menší je uhol dopadu v bode B, a teda v bode A, tým nižšia je intenzita odrazeného lúča a tým väčšia je intenzita lomeného lúča.
Lúč AB po odraze v bode B nastáva pod uhlom β` = β a dopadá na bod C, kde dochádza aj k čiastočnému odrazu a čiastočnému lomu svetla. Lomený lúč opúšťa kvapku pod uhlom γ, zatiaľ čo odrazený môže ísť ďalej, do bodu D atď. Svetelný lúč v kvapke teda podlieha viacnásobným odrazom a lomom. Pri každom odraze časť lúčov svetla vychádza a ich intenzita vo vnútri kvapky klesá. Najintenzívnejší z lúčov vystupujúcich do vzduchu je lúč, ktorý vyšiel z kvapky v bode B. Je však ťažké ho pozorovať, pretože sa stráca na pozadí jasného priameho slnečného žiarenia. Lúče lomené v bode C spolu vytvárajú primárnu dúhu na pozadí tmavého mraku a lúče lámané v bode D dávajú sekundárnu dúhu, ktorá je menej intenzívna ako primárna.
Pri zvažovaní vzniku dúhy je potrebné vziať do úvahy ešte jeden jav - nerovnaký lom svetelných vĺn rôznych dĺžok, teda svetelných lúčov. iná farba. Tento jav sa nazýva disperzia. V dôsledku disperzie sú uhly lomu γ a uhol vychýlenia lúčov v kvapke rozdielne pre lúče rôznych farieb.
Dúha je spôsobená rozptylom slnečného svetla v kvapkách vody. V každej kvapke lúč zažíva viacero vnútorných odrazov, no pri každom odraze časť energie zhasne. Preto čím viac vnútorných odrazov lúče v kvapke zažijú, tým je dúha slabšia. Ak je Slnko za pozorovateľom, môžete pozorovať dúhu. Preto najjasnejšia primárna dúha vzniká z lúčov, ktoré zažili jeden vnútorný odraz. Dopadajúce lúče prechádzajú pod uhlom asi 42°. Miestom bodov umiestnených pod uhlom 42° k dopadajúcemu lúču je kužeľ, vnímaný okom na jeho vrchole ako kruh. Pri osvetlení bielym svetlom sa získa farebný pás s červeným oblúkom vždy vyšším ako fialovým.
Najčastejšie vidíme jednu dúhu. Nie je nezvyčajné, že sa na oblohe objavia súčasne dva dúhové pruhy, umiestnené jeden po druhom; pozoruje sa ešte väčší počet nebeských oblúkov - tri, štyri a dokonca päť súčasne. Ukazuje sa, že dúha môže vzniknúť nielen z priamych lúčov; často sa objavuje v odrazených lúčoch slnka. Vidno to na pobreží morských zátok, veľkých riek a jazier. Tri alebo štyri dúhy - obyčajné a odrazené - niekedy vytvárajú krásny obraz. Keďže lúče Slnka odrazené od vodnej hladiny idú zdola nahor, dúha vytvorená v lúčoch môže niekedy vyzerať úplne nezvyčajne.
Nemali by ste si myslieť, že dúhu možno pozorovať iba počas dňa. Stáva sa to v noci, vždy však slabé. Takúto dúhu môžete vidieť po nočnom daždi, keď spoza mrakov vykukne mesiac.
Na takých sa dá získať určitá podoba dúhy skúsenosti : Banku naplnenú vodou je potrebné osvetliť slnečným svetlom alebo lampou cez otvor v bielej tabuli. Potom bude na doske jasne viditeľná dúha a uhol divergencie lúčov v porovnaní s pôvodným smerom bude asi 41 ° - 42 °. V prirodzených podmienkach nie je žiadna obrazovka, obraz sa objaví na sietnici oka a oko premieta tento obraz na oblaky.
Ak sa dúha objaví večer pred západom slnka, potom je pozorovaná červená dúha. Posledných päť alebo desať minút pred západom slnka všetky farby dúhy okrem červenej zmiznú, stáva sa veľmi jasnou a viditeľnou aj desať minút po západe slnka.
Krásny pohľad je dúha na rose. Dá sa pozorovať pri východe slnka na tráve pokrytej rosou. Táto dúha má tvar hyperboly.
polárne žiary
Jedným z najkrajších optických úkazov prírody je polárna žiara.
Vo väčšine prípadov majú polárne žiary zelenú alebo modrozelenú farbu, s občasnými škvrnami alebo okrajmi ružovej alebo červenej.
Polárne žiary sú pozorované v dvoch hlavných formách - vo forme pásikov a vo forme škvŕn podobných oblakom. Keď je vyžarovanie intenzívne, nadobudne podobu stužiek. Strata intenzity, mení sa na škvrny. Mnohé stuhy však zmiznú skôr, ako sa rozbijú na škvrny. Zdá sa, že stuhy visia v tmavom priestore oblohy, pripomínajú obrovskú záclonu alebo záves, zvyčajne sa tiahnu od východu na západ v dĺžke tisícok kilometrov. Výška tejto záclony je niekoľko stoviek kilometrov, hrúbka nepresahuje niekoľko stoviek metrov a je taká jemná a priehľadná, že cez ňu vidno hviezdy. Spodný okraj závesu je pomerne ostro a výrazne ohraničený a často tónovaný do červenej alebo ružovkastej farby, pripomínajúci okraj závesu, horný sa postupne stráca na výške a to vytvára obzvlášť efektný dojem hĺbky priestoru.
Existujú štyri typy polárnej žiary:
Jednotný oblúk- svetelný pás má najjednoduchšiu, najpokojnejšiu formu. Zospodu je jasnejšia a postupne mizne smerom nahor na pozadí žiary oblohy;
žiarivý oblúk- páska sa stáva o niečo aktívnejšou a pohyblivejšou, tvorí malé záhyby a prúdy;
žiarivý pás– so zvýšením aktivity sa väčšie záhyby prekrývajú s menšími;
Pri zvýšenej aktivite sa záhyby alebo slučky rozširujú do obrovských rozmerov, spodný okraj stuhy jasne žiari ružovou žiarou. Keď aktivita ustúpi, vrásky zmiznú a tejp sa vráti do jednotného tvaru. To naznačuje, že jednotná štruktúra je hlavnou formou polárnej žiary a záhyby sú spojené so zvýšením aktivity.
Často sú tam polárne žiary iného druhu. Zachytávajú celú polárnu oblasť a sú veľmi intenzívne. Vyskytujú sa počas zvýšenia slnečnej aktivity. Tieto svetlá vyzerajú ako bielo-zelená čiapočka. Takéto svetlá sa nazývajú návaly.
Podľa jasnosti polárnej žiary sa delia do štyroch tried, líšia sa od seba o jeden rád (teda 10-krát). Prvá trieda zahŕňa polárnu žiaru, sotva viditeľnú a približne rovnakú jasnosť mliečna dráha, žiara štvrtej triedy osvetľuje Zem tak jasne ako Mesiac v splne.
Treba poznamenať, že polárna žiara, ktorá vznikla, sa šíri smerom na západ rýchlosťou 1 km/s. Horné vrstvy atmosféry v oblasti aurorálnych zábleskov sa zahrievajú a rútia sa nahor. Počas polárnej žiary vznikajú v zemskej atmosfére vírivé elektrické prúdy, ktoré zachytávajú veľké oblasti. Vybudia dodatočné nestabilné magnetické polia, tzv magnetické búrky. Počas polárnej žiary atmosféra vyžaruje röntgenové lúče, ktoré sa zdajú byť výsledkom spomalenia elektrónov v atmosfére.
Intenzívne záblesky žiarenia sú často sprevádzané zvukmi pripomínajúcimi hluk, praskanie. Polárna žiara spôsobuje silné zmeny v ionosfére, čo následne ovplyvňuje rádiové podmienky. Vo väčšine prípadov sa rádiová komunikácia výrazne zhoršuje. Dochádza k silnému rušeniu a niekedy k úplnej strate príjmu.
Ako vznikajú polárne žiary?
Zem je obrovský magnet Južný pól ktorá sa nachádza v blízkosti severnej geografický pól, a severný je blízko k južnej. Siločiary magnetického poľa Zeme, nazývané geomagnetické čiary, opúšťajú oblasť susediacu so severným magnetickým pólom Zeme, pokrývajú zemeguľu a vstupujú do oblasti juhu. magnetický pól, tvoriaci okolo Zeme toroidnú mriežku.
Dlho sa verilo, že umiestnenie magnet siločiary symetrické okolo zemskej osi. Teraz sa ukázalo, že takzvaný "slnečný vietor" - prúd protónov a elektrónov emitovaných Slnkom, naráža na geomagnetický obal Zeme z výšky asi 20 000 km, ťahá ho späť, preč od Slnka a vytvára akýsi magnetický „chvost“ v blízkosti Zeme.
Elektrón alebo protón, ktorý spadol do magnetického poľa Zeme, sa pohybuje po špirále, akoby sa vinul na geomagnetickej čiare. Elektróny a protóny, ktoré dopadli zo slnečného vetra do magnetického poľa Zeme, sú rozdelené na dve časti. Niektoré z nich prúdia po magnetických siločiarach bezprostredne do polárnych oblastí Zeme; iné sa dostanú do teroidu a pohybujú sa v ňom po uzavretej krivke. Tieto protóny a elektróny nakoniec prúdia pozdĺž geomagnetických línií do oblasti pólov, kde dochádza k ich zvýšenej koncentrácii. Protóny a elektróny spôsobujú ionizáciu a excitáciu atómov a molekúl plynov. Na to majú dostatok energie, keďže protóny prichádzajú na Zem s energiami 10000-20000 eV (1 eV = 1,6 10 J) a elektróny s energiami 10-20 eV. Na ionizáciu atómov je potrebné: pre vodík - 13,56 eV, pre kyslík - 13,56 eV, pre dusík - 124,47 eV a ešte menej pre excitáciu.
Excitované atómy plynu vracajú prijatú energiu vo forme svetla, rovnako ako sa to deje v trubiciach so riedkym plynom, keď nimi prechádzajú prúdy.
Spektrálna štúdia ukazuje, že zelená a červená žiara patrí excitovaným atómom kyslíka, infračervená a fialová - ionizovaným molekulám dusíka. Niektoré emisné čiary kyslíka a dusíka sa tvoria vo výške 110 km a červená žiara kyslíka sa tvorí vo výške 200-400 km. Ďalším slabým zdrojom červeného svetla sú atómy vodíka vytvorené v hornej atmosfére z protónov prichádzajúcich zo Slnka. Po zachytení elektrónu sa takýto protón zmení na excitovaný atóm vodíka a vyžaruje červené svetlo.
K erupciám Aurory dochádza zvyčajne deň alebo dva po slnečnej erupcii. To potvrdzuje súvislosť medzi týmito javmi. Nedávno vedci zistili, že polárne žiary sú intenzívnejšie pri pobreží oceánov a morí.
Vedecké vysvetlenie všetkých javov spojených s polárnou žiarou však naráža na množstvo ťažkostí. Napríklad presný mechanizmus zrýchlenia častíc na uvedené energie nie je známy, ich trajektórie v blízkozemskom priestore nie sú celkom jasné, nie všetko kvantitatívne konverguje v energetickej bilancii ionizácie a excitácie častíc, mechanizmus vzniku tzv. luminiscencia nie je celkom jasná. rôzne druhy, pôvod zvukov je nejasný.
Haló
Niekedy Slnko vyzerá, akoby ho bolo vidieť cez veľkú šošovku. V skutočnosti obrázok ukazuje efekt miliónov šošoviek: ľadové kryštály. Keď voda zamrzne v hornej atmosfére, môžu sa tvoriť malé, ploché, šesťhranné ľadové kryštály. Roviny týchto kryštálov, ktoré krúžia, postupne klesajú k zemi, sú väčšinou orientované rovnobežne s povrchom. Pri východe alebo západe slnka môže línia pohľadu pozorovateľa prechádzať práve touto rovinou a každý kryštál môže viesť ako miniatúrna šošovka, ktorá láme slnečné svetlo. Kombinovaný efekt môže viesť k objaveniu sa javu nazývaného parhelia alebo falošné slnko. Slnko je viditeľné v strede obrázku a dve dobre označené falošné slnká sú viditeľné na okrajoch. Za domami a stromami je svätožiara (halo - vyslovuje sa s dôrazom na "o"), veľká asi 22 stupňov, tri solárne stĺpy a oblúk vytvorený tzv. slnečné svetlo odrážané atmosferickými kryštálmi ľadu.
Svetlo a ľad
Výskumníci už dlho venovali pozornosť skutočnosti, že keď sa objaví halo, slnko je pokryté oparom - tenkým závojom vysokých cirrusových alebo cirrostratusových oblakov. Takéto oblaky sa vznášajú v atmosfére vo výške šesť až osem kilometrov nad zemou a pozostávajú z najmenších ľadových kryštálikov, ktoré majú najčastejšie podobu šesťuholníkových stĺpcov alebo dosiek.
Zemská atmosféra nepozná pokoj. Ľadové kryštály, ktoré klesajú a stúpajú vo vzdušných prúdoch, sa buď odrážajú ako zrkadlo, alebo sa lámu ako sklenený hranol a padajú na ne slnečné lúče. V dôsledku tejto komplexnej optickej hry sa na oblohe objavujú falošné slnká a iné klamlivé obrázky, na ktorých je možné v prípade potreby vidieť ohnivé meče a čokoľvek iné ...
Ako už bolo spomenuté, častejšie ako iné možno pozorovať dve falošné slnká – na oboch stranách skutočnej hviezdy. Niekedy je okolo slnka jeden svetelný kruh, mierne sfarbený do dúhových tónov. A potom po západe slnka sa na zatemnenej oblohe zrazu objaví obrovský svetelný stĺp.
Nie všetky cirrusové oblaky poskytujú jasné, dobre označené halo. K tomu je potrebné, aby neboli príliš husté (presvitalo slnko) a zároveň musí byť vo vzduchu dostatočné množstvo ľadových kryštálikov. Na úplne jasnej bezoblačnej oblohe sa však môže objaviť aj halo. To znamená, že vysoko v atmosfére sa vznáša veľa jednotlivých ľadových kryštálov, no nevytvára sa žiadny oblak. Stáva sa to v zimných dňoch, keď je jasné a mrazivé počasie.
...Na oblohe sa objavil jasný vodorovný kruh, ktorý obkolesoval oblohu rovnobežne s horizontom. Ako k tomu došlo?
Špeciálne experimenty (vedci ich opakovane vykonali) a výpočty ukazujú, že tento kruh je výsledkom odrazu slnečného svetla od bočných plôch šesťuholníkových ľadových kryštálov vznášajúcich sa vo vzduchu vo vertikálnej polohe. Na takéto kryštály dopadajú slnečné lúče, odrážajú sa od nich ako od zrkadla a dopadajú nám do očí. A keďže je toto zrkadlo špeciálne, skladá sa z nespočetnej masy ľadových častíc a navyše sa nejaký čas zdá, že leží v rovine horizontu, potom odraz solárny disk vidíme v rovnakej rovine. Ukazuje sa, že dve slnká: jedno je skutočné a vedľa neho, ale v inej rovine - jeho dvojča vo forme veľkého jasného kruhu.
Stáva sa, že takýmto odrazom slnečného svetla od malých ľadových kryštálikov vznášajúcich sa v mrazivom vzduchu vznikne svetelný stĺp. Ukazuje sa, že je to preto, že kryštály vo forme dosiek sa tu podieľajú na hre svetla. Spodné okraje platní odrážajú svetlo slnka, ktoré už zmizlo za obzorom, a namiesto slnka samotného vidíme z obzoru na nejaký čas smerovať svetelnú dráhu - skreslený obraz slnečného disku na nepoznanie. Každý z nás pozoroval niečo podobné za mesačnej noci, stojac na brehu mora či jazera. Pri obdivovaní lunárnej cesty vidíme rovnakú hru svetla na vode - zrkadlový odraz mesiac, silne natiahnutý kvôli tomu, že povrch vody je pokrytý vlnkami. Mierne rozvírená voda odráža mesačné svetlo dopadajúce na ňu tak, že vnímame akoby mnoho desiatok jednotlivých odrazov Mesiaca, z ktorých sa formuje básnikmi oslavovaná mesačná cesta.
Často môžete pozorovať mesačné halo. Je to celkom bežný pohľad a vyskytuje sa, ak je obloha pokrytá vysokými tenkými mrakmi s miliónmi drobných ľadových kryštálikov. Každý ľadový kryštál pôsobí ako miniatúrny hranol. Väčšina kryštálov je vo forme predĺžených šesťuholníkov. Svetlo vstupuje cez jeden predný povrch takéhoto kryštálu a vystupuje cez protiľahlý s uhlom lomu 22°.
A sledujte v zime pouličné lampy a možno budete mať to šťastie, že uvidíte halo vytvárané ich svetlom, samozrejme, za určitých podmienok, a to v mrazivom vzduchu nasýtenom ľadovými kryštálmi alebo snehovými vločkami. Mimochodom, halo zo slnka v podobe veľkého svetelného stĺpa môže vzniknúť aj pri snežení. V zime sú dni, keď sa snehové vločky akoby vznášajú vo vzduchu a slnečné svetlo tvrdohlavo preráža voľné mraky. Na pozadí večerného úsvitu tento stĺp niekedy vyzerá červenkastý - ako odraz vzdialeného ohňa. V minulosti taký úplne neškodný jav, ako vidíme, vydesil poverčivých ľudí.
Hranolové kryštály
Možno niekto videl také halo: jasný, dúhový prstenec okolo slnka. Tento vertikálny kruh vzniká vtedy, keď je v atmosfére veľa šesťhranných ľadových kryštálov, ktoré sa neodrážajú, ale lámu slnečné lúče ako sklenený hranol. V tomto prípade je väčšina lúčov, samozrejme, rozptýlená a nedostanú sa k našim očiam. Ale nejaká časť z nich, ktorá prešla cez tieto hranoly vo vzduchu a lámala sa, sa dostane k nám, takže okolo Slnka vidíme dúhový kruh. Jeho polomer je asi dvadsaťdva stupňov. Niekedy viac - pri štyridsiatich šiestich stupňoch.
Prečo dúhový?
Ako viete, pri prechode cez hranol sa lúč bieleho svetla rozkladá na svoje spektrálne farby. Preto je prsteň tvorený lomenými lúčmi okolo slnka namaľovaný v dúhových tónoch: jeho vnútorná časť je červenkastá, vonkajšia je modrastá a vo vnútri kruhu sa obloha zdá tmavšia.
Všimli sme si, že kruh so svätožiarou je po stranách vždy jasnejší. Pretínajú sa tu totiž dve halo – vertikálne a horizontálne. A falošné slnká sa tvoria najčastejšie na križovatke. Najpriaznivejšie podmienky pre vznik falošných sĺnk sa vytvárajú vtedy, keď slnko nie je vysoko nad obzorom a časť vertikálneho kruhu už nie je pre nás viditeľná.
Aké kryštály sa podieľajú na tomto „výkone“?
Odpoveď na otázku dali špeciálne experimenty. Ukázalo sa, že falošné slnká sa objavujú vďaka šesťuholníkovým ľadovým kryštálom v tvare ... nechtov. Vznášajú sa vertikálne vo vzduchu a lámu svetlo svojimi bočnými plochami.
Tretie "slnko" sa objaví, keď je nad skutočným slnkom viditeľná iba jedna horná časť kruhu so svätožiarou. Niekedy je to segment oblúka, niekedy svetlý bod neurčitého tvaru. Niekedy falošné slnká nie sú jasnejšie ako Slnko samotné. Pri ich pozorovaní starí kronikári písali o troch slnkách, o odseknutých ohnivých hlavách atď.
V súvislosti s týmto fenoménom sa do histórie ľudstva zapísala kuriózna skutočnosť. V roku 1551 obliehali nemecké mesto Magdeburg vojská španielskeho kráľa Karola V. Obrancovia mesta sa držali pevne, obliehanie trvalo viac ako rok. Napokon dal podráždený kráľ rozkaz pripraviť sa na rozhodujúci útok. Potom sa však stala nevídaná vec: niekoľko hodín pred útokom zažiarili nad obliehaným mestom tri slnká. Smrteľne vystrašený kráľ sa rozhodol, že nebo chráni Magdeburg a nariadil, aby bolo obliehanie zrušené.
Mirage
Najjednoduchšie fatamorgány videl každý z nás. Napríklad pri jazde po vyhriatej spevnenej ceste to ďaleko vpredu vyzerá ako vodná hladina. A to už dlho nikoho neprekvapuje, pretože fatamorgána- nič iné ako atmosférický optický jav, vďaka ktorému sa v zóne viditeľnosti objavujú obrazy objektov, ktoré sú za normálnych podmienok skryté pred pozorovaním. Je to spôsobené tým, že svetlo sa láme pri prechode vrstvami vzduchu rôznych hustôt. Vzdialené objekty súčasne sa môžu ukázať ako zdvihnuté alebo znížené vzhľadom na ich skutočnú polohu a môžu byť tiež zdeformované a nadobúdať nepravidelné, fantastické formy.
Z väčšej škály fata morgánov vyčleňujeme niekoľko typov: fatamorgány „jazerné“, nazývané aj menejcenné fatamorgány, vynikajúce fatamorgány, dvojité a trojité fatamorgány, fatamorgány s ultra-dlhým dosahom.
Vysvetlenie spodnej ("jazernej") fatamorgány.
Jazerné alebo menejcenné fatamorgány sú najbežnejšie. Objavujú sa, keď sú vzdialené, takmer Jemný povrch púšť nadobúda tvar otvorená voda, najmä pri pohľade z mierneho vyvýšenia alebo tesne nad vrstvou ohriateho vzduchu. Vzniká podobná ilúzia ako na asfaltovej ceste.
Ak je vzduch na samom povrchu zeme veľmi horúci, a preto je jeho hustota relatívne nízka, index lomu na povrchu bude nižší ako vo vyšších vrstvách vzduchu.
Podľa zavedeného pravidla budú svetelné lúče blízko zemského povrchu tento prípad ohnúť tak, aby ich trajektória bola konvexná smerom nadol. Svetelný lúč z nejakej oblasti modrá obloha vstúpi do oka pozorovateľa, keď zažil zakrivenie. A to znamená, že pozorovateľ uvidí zodpovedajúcu časť oblohy nie nad horizontom, ale pod ním. Bude sa mu zdať, že vidí vodu, hoci v skutočnosti má pred sebou obraz modrej oblohy. Ak si predstavíme, že v blízkosti horizontu sú kopce, palmy alebo iné objekty, tak ich pozorovateľ vďaka zakriveniu lúčov uvidí hore nohami a bude ich vnímať ako odrazy zodpovedajúcich objektov v neexistujúcej vode. Chvenie obrazu spôsobené kolísaním indexu lomu horúceho vzduchu vytvára ilúziu prúdiacej alebo zvlnenej vody. Existuje teda ilúzia, ktorou je „jazerná“ fatamorgána.
Ako sa uvádza v jednom článku v časopise Jour-
nale The New Yorker, pelikán, ktorý vykreslil
vznášajúce sa nad rozpálenou asfaltovou diaľnicou
na stredozápade USA takmer raz
bojoval, keď videl pred sebou také „vedenie
noah fatamorgána. „Nešťastný vták letel,
možno veľa hodín na suchu
pšeničné strnisko a zrazu vidieť
niečo, čo sa jej zdalo ako dlhá, čierna, nie široká, ale skutočná rieka - v samom srdci prérie. Pelikán sa ponáhľal dolu, aby si zaplával v studenej vode - a stratil vedomie a narazil na asfalt. Pod úrovňou očí sa v tejto „vode“ môžu objaviť predmety, zvyčajne prevrátené. Nad vyhrievaným povrchom zeme sa vytvára „koláč vzduchovej vrstvy“ a vrstva najbližšie k Zemi je najviac zahriata a taká riedka, že svetelné vlny, ktoré cez ňu prechádzajú, sú skreslené, pretože rýchlosť ich šírenia sa mení v závislosti od hustoty médium.
vynikajúce fatamorgány
Horné fatamorgány, alebo, ako sa tiež nazývajú, fatamorgány na diaľku, sú menej bežné a malebnejšie ako nižšie fatamorgány. Vzdialené objekty (často pod morským horizontom) sa na oblohe objavujú prevrátené a niekedy sa hore objaví aj priamy obraz toho istého objektu. Tento jav je typický pre chladné oblasti, najmä pri výraznej teplotnej inverzii, kedy je nad chladnejšou vrstvou teplejšia vrstva vzduchu. The optický efekt sa prejavuje v dôsledku šírenia čela svetelných vĺn vo vrstvách vzduchu s nerovnomernou hustotou. Najmä v polárnych oblastiach sa z času na čas vyskytujú veľmi nezvyčajné fatamorgány. Keď sa fatamorgány vyskytnú na súši, stromy a iné zložky krajiny sú hore nohami. Vo všetkých prípadoch sú objekty v horných fatamorgánach zreteľnejšie viditeľné ako v dolných. Na zemeguli sú miesta, kde pred večerom vidno hory vypínajúce sa nad horizontom oceánu. Sú to naozaj hory, len sú tak ďaleko, že ich nie je vidieť normálnych podmienkach. Na týchto tajomných miestach sa krátko po poludní začína na obzore objavovať neostrý obrys hôr. Postupne rastie a pred západom slnka sa rýchlo stáva ostrým, zreteľným, takže môžete dokonca rozlíšiť jednotlivé vrcholy.
Vynikajúce fatamorgány sú rozmanité. V niektorých prípadoch poskytujú priamy obraz, inokedy sa vo vzduchu objavuje prevrátený obraz. Zázraky môžu byť dvojnásobné, keď sa pozorujú dva obrazy, jednoduchý a prevrátený. Tieto obrazy môžu byť oddelené pásom vzduchu (jeden môže byť nad horizontom, druhý pod ním), ale môžu sa navzájom priamo spájať. Niekedy je tu ďalší - tretí obrázok.
Dvojité a trojité fatamorgány
Ak sa index lomu vzduchu zmení najskôr rýchlo a potom pomaly, potom sa lúče budú ohýbať rýchlejšie. Výsledkom sú dva obrázky. Svetelné lúče šíriace sa v prvej vzduchovej oblasti vytvárajú prevrátený obraz objektu. Potom sú tieto lúče, šíriace sa hlavne v druhej oblasti, v menšej miere ohnuté a vytvárajú rovný obraz.
Aby sme pochopili, ako vzniká trojitá fatamorgána, musíme si predstaviť tri po sebe idúce vzduchové oblasti: prvú (blízko povrchu), kde index lomu klesá pomaly s výškou, ďalšiu, kde index lomu rýchlo klesá, a tretiu oblasť, kde index lomu opäť pomaly klesá. Po prvé, lúče tvoria spodný obraz objektu, šíriaci sa v prvej vzduchovej oblasti. Ďalej lúče tvoria obrátený obraz; padajúce do druhej vzduchovej oblasti sú tieto lúče silne zakrivené. Lúče potom tvoria horný priamy obraz objektu.
Zázrak ultradlhého videnia
Povaha týchto zázrakov je najmenej študovaná. Je jasné, že atmosféra musí byť priehľadná, bez vodných pár a znečistenia. To však nestačí. V určitej výške nad zemou by sa mala vytvoriť stabilná vrstva ochladeného vzduchu. Pod a nad touto vrstvou by mal byť vzduch teplejší. Svetelný lúč, ktorý sa dostal do hustej studenej vrstvy vzduchu, by mal byť v nej akoby „uzamknutý“ a šíriť sa v nej ako akýsi svetlovod.
Aká je povaha Fata Morgany - najkrajšej fatamorgány? Keď sa nad teplou vodou vytvorí vrstva studeného vzduchu, nad morom sa objavia čarovné zámky, ktoré sa menia, rastú a miznú. Legenda hovorí, že tieto zámky sú krištáľovým domovom víly Morgany. Preto ten názov.
Ešte záhadnejším javom sú chronomiráže. žiadne známe zákony fyzici nedokážu vysvetliť, prečo fatamorgány môžu odrážať udalosti vyskytujúce sa v určitej vzdialenosti, nielen v priestore, ale aj v čase. Preslávené boli najmä fatamorgány bitiek a bitiek, ktoré sa kedysi odohrávali na zemi. V novembri 1956 niekoľko turistov prenocovalo v škótskych horách. Asi o tretej hodine ráno sa zobudili zo zvláštneho hluku, vyzreli zo stanu a uvideli desiatky škótskych lukostrelcov v starodávnych vojenských uniformách, ktorí strieľajúc utekali cez skalnaté pole! Potom vízia zmizla a nezanechala žiadne stopy, ale o deň neskôr sa to stalo znova. Škótski lukostrelci, všetci zranení, sa ťahali cez pole a potkýnali sa o kamene. Museli byť porazení v boji a ustúpili.
A to nie je jediný dôkaz tohto javu. Slávnu bitku pri Waterloo (18. júna 1815) teda o týždeň neskôr spozorovali obyvatelia belgického mesta Verviers. K. Flammarion vo svojej knihe „Atmosféra“ opisuje príklad takejto fatamorgány: „Na základe svedectva niekoľkých dôveryhodných osôb môžem uviesť fatamorgánu, ktorá bola videná v meste Verviers (Belgicko) v júni 1815. Jedného rána, obyvatelia mesta videli na oblohe armádu a je tak jasné, že bolo možné rozlíšiť obleky delostrelcov a dokonca aj napríklad delo s rozbitým kolesom, ktoré je na spadnutie ... Bolo to ráno bitky pri Waterloo! Opísaná fatamorgána je vyobrazená vo forme farebného akvarelu jedným z očitých svedkov. Vzdialenosť z Waterloo do Verviers v priamej línii je viac ako 100 km. Existujú prípady, keď boli takéto fatamorgány pozorované na veľké vzdialenosti - až 1 000 km. " Lietajúci Holanďan“ treba pripísať takýmto fatamorgánam.
Vedci nazvali jednu z odrôd chronomirage "drossolides", čo v gréčtine znamená "kvapky rosy". Bolo zaznamenané, že chronomiráže sa najčastejšie vyskytujú v skorých ranných hodinách, keď vo vzduchu kondenzujú kvapky hmly. Najznámejšie „drosolidy“ sa na pobreží Kréty vyskytujú pomerne pravidelne uprostred leta, zvyčajne v skorých ranných hodinách. Existuje mnoho očitých svedkov, ktorí pozorovali, ako sa nad morom v blízkosti hradu Franca-Castello objavilo obrovské „bojové plátno“ - stovky ľudí, ktorí sa stretli v smrteľnej bitke. Je počuť výkriky, zvuky zbraní. Počas druhej svetovej vojny „bitka duchov“ strašne vystrašila nemeckých vojakov, ktorí vtedy bojovali na Kréte. Nemci spustili silnú paľbu zo všetkých druhov zbraní, ale fantómom nespôsobili žiadnu škodu. Tajomná fatamorgána sa pomaly blíži od mora a mizne v múroch hradu. Historici hovoria, že na tomto mieste asi pred 150 rokmi došlo k bitke medzi Grékmi a Turkami, jeho obraz, stratený v čase, je pozorovaný nad morom. Tento jav je možné pozorovať pomerne často uprostred leta, v skorých ranných hodinách.
Mimochodom, dnes očití svedkovia často pozorujú nielen bitky zašlých čias a kedysi existujúce mestá duchov, ale aj fantómové autá. Pred pár rokmi stretla skupina Austrálčanov na nočnej ceste auto, ktoré tam kedysi havarovalo a šoféroval ho ich zosnulý kamarát. V prízračnom aute však nesedel len on, ale aj jeho mladá priateľka, ktorá katastrofu prežila a teraz je zdravotne v poriadku, sa stala úctyhodnou dámou.
Akú povahu majú takéto fatamorgány?
Podľa jednej teórie so zvláštnym sútokom prírodné faktory vizuálne informácie sú vtlačené do času a priestoru. A pri zhode určitej atmosféry, počasia atď. podmienkach sa opäť stáva viditeľným pre vonkajších pozorovateľov. Podľa inej teórie sa v oblasti bitiek, ktorých sa zúčastňujú (a zomierajú) tisíce ľudí, hromadí obrovská psychická energia. Za určitých podmienok sa „vybije“ a viditeľne ukáže minulé udalosti.
Vo všeobecnosti napríklad starí Egypťania verili, že fatamorgána je duch krajiny, ktorá už na svete neexistuje.
Legenda o Alpách
Skupina turistov vystúpila na jeden z vrcholov hôr. Všetci ľudia boli mladí, s výnimkou sprievodcu, starého horala. Spočiatku išlo všetko rýchlo a veselo. Ale čím vyššie horolezci stúpali, tým ťažšie bolo ísť. Čoskoro sa každý z nich cítil veľmi unavený. Iba sprievodca kráčal, ako predtým, obratne preskakoval štrbiny, rýchlo a ľahko stúpal po rímsach skál.
Okolo sa otvoril nádherný obraz. Kam len oko dovidelo, týčili sa zasnežené štíty hôr. Najbližší sa trblietali v lúčoch oslepujúceho slnka. Vzdialené vrchy sa zdali modrasté. Dole išli strmé svahy, ktoré sa zmenili na rokliny. Svetlé zelené alpské lúky vynikli ako svetlé miesta.
Nakoniec dosiahli jeden z bočných vrcholov hory, na ktorú stúpali. Slnko už zostúpilo k obzoru a jeho lúče dopadali na ľudí zdola nahor. A potom sa stalo neočakávané.
Jeden z mladíkov predbehol sprievodcu a ako prvý vyliezol na vrchol. V tom istom momente, ako vystúpil na skalu, na východe, na pozadí mrakov, sa objavil obrovský tieň muža. Bolo to vidieť tak jasne, že ľudia zastavovali ako na zavolanie. Ale sprievodca sa pokojne pozrel na obrovský tieň, na mladých ľudí zamrznutých v strachu a s úsmevom povedal:
- Neboj sa! Stáva sa, - a tiež vyliezol na skalu.
Keď stál vedľa turistu, v oblakoch sa objavil ďalší veľký ľudský tieň.
Sprievodca si zložil teplý plstený klobúk a zamával ním. Jeden z tieňov zopakoval jeho pohyb: obrovská ruka sa zdvihla k jeho hlave, sňala mu klobúk a zamávala ním. Mladý muž zdvihol palicu a jeho obrovský tieň urobil to isté. Potom chcel každý z turistov, samozrejme, vyliezť na skalu a vidieť ich tieň vo vzduchu. Čoskoro však mraky zakryli slnko, ktoré klesalo pod horizont, a nezvyčajné tiene zmizli.
Prehliadka povier
Teraz si myslím, že nebude ťažké pochopiť, ako sa na oblohe objavujú svetelné kríže, ktoré aj v našom storočí vystrašujú iných ľudí.
Kľúčom je, že nie vždy vidíme tú alebo onú formu halo úplne na oblohe. V zime, počas silných mrazov, ako už bolo spomenuté, sa na oboch stranách slnka objavia dve svetlé škvrny - časti vertikálneho halo kruhu. To je aj prípad vodorovného kruhu prechádzajúceho cez slnko. Najčastejšie je viditeľná iba jeho časť, ktorá susedí so svietidlom - na oblohe možno vidieť dva svetelné chvosty, ktoré sa od neho tiahnu doprava a doľava. Zároveň sa časti vertikálneho a horizontálneho kruhu pretínajú a tvoria akoby dva kríže na oboch stranách slnka.
V inom prípade vidíme časť vodorovného kruhu v blízkosti Slnka, pretínaného svetelným stĺpom, ktorý ide hore a dole od Slnka. A kríž je znovu vytvorený.
Nakoniec sa tiež stáva, že po západe slnka je na oblohe viditeľný svietiaci stĺp a horná časť vertikálneho kruhu. Pretínajúce sa, dávajú tiež obraz veľkého kríža. A niekedy takáto svätožiara pripomína starý rytiersky meč. A ak je stále namaľovaný úsvitom, potom je tu pre vás krvavý meč - ako impozantná pripomienka neba o budúcich problémoch!
Vedecké vysvetlenie halo - ukážkový príklad aká klamlivá je niekedy vonkajšia forma akéhokoľvek prírodný jav. Zdá sa, že niečo je mimoriadne tajomné, tajomné, ale ak na to prídete, po „nevysvetliteľnom“ nezostane ani stopa.
To sa ľahko povie – pochopíte! Trvalo to roky, desaťročia, storočia. Dnes si každý, kto sa o niečo zaujíma, môže pozrieť do príručky, prelistovať si učebnicu, ponoriť sa do štúdia špeciálna literatúra. Spýtajte sa konečne! Ale boli také príležitosti v polovici, povedzme, storočí? Koniec koncov, takéto znalosti ešte neboli nahromadené a samotári sa venovali vede. Náboženstvo bolo dominantným svetonázorom a viera bola obvyklým svetonázorom.
Francúzsky vedec K. Flammarion sa na historické kroniky pozrel z tohto uhla. A toto sa ukázalo: zostavovatelia kroník vôbec nepochybovali o existencii priameho príčinná súvislosť medzi záhadné javy príroda a pozemské záležitosti.
V roku 1118 za vlády anglického kráľa Henricha I. dve splny, jeden na západe a druhý na východe. V tom istom roku kráľ zvíťazil v boji.
V roku 1120 sa medzi krvavočervenými mrakmi, pozostávajúcimi z plameňov, objavil kríž a muž. V tom istom roku pršala krv; každý očakával súdny deň, ale záležitosť sa skončila len občianskou vojnou.
V roku 1156 tri dúhové kruhy svietili okolo slnka niekoľko hodín po sebe a keď zmizli, objavili sa tri slnká. Zostavovateľ kroniky v tomto jave videl narážku na spor kráľa s biskupom z Canterbury v Anglicku a na skazu po sedemročnom obliehaní talianskeho Milána.
Nasledujúci rok sa znova objavili tri slnká a uprostred mesiaca bolo vidieť biely kríž; samozrejme, kronikár to hneď spojil s rozbrojmi, ktoré sprevádzali voľbu nového pápeža.
V januári 1514 boli vo Württembergu viditeľné tri slnká, z ktorých priemer je väčší ako bočné. V tom istom čase sa na oblohe objavili krvavé a horiace meče. V marci toho istého roku boli opäť viditeľné tri slnká a tri mesiace. Potom boli Turci porazení Peržanmi v Arménsku.
V roku 1526, v noci vo Württembersku, bolo vo vzduchu vidieť zakrvavené vojenské brnenie ...
V roku 1532 pri Innsbrucku boli vo vzduchu vidieť nádherné obrazy tiav, vlkov chrliacich oheň a nakoniec leva v ohnivom kruhu ...
Či všetky tieto javy skutočne existovali, nie je pre nás teraz až také dôležité. Dôležité je, že s ich pomocou sa na ich základe interpretovali skutočné historické udalosti; že ľudia sa vtedy pozerali na svet cez prizmu svojich skreslených predstáv a preto videli to, čo vidieť chceli. Ich fantázia niekedy nepoznala hraníc. Flammarion nazval neuveriteľné fantastické obrazy namaľované autormi kroník „príkladmi umeleckého preháňania“. Tu je jedna z tých ukážok:
“... V roku 1549 bol mesiac obklopený svätožiarou a paraselenmi (falošnými mesiacmi), v blízkosti ktorých videli ohnivého leva a orla, ktorý si trhal hruď. Potom sa objavili horiace mestá, ťavy, Ježiš Kristus na kresle s dvoma zlodejmi po stranách a nakoniec celé zhromaždenie - zrejme apoštoli. ale posledná zmena javy boli najhoršie. Vo vzduchu sa objavil muž obrovského vzrastu, krutého vzhľadu, ktorý ohrozoval mečom mladé dievča, ktoré plakalo pri jeho nohách a žiadalo o milosť...“
Aké oči boli potrebné na to, aby sme to všetko videli!
Niektoré záhady optických javov
farba na skle
Zimný večer. Mierny mráz - asi 10 °. Cestujete električkou (alebo autobusom, na tom nezáleží). Okno začne mrznúť. Cez sklo nič nevidíte, ale svetlo lampášov je veľmi jasné. A v určitom okamihu svetlo pouličnej lampy privolá zamrznuté okno úžasná hra farby. Odtiene sú také čisté a krásne, že ich žiadny umelec nedokáže presne reprodukovať. Po pár sekundách dosiahne vrstva ľadu na okne hrúbku niekoľkých desatín milimetra a farby zmiznú. Ale to nie je problém. Zamrznutú vrstvu zotrieme rukou a pozorovanie zopakujeme – farby sa opäť objavia.
Upozornenie: lampáš so žiarovkou vytvára fialovo-smaragdovú svätožiaru a žiarivka (ortuť-kremeň) je obklopená svätožiarou žltofialových kvetov.
Tento fyzikálny jav ešte nie je dostatočne prebádaný a neexistuje preň presné vysvetlenie, dá sa však predpokladať, že hru farieb spôsobuje rušenie (pridanie svetla odrazeného od horného a spodného povrchu najtenšej vrstvy vlhkej pary zamrznutej na okennom skle).
Tento jav je podobný tomu, ktorý pozorujeme pri pohľade na dúhovú dúhu mydlová bublina.
farebné krúžky
Nakreslite kruh čiernym atramentom na list hrubého papiera, na ktorom sú umiestnené polkruhové a oblúkové pruhy. Nalepte na kartón a vytvorte vrch. Pri otáčaní tohto kolovrátku sa namiesto čiernych kresieb objavia viacfarebné krúžky (fialové, ružové, modré alebo zelené, fialové). Poradie ich usporiadania sa mení v závislosti od smeru otáčania vrchnej časti. Experiment je najlepšie vykonať pod elektrickým osvetlením.
Ak by sa tento zážitok premietal v televízii, efekt by bol rovnaký: na čiernobielej televíznej obrazovke by ste videli viacfarebné prstene. Prečo sa to deje, nie je známe. Vedci zatiaľ nenašli vysvetlenie tohto javu.
záver: Fyzická povaha svetla zaujíma ľudí od nepamäti. Mnoho významných vedcov sa počas vývoja vedeckého myslenia snažilo vyriešiť tento problém. Postupom času zložitosť bežného biely lúč a jeho schopnosť meniť svoje správanie v závislosti od životné prostredie a jeho schopnosť prejavovať znaky vlastné materiálnym prvkom a povahe elektromagnetického žiarenia. Svetelný lúč, vystavený rôznym technickým vplyvom, sa začal vo vede a technike využívať v rozsahu od rezného nástroja schopného opracovať požadovanú súčiastku s presnosťou mikrónu až po beztiažový kanál prenosu informácií s prakticky nevyčerpateľnými možnosťami.
Ale predtým, ako sa vytvoril moderný pohľad na povahu svetla a svetelný lúč našiel svoje uplatnenie v ľudskom živote, bolo zo známej dúhy identifikovaných, popísaných, vedecky podložených a experimentálne potvrdených mnoho optických javov, ktoré sa vyskytujú všade v zemskej atmosfére. všetkým na zložité, periodické fatamorgány. Ale napriek tomu bizarná hra svetla vždy priťahovala a stále priťahuje človeka. Ani kontemplácia zimného halo, ani jasný západ slnka, ani široký, polooblohový pás polárnych svetiel, ani skromný mesačný chodník na vodnej hladine nenechajú nikoho ľahostajným. Svetelný lúč, prechádzajúci atmosférou našej planéty, ju nielen osvetľuje, ale dodáva jej aj jedinečný vzhľad, vďaka ktorému je krásna.
V atmosfére našej planéty sa samozrejme vyskytuje oveľa viac optických javov, o ktorých pojednáva táto esej. Sú medzi nimi ako nám dobre známe a riešené vedcami, tak aj tie, ktoré na svojich objaviteľov ešte len čakajú. A môžeme len dúfať, že postupom času budeme svedkami stále nových a nových objavov v oblasti optických atmosférických javov, naznačujúcich všestrannosť obyčajného svetelného lúča.
Literatúra:
5. "Fyzika 11", N. M. Shakhmaev, S. N. Shakhmaev, D. Sh. Shodiev, vydavateľstvo Prosveshchenie, Moskva, 1991.
6. "Riešenie problémov vo fyzike", V. A. Shevtsov, Nizhne-Volzhskoe knižné vydavateľstvo, Volgograd, 1999.
