1 z 9

Prezentacja na temat: Zjawiska optyczne

Slajd nr 1

Opis slajdu:

Slajd nr 2

Opis slajdu:

Zjawiska optyczne to: Zjawiska optyczne w atmosferze to zjawiska spowodowane rozpraszaniem, absorpcją, załamaniem i dyfrakcją światła. Źródłami światła mogą być Słońce, Księżyc lub zjonizowane powietrze z górnych warstw atmosfery. Zjawiska optyczne obejmują: tęczę, aureolę, miraż, zmierzch, świt, zorzę polarną. Zjawiska optyczne są ściśle powiązane z pogodą i w niektórych przypadkach można je wykorzystać do jej przewidywania.

Slajd nr 3

Opis slajdu:

Miraż To zjawisko optyczne często obserwuje się na pustyni - wraz z odległymi obiektami widoczne są ich wyimaginowane, „pozorne” obrazy. Czasami widoczne są odbicia obiektów ukrytych za horyzontem. Odbicie nieba od powierzchniowych warstw powietrza często stwarza wrażenie tafli wody. Miraże tłumaczy się zaginaniem promieni świetlnych w nierównomiernie ogrzanych warstwach powietrza o różnej gęstości. Występują zarówno wtedy, gdy powietrze przyziemne jest mocno nagrzane (na pustyniach, czasem nad asfaltem autostradowym), jak i wtedy, gdy jest przechłodzone.

Slajd nr 4

Opis slajdu:

Pierścienie, filary lub plamy Halo wokół Słońca i Księżyca, zwane „fałszywymi słońcami”. Czasami te pierścienie są w kolorze tęczy. Aureola pojawia się, gdy światło jest odbijane lub załamywane przez kryształki lodu, tworząc lekkie chmury cirrus lub mgłę. Najczęściej dzieje się to w górach. Podobnie jak tęcze, aureole powstają w wyniku załamania promieni w atmosferze, jedynie aureole powstają w wyniku kryształków lodu. Czasami odbicia słońca stają się tak jasne jak samo słońce, zjawisko to nazywa się „psami słońca”.

Slajd nr 5

Opis slajdu:

Deszcz gwiazd Tak naprawdę to nie gwiazdy spadają z nieba, ale meteoryty, które wchodząc w ziemską atmosferę nagrzewają się i spalają. W tym przypadku pojawia się błysk światła, który jest widoczny z dość dużej odległości od powierzchni Ziemi. Najczęściej rój meteorów o dużej intensywności (do tysiąca meteorów na godzinę) nazywany jest deszczem gwiazd lub meteorów. Rój meteorów składa się z meteorytów, które spalają się w atmosferze i nie docierają do ziemi, natomiast rój meteorów składa się z meteorytów, które spadają na ziemię.

Slajd nr 6

Opis slajdu:

Gloria Jeśli w nocy rozpalisz ogień w górach pod niskimi chmurami, twój cień pojawi się na chmurach, a wokół twojej głowy pojawi się świetlista aureola. Zjawisko to nazywa się Gloria. Gloria to zjawisko optyczne obserwowane na chmurach znajdujących się bezpośrednio przed lub pod obserwatorem, w punkcie bezpośrednio naprzeciw źródła światła. W Chinach Gloria nazywana jest „światłem Buddy”. Kolorowa aureola zawsze otacza cień obserwatora.

Slajd nr 7

Opis slajdu:

Pas Wenus O zmierzchu, tuż przed wschodem słońca lub tuż po zachodzie słońca, niebo nad horyzontem jest częściowo bezbarwne, a częściowo różowawe. Zjawisko to nazywane jest pasem Wenus. Bezbarwny pasek pomiędzy już zaciemnionym niebem a błękitem nieba widać wszędzie, nawet po stronie przeciwnej do Słońca. Zjawisko pasa Wenus tłumaczy się odbiciem w atmosferze światła zachodzącego (lub wschodzącego) Słońca, które wydaje się zaczerwienione.

Opis slajdu:

Zielony promień Zielony promień to rozbłysk szmaragdowo zielonego światła słonecznego w momencie, gdy ostatni promień Słońca znika za horyzontem. Czerwony składnik światła słonecznego znika jako pierwszy, wszystkie pozostałe po kolei znikają, a ostatni pozostaje w kolorze szmaragdowo-zielonym. Zjawisko to ma miejsce tylko wtedy, gdy nad horyzontem pozostaje tylko sama krawędź dysku słonecznego, w przeciwnym razie następuje mieszanina kolorów. Zielony promień pojawia się na kilka chwil, zanim słońce zniknie za horyzontem lub tuż przed świtem. Pojawia się jako mały błysk zielonego koloru i jest spowodowany załamaniem światła w atmosferze.

Zjawiska optyczne w przyrodzie: odbicie, tłumienie, całkowite wewnętrzne odbicie, tęcza, miraż.

Rosyjski Państwowy Uniwersytet Rolniczy Moskiewska Akademia Rolnicza im. K.A. Timiryazeva

Temat: Zjawiska optyczne w przyrodzie

Wykonano

Bachtina Tatiana Igoriewna

Nauczyciel:

Momdzhi Siergiej Georgiewicz

Moskwa, 2014

1. Rodzaje zjawisk optycznych

3. Całkowite wewnętrzne odbicie

Wniosek

1. Rodzaje zjawisk optycznych

Zjawisko optyczne każdego widzialnego zdarzenia jest wynikiem oddziaływania światła i mediów materialnych o charakterze fizycznym i biologicznym. Przykładem zjawiska optycznego jest zielona wiązka światła.

Typowe zjawiska optyczne często występują w wyniku interakcji światła słonecznego lub księżyca z atmosferą, chmurami, wodą, pyłem i innymi cząsteczkami. Niektóre z nich, podobnie jak zielony promień światła, są zjawiskiem tak rzadkim, że czasami uważa się je za mityczne.

Do zjawisk optycznych zalicza się te, które wynikają z właściwości optycznych atmosfery, reszty przyrody (inne zjawiska); z obiektów o charakterze naturalnym lub ludzkim (efekty optyczne), w przypadku których nasze oczy mają entoptyczną naturę zjawisk.

Istnieje wiele zjawisk, które powstają w wyniku kwantowej lub falowej natury światła. Niektóre z nich są dość subtelne i można je zaobserwować jedynie poprzez precyzyjne pomiary przy użyciu instrumentów naukowych.

W swojej pracy chcę rozważać i mówić o zjawiskach optycznych związanych z lustrami (odbicie, tłumienie) i zjawiskach atmosferycznych (miraż, tęcza, zorze), z którymi często spotykamy się w życiu codziennym.

2. Lustrzane zjawiska optyczne

Moje światło, lustro, powiedz mi...

Jeśli przyjmiemy prostą i precyzyjną definicję, to lustro to gładka powierzchnia zaprojektowana tak, aby odbijała światło (lub inne promieniowanie). Najbardziej znanym przykładem jest lustro płaskie.

Współczesna historia luster sięga XIII wieku, a dokładniej roku 1240, kiedy Europa nauczyła się dmuchać naczynia szklane. Wynalezienie prawdziwego lustra szklanego datuje się na rok 1279, kiedy franciszkanin John Peckham opisał metodę powlekania szkła cienką warstwą cyny.

Oprócz luster wymyślonych i stworzonych przez człowieka, lista powierzchni odbijających światło jest długa i obszerna: powierzchnia zbiornika, czasem lód, czasem polerowany metal, po prostu szkło, jeśli spojrzeć na to pod pewnym kątem, ale mimo to jest to sztuczne lustro, które można nazwać praktycznie idealną powierzchnią odbijającą.

Zasada toru promieni odbitych od zwierciadła jest prosta, jeśli zastosujemy prawa optyki geometrycznej, nie biorąc pod uwagę falowej natury światła. Promień światła pada na powierzchnię lustra (rozważamy lustro całkowicie nieprzezroczyste) pod kątem alfa do normalnej (prostopadłej) narysowanej do punktu padania promienia na zwierciadło. Kąt odbitej wiązki będzie równy tej samej wartości - alfa. Promień padający na zwierciadło pod kątem prostym do płaszczyzny zwierciadła zostanie odbity z powrotem na siebie.

W przypadku najprostszego - płaskiego - lustra obraz będzie umieszczony za lustrem symetrycznie do obiektu względem płaszczyzny lustra, będzie on pozorny, prosty i tej samej wielkości co sam przedmiot.

To, że krajobraz odbity w stojącej wodzie nie różni się od rzeczywistego, a jedynie jest odwrócony do góry nogami, jest dalekie od prawdy. Jeśli ktoś późnym wieczorem spojrzy na to, jak lampy odbijają się w wodzie lub jak odbija się brzeg schodzący do wody, wówczas odbicie będzie mu się wydawać skrócone i całkowicie „zniknie”, jeśli obserwator znajdzie się wysoko nad powierzchnią wody woda. Nigdy też nie widać odbicia wierzchołka kamienia, którego część jest zanurzona w wodzie. Krajobraz wydaje się obserwatorowi tak, jakby był oglądany z punktu znajdującego się tak głęboko pod powierzchnią wody, jak oko obserwatora znajduje się nad powierzchnią. Różnica między krajobrazem a jego obrazem maleje w miarę zbliżania się oka do powierzchni wody, a także w miarę oddalania się obiektu. Ludzie często myślą, że odbicie krzewów i drzew w stawie ma jaśniejsze kolory i bogatsze odcienie. Cechę tę można również zauważyć obserwując odbicie obiektów w lustrze. W tym przypadku percepcja psychologiczna odgrywa większą rolę niż fizyczna strona zjawiska. Rama lustra i brzegi stawu ograniczają niewielki obszar krajobrazu, chroniąc boczne widzenie człowieka przed nadmiarem rozproszonego światła pochodzącego z całego nieba i oślepiając obserwatora, to znaczy patrzy na niewielki obszar krajobraz jak przez ciemną, wąską rurę. Zmniejszenie jasności światła odbitego w porównaniu ze światłem bezpośrednim ułatwia obserwację nieba, chmur i innych jasno oświetlonych obiektów, które oglądane bezpośrednio są zbyt jasne dla oka.

3. Całkowite wewnętrzne odbicie światła

Pięknym widokiem jest fontanna, której wyrzucane strumienie są oświetlane od wewnątrz. Można to zobrazować w normalnych warunkach, wykonując następujący eksperyment. W wysokiej puszce na wysokości 5 cm od dna należy wywiercić okrągły otwór o średnicy 5-6 mm. Żarówkę wraz z oprawką należy starannie owinąć w papier celofanowy i umieścić naprzeciwko otworu. Musisz wlać wodę do słoika. Otwierając otwór otrzymamy strumień, który będzie oświetlony od wewnątrz. W ciemnym pomieszczeniu świeci jasno i wygląda bardzo efektownie. Strumieniu można nadać dowolny kolor umieszczając na drodze promieni świetlnych kolorowe szkło. Jeśli położysz palec na ścieżce strumienia, woda rozpryskuje się, a kropelki jasno świecą. Wyjaśnienie tego zjawiska jest dość proste. Promień światła przechodząc przez strumień wody uderza w zakrzywioną powierzchnię pod kątem większym niż kąt ograniczający, ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu, a następnie ponownie pada na przeciwną stronę strumienia pod kątem ponownie większym niż kąt ograniczający. Zatem wiązka przechodzi wzdłuż strumienia, uginając się wraz z nim. Ale gdyby światło zostało całkowicie odbite wewnątrz strumienia, nie byłoby widoczne z zewnątrz. Część światła jest rozpraszana przez wodę, pęcherzyki powietrza i znajdujące się w niej różne zanieczyszczenia, a także na skutek nierównej powierzchni strumienia, dzięki czemu jest widoczne z zewnątrz.

Podam tutaj fizyczne wyjaśnienie tego zjawiska. Niech bezwzględny współczynnik załamania światła pierwszego ośrodka będzie większy niż bezwzględny współczynnik załamania światła drugiego ośrodka n1 > n2, czyli ośrodek pierwszy będzie gęstszy optycznie. Tutaj bezwzględne wskaźniki mediów są odpowiednio równe:

Następnie, jeśli skierujemy wiązkę światła z ośrodka optycznie gęstszego do ośrodka optycznie słabszego, to wraz ze wzrostem kąta padania promień załamany zbliży się do granicy między obydwoma ośrodkami, następnie przejdzie wzdłuż tej granicy i ze przy dalszym wzroście kąta padania promień załamany zniknie, tj. wiązka padająca zostanie całkowicie odbita przez granicę między dwoma ośrodkami.

Kąt graniczny (alfa zero) to kąt padania, który odpowiada kątowi załamania wynoszącemu 90 stopni. W przypadku wody kąt graniczny wynosi 49 stopni. Dla szkła - 42 stopnie. Manifestacje w przyrodzie: - pęcherzyki powietrza na podwodnych roślinach wydają się lustrzane - krople rosy migają wielobarwnym światłem - „gra” diamentów w promieniach światła - powierzchnia wody w szklance będzie lśnić patrząc od dołu przez ścianę szkła.

4. Atmosferyczne zjawiska optyczne

Miraż to zjawisko optyczne w atmosferze: odbicie światła przez granicę między warstwami powietrza znacznie różniącymi się gęstością. Dla obserwatora takie odbicie oznacza, że ​​wraz z odległym obiektem (lub częścią nieba) widoczny jest jego wirtualny obraz, przesunięty względem niego.

Oznacza to, że miraż to nic innego jak gra promieni świetlnych. Faktem jest, że na pustyni ziemia bardzo się nagrzewa. Ale jednocześnie temperatura powietrza nad ziemią w różnych odległościach od niej jest bardzo zróżnicowana. Na przykład temperatura warstwy powietrza znajdującej się dziesięć centymetrów nad poziomem gruntu jest o 30-50 stopni niższa niż temperatura powierzchni.

Wszystkie prawa fizyki mówią: światło rozchodzi się w ośrodku jednorodnym po linii prostej. Jednak w tak ekstremalnych warunkach prawo nie ma zastosowania. Co się dzieje? Przy takich różnicach temperatur promienie zaczynają się załamywać, a przy samej ziemi na ogół zaczynają się odbijać, tworząc w ten sposób iluzje, które zwykliśmy nazywać mirażami. Oznacza to, że powietrze w pobliżu powierzchni staje się lustrem.

Choć miraże kojarzą się zazwyczaj z pustyniami, często można je obserwować nad powierzchnią wody, w górach, a czasem nawet w główne miasta. Innymi słowy, wszędzie tam, gdzie występują nagłe zmiany temperatury, można zaobserwować te bajeczne zdjęcia.

Zjawisko to jest dość powszechne. Na przykład na największej pustyni na naszej planecie rocznie obserwuje się około 160 tysięcy miraży.

Co ciekawe, choć miraże uważane są za dzieci pustyń, Alaska od dawna uznawana jest za niekwestionowanego lidera w ich występowaniu. Im zimniej, tym wyraźniejszy i piękniejszy jest obserwowany miraż.

Bez względu na to, jak powszechne jest to zjawisko, bardzo trudno jest je zbadać. Dlaczego? Tak, wszystko jest bardzo proste. Nikt nie wie, gdzie i kiedy się pojawi, jaki będzie i jak długo będzie żył.

Po pojawieniu się wielu różnych wzmianek o mirażach, naturalnie, należało je sklasyfikować. Okazało się, że pomimo całej ich różnorodności udało się wyróżnić tylko sześć rodzajów miraży: dolny (jezioro), górny (pojawiający się na niebie), boczny, „Fata Morgana”, miraże duchów i miraże wilkołaków.

Bardziej złożony rodzaj mirażu nazywa się Fata Morgana. Nie znaleziono jeszcze na to wyjaśnienia.

Dolny (jeziorny) miraż.

To najczęstsze miraże. Swoją nazwę otrzymali ze względu na miejsce pochodzenia. Obserwuje się je na powierzchni ziemi i wody.

Wyższe miraże (miraże widzenia na odległość).

Ten typ mirażu ma równie proste pochodzenie jak poprzedni typ. Jednak takie miraże są znacznie bardziej różnorodne i piękne. Pojawiają się w powietrzu. Najbardziej fascynujące z nich to słynne miasta duchów. Co ciekawe, przedstawiają one zazwyczaj obrazy obiektów – miast, gór, wysp – oddalonych o wiele tysięcy kilometrów.

Boczne miraże

Pojawiają się w pobliżu pionowych powierzchni silnie nagrzewanych przez słońce. Mogą to być skaliste brzegi morza lub jeziora, gdy brzeg jest już oświetlony przez Słońce, ale powierzchnia wody i powietrze nad nią są jeszcze zimne. Ten typ mirażu jest bardzo częstym zjawiskiem w Jeziorze Genewskim.

Fata Morgana

Fata Morgana to najbardziej złożony rodzaj mirażu. Jest to połączenie kilku form miraży. Jednocześnie obiekty ukazane na mirażu są wielokrotnie powiększone i dość zniekształcone. Co ciekawe, ten rodzaj mirażu wziął swoją nazwę od Morgany, siostry słynnego Artura. Rzekomo obraziła się na Lancelota za to, że ją odrzucił. Na jego złość osiedliła się w podwodnym świecie i zaczęła mścić się na wszystkich mężczyznach, zwodząc ich upiornymi wizjami

Fata Morgana zawiera liczne „ latający Holendrzy", które wciąż widują żeglarze. Zwykle pokazują statki oddalone od obserwatorów o setki, a nawet tysiące kilometrów.

Być może nie ma nic więcej do powiedzenia na temat rodzajów miraży.

Dodam, że choć jest to widok niezwykle piękny i tajemniczy, to jednocześnie bardzo niebezpieczny. Zabijam miraże i doprowadzam swoje ofiary do szaleństwa. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku pustynnych miraży. A wyjaśnienie tego zjawiska nie ułatwia losu podróżników.

Ludzie jednak próbują z tym walczyć. Tworzą specjalne przewodniki, które wskazują miejsca, w których najczęściej pojawiają się miraże, a czasem także ich formy.

Nawiasem mówiąc, miraże uzyskuje się w warunkach laboratoryjnych.

Na przykład prosty eksperyment opublikowany w książce V.V. Mayra „Całkowite odbicie światła w prostych eksperymentach” (Moskwa, 1986), podane tutaj szczegółowy opis uzyskiwanie modeli mirażów w różnych środowiskach. Miraże najłatwiej obserwować w wodzie (ryc. 2). Przymocuj ciemną, najlepiej czarną puszkę po kawie do dna naczynia z białym dnem. Patrząc w dół, niemal pionowo, wzdłuż jego ścianki, szybko wlej do słoika gorącą wodę. Powierzchnia słoika od razu stanie się błyszcząca. Dlaczego? Faktem jest, że współczynnik załamania światła wody wzrasta wraz z temperaturą. Temperatura wody w pobliżu gorącej powierzchni słoika jest znacznie wyższa niż na odległość. Wiązka światła jest więc zakrzywiona w taki sam sposób, jak w przypadku miraży na pustyni lub na gorącym asfalcie. Słoik wydaje nam się błyszczący dzięki całkowitemu odbiciu światła.

Każdy projektant chce wiedzieć, skąd pobrać Photoshopa.

Atmosferyczne zjawisko optyczne i meteorologiczne obserwowane, gdy Słońce (czasami Księżyc) oświetla wiele kropelek wody (deszcz lub mgła). Tęcza wygląda jak wielobarwny łuk lub okrąg złożony z kolorów widma (od zewnętrznej krawędzi: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo, fioletowy). Jest to siedem kolorów zwyczajowo utożsamianych z tęczą w kulturze rosyjskiej, należy jednak pamiętać, że w rzeczywistości widmo jest ciągłe, a jego kolory płynnie przechodzą między sobą poprzez wiele odcieni pośrednich.

Środek okręgu opisanego tęczą leży na prostej przechodzącej przez obserwatora i Słońce, ponadto obserwując tęczę (w przeciwieństwie do aureoli) Słońce zawsze znajduje się za obserwatorem i nie ma możliwości jednoczesnego zobaczenia Słońce i tęcza bez użycia urządzeń optycznych. Dla obserwatora na ziemi tęcza zwykle wygląda jak łuk, część koła, a im wyższy punkt obserwacji, tym jest ona pełniejsza (z góry lub samolotu widać pełne koło). Kiedy Słońce wznosi się powyżej 42 stopni nad horyzontem, z powierzchni Ziemi nie widać tęczy.

Tęcze powstają, gdy światło słoneczne załamuje się i odbija od kropelek wody (deszczu lub mgły) unoszących się w atmosferze. Kropelki te w różny sposób załamują światło o różnych barwach (współczynnik załamania światła wody dla światła o większej długości fali (czerwonego) jest mniejszy niż dla światła o krótkiej długości fali (fioletu), dlatego światło czerwone jest najsłabiej odchylane o 137°30", a światło fioletowe najsilniej o 139 °20"). W rezultacie białe światło rozkłada się na widmo (następuje rozproszenie światła). Obserwator stojący tyłem do źródła światła widzi wielobarwną poświatę emanującą z przestrzeni po koncentrycznych okręgach (łukach).

Najczęściej obserwuje się tęczę pierwotną, w której światło ulega jednemu wewnętrznemu odbiciu. Ścieżkę promieni pokazano na rysunku w prawym górnym rogu. W tęczy pierwotnej kolor czerwony znajduje się poza łukiem, a jego promień kątowy wynosi 40-42°.

Czasami wokół pierwszej tęczy można zobaczyć inną, mniej jasną tęczę. Jest to tęcza wtórna, która powstaje w wyniku dwukrotnego odbicia światła w kroplach. W tęczy wtórnej kolejność kolorów jest „odwrócona” – fiolet znajduje się na zewnątrz, a czerwień wewnątrz. Promień kątowy tęczy wtórnej wynosi 50-53°. Niebo pomiędzy dwiema tęczami jest zwykle zauważalnie ciemniejsze i jest to obszar zwany Pasem Aleksandra.

Pojawienie się tęczy trzeciego rzędu w warunkach naturalnych jest niezwykle rzadkie. Uważa się, że w ciągu ostatnich 250 lat powstało zaledwie pięć doniesień naukowych z obserwacji tego zjawiska. Tym bardziej zaskakujące jest pojawienie się w 2011 roku komunikatu, że tęczę czwartego rzędu można nie tylko zaobserwować, ale także zarejestrować ją na fotografii. W warunkach laboratoryjnych możliwe jest uzyskanie tęczy znacznie wyższych rzędów. I tak w artykule opublikowanym w 1998 roku stwierdzono, że autorom, wykorzystując promieniowanie laserowe, udało się uzyskać tęczę dwusetnego rzędu.

Światło tęczy pierwotnej jest w 96% spolaryzowane wzdłuż kierunku łuku. Światło tęczy wtórnej jest spolaryzowane w 90%.

W jasną księżycową noc można także zobaczyć tęczę z Księżyca. Ponieważ receptory słabego światła ludzkiego oka – „pręciki” – nie postrzegają kolorów, księżycowa tęcza wydaje się biaława; Im jaśniejsze światło, tym bardziej „kolorowa” tęcza (receptory koloru - „szyszki”) jest objęta jego postrzeganiem.

W pewnych okolicznościach można zobaczyć tęczę podwójną, odwróconą, a nawet pierścieniową. W rzeczywistości są to zjawiska innego procesu - załamania światła w kryształkach lodu rozproszonych w atmosferze i należące do halo. Aby odwrócona tęcza (łuk zenitalny, łuk zenitowy - jeden z rodzajów halo) pojawiła się na niebie, potrzebne są określone warunki pogodowe, charakterystyczne dla bieguna północnego i południowego. Odwrócona tęcza powstaje w wyniku załamania światła przechodzącego przez lód cienkiej kurtyny chmur na wysokości 7–8 tysięcy metrów. Kolory w takiej tęczy są również ułożone odwrotnie: fioletowy jest na górze, a czerwony na dole.

Zorze polarne

Zorza polarna to blask (luminescencja) górnych warstw atmosfer planet z magnetosferą w wyniku ich interakcji z naładowanymi cząsteczkami wiatru słonecznego.

W bardzo ograniczonym obszarze górnych warstw atmosfery zorze mogą być powodowane przez niskoenergetyczne naładowane cząstki wiatru słonecznego przedostające się do jonosfery polarnej przez wierzchołki bieguna północnego i południowego. Na półkuli północnej zorze Caspen można obserwować nad Spitsbergenem w godzinach popołudniowych.

Kiedy energetyczne cząstki warstwy plazmy zderzają się z górną atmosferą, wzbudzane są atomy i cząsteczki gazów wchodzących w jej skład. Promieniowanie wzbudzonych atomów mieści się w zakresie widzialnym i jest obserwowane jako zorza polarna. Widma zorzy zależą od składu atmosfer planet: np. jeśli dla Ziemi najjaśniejsze są linie emisyjne wzbudzonego tlenu i azotu w zakresie widzialnym, to dla Jowisza - linie emisyjne wodoru w ultrafiolecie.

Ponieważ jonizacja przez naładowane cząstki najskuteczniej zachodzi na końcu drogi cząstki, a gęstość atmosfery maleje wraz ze wzrostem wysokości zgodnie ze wzorem barometrycznym, wysokość pojawiania się zorzy zależy dość silnie od parametrów atmosfery planety, na przykład dla Ziemi o dość złożonym składzie atmosfery czerwoną poświatę tlenu obserwuje się na wysokościach 200-400 km, a łączną poświatę azotu i tlenu obserwuje się na wysokości ~110 km. Ponadto czynniki te determinują kształt zórz polarnych - rozmyta górna i dość ostra dolna granica.

Zorze obserwuje się głównie na dużych szerokościach geograficznych obu półkul w owalnych strefach-pasach otaczających ziemskie bieguny magnetyczne - owale zorzowe. Średnica owali zorzowych wynosi ~ 3000 km podczas spokojnego Słońca po stronie dziennej, granica strefy znajduje się 10-16° od bieguna magnetycznego, po stronie nocnej - 20-23°. Ponieważ bieguny magnetyczne Ziemi są oddalone od biegunów geograficznych o ~12°, zorze polarne obserwuje się na szerokościach 67-70°, jednakże podczas aktywności słonecznej owal zorzy rozszerza się i zorze można obserwować na niższych szerokościach geograficznych - 20-- 25° na południe lub północ od granic ich zwyczajowej manifestacji. Na przykład na wyspie Stewart, która leży dopiero na 47° równoleżnika, zorze polarne występują regularnie. Maorysi nazywali go nawet „Płonącymi”.

W widmie zorzy ziemskiej najbardziej intensywne promieniowanie pochodzi od głównych składników atmosfery - azotu i tlenu, a ich linie emisyjne obserwuje się zarówno w stanie atomowym, jak i molekularnym (cząsteczki neutralne i jony molekularne). Najbardziej intensywne są linie emisyjne cząsteczek tlenu atomowego i zjonizowanego azotu.

Świecenie tlenu wynika z emisji wzbudzonych atomów w stanach metastabilnych o długości fali 557,7 nm (linia zielona, ​​czas życia 0,74 s) i dubletu 630 i 636,4 nm (obszar czerwony, czas życia 110 s). W rezultacie czerwony dublet jest emitowany na wysokościach 150-400 km, gdzie ze względu na duże rozrzedzenie atmosfery tempo wygaszania stanów wzbudzonych podczas zderzeń jest niewielkie. Zjonizowane cząsteczki azotu emitują przy 391,4 nm (bliski ultrafiolet), 427,8 nm (fiolet) i 522,8 nm (zielony). Każde zjawisko ma jednak swój niepowtarzalny zasięg, ze względu na zmienność składu chemicznego atmosfery i czynników pogodowych.

Widmo zorzy zmienia się wraz z wysokością i w zależności od linii emisyjnych dominujących w widmie zorzy, zorze dzieli się na dwa typy: zorze wysokogórskie typu A z przewagą linii atomowych oraz zorze typu B na stosunkowo małych wysokościach ( 80-90 km) z przewagą linii molekularnych w widmie w wyniku wygaszania w wyniku zderzeń atomowych stanów wzbudzonych w stosunkowo gęstej atmosferze na tych wysokościach.

Zorze występują zauważalnie częściej wiosną i jesienią niż zimą i latem. Częstotliwość szczytowa występuje w okresach najbliższych wiosny i równonoc jesienna. Podczas zorzy w krótkim czasie uwalniana jest ogromna ilość energii. I tak podczas jednego z zaburzeń zarejestrowanych w 2007 roku wyemitowano 5,1014 dżuli, czyli mniej więcej tyle samo, co podczas trzęsienia ziemi o sile 5,5.

Obserwowana z powierzchni Ziemi zorza polarna pojawia się jako ogólna, szybko zmieniająca się poświata nieba lub poruszające się promienie, paski, korony lub „zasłony”. Czas trwania zorzy polarnej waha się od kilkudziesięciu minut do kilku dni.

Wierzono, że zorze polarne na północy i półkula południowa są symetryczne. Jednak jednoczesna obserwacja zorzy polarnej w maju 2001 roku z kosmosu z bieguna północnego i południowego wykazała, że ​​zorza polarna i południowa znacznie się od siebie różnią.

tęcza kwantowa światła optycznego

Wniosek

Naturalne zjawiska optyczne są bardzo piękne i różnorodne. W starożytności, kiedy ludzie nie rozumieli swojej natury, nadawali im mistyczne, magiczne i religijne znaczenia, bali się ich i bali. Ale teraz, kiedy już każde ze zjawisk jesteśmy w stanie własnoręcznie wytworzyć w warunkach laboratoryjnych (a czasem nawet prowizorycznych), prymitywny horror odszedł w niepamięć, a z radością możemy w codziennym życiu dostrzec tęczę błyskającą na niebie, odejdźcie na północ, aby podziwiać zorzę polarną i z ciekawością obserwować tajemniczy miraż dostrzeżony na pustyni. A lustra stały się jeszcze większe znacząca część naszej codzienności – zarówno w życiu codziennym (np. w domu, w samochodach, w kamerach wideo), jak i w różnych instrumentach naukowych: spektrofotometrach, spektrometrach, teleskopach, laserach, sprzęcie medycznym.

Podobne dokumenty

Co to jest optyka? Jej rodzaje i rola w rozwoju fizyki współczesnej. Zjawiska związane z odbiciem światła. Zależność współczynnika odbicia od kąta padania światła. Okulary ochronne. Zjawiska związane z załamaniem światła. Tęcza, miraż, zorze.

streszczenie, dodano 01.06.2010


Rodzaje optyki. Atmosfera ziemska przypomina układ optyczny. Zachód słońca. Zmiana koloru na niebie. Tworzenie się tęczy, różnorodność tęcz. Zorze polarne. Wiatr słoneczny jako przyczyna zórz polarnych. Miraż. Tajemnice zjawisk optycznych.

praca na kursie, dodano 17.01.2007


Poglądy starożytnych myślicieli na naturę światła oparte na najprostszych obserwacjach zjawisk przyrodniczych. Elementy pryzmatyczne i materiały optyczne. Wykazanie wpływu współczynników załamania światła materiału pryzmatu i otoczenia na zjawisko załamania światła w pryzmacie.

praca na kursie, dodano 26.04.2011


Badanie korpuskularnej i falowej teorii światła. Badanie warunków maksimów i minimów wzoru interferencyjnego. Dodanie dwóch fal monochromatycznych. Długość fali i kolor światła odbieranego przez oko. Lokalizacja prążków interferencyjnych.

streszczenie, dodano 20.05.2015


Zjawiska związane z załamaniem, dyspersją i interferencją światła. Miraże widzenia na odległość. Dyfrakcyjna teoria tęczy. Tworzenie się halo. Efekt diamentowego pyłu. Zjawisko „złamanej wizji”. Obserwacja parhelii, koron i zorzy polarnej na niebie.

prezentacja, dodano 14.01.2014


Dyfrakcja fal mechanicznych. Związek zjawisk interferencji światła na przykładzie doświadczenia Junga. Zasada Huygensa-Fresnela, będąca głównym postulatem teorii fal, umożliwiająca wyjaśnienie zjawisk dyfrakcyjnych. Granice stosowalności optyki geometrycznej.

prezentacja, dodano 18.11.2014


Teoria zjawiska. Dyfrakcja to zespół zjawisk zachodzących podczas propagacji światła w ośrodku o ostrych niejednorodnościach. Znalezienie i badanie funkcji rozkładu natężenia światła podczas dyfrakcji na okrągłym otworze. Matematyczny model dyfrakcji.

praca na kursie, dodano 28.09.2007


Podstawowe prawa zjawisk optycznych. Prawa propagacji prostoliniowej, odbicia i załamania światła, niezależność promieni świetlnych. Fizyczne zasady stosowania lasera. Zjawiska fizyczne oraz zasady działania generatora kwantowego spójnego światła.

prezentacja, dodano 18.04.2014


Cechy fizyki zjawisk świetlnych i falowych. Analiza niektórych ludzkich obserwacji właściwości światła. Istota praw optyki geometrycznej (prostoliniowa propagacja światła, prawa odbicia i załamania światła), podstawowe wielkości inżynierii oświetleniowej.

praca na kursie, dodano 13.10.2012


Badanie dyfrakcji, czyli zjawiska odchylenia światła od prostoliniowego kierunku propagacji przy przejściu w pobliżu przeszkód. Charakterystyka załamania fal świetlnych wokół granic ciał nieprzezroczystych i przenikania światła w obszar cienia geometrycznego.

Wstęp.

W ramach tradycyjnych podejść nie wyjaśniono jeszcze szeregu anomalnych zjawisk optycznych w przestrzeni cislunarnej. Zanotujemy kilka najbardziej odrażających z nich - linki do dowodów, które podano poniżej. Po pierwsze, jest to zjawisko utraty koloru: obiekty obserwuje się nie w naturalnych kolorach, ale praktycznie w odcieniach szarości. Po drugie, jest to zjawisko wstecznego rozpraszania światła: niezależnie od tego, pod jakim kątem światło pada na powierzchnię rozpraszającą, większość odbitego światła idzie w przeciwnym kierunku - z powrotem do miejsca, z którego światło przyszło.

Wierzymy, że przyczyną tych niesamowitych zjawisk jest szczególna organizacja grawitacji księżycowej – na innej zasadzie niż grawitacja planet. Grawitacja planetarna jest spowodowana, według naszej terminologii, planetarnym lejkiem częstotliwości. W objętości swobodnego ciała testowego lokalny odcinek nachylenia częstotliwości bezpośrednio wyznacza gradient energii własnych cząstek materii, co generuje efekt siły niepodpartej na ciele. Nie ma żadnych oznak obecności księżycowego lejka częstotliwości. Nakreśliliśmy model organizacji grawitacji księżycowej - poprzez nałożenie na lokalny obszar nachylenia częstotliwości Ziemi specyficznych drgań „przestrzeni inercyjnej” w obszarze cislunarnym. Znajdując się w powstałej „przestrzeni nieustalonej”, ciało testowe ma w swojej objętości gradient lokalnych prędkości bezwzględnych - a zatem poprzez kwadratowe przesunięcia Dopplera poziomów energii kwantowej ma również gradient energii, tj. ponownie doświadcza niepodpartego uderzenia siły.

Drgania „przestrzeni inercyjnej” mają dwojaki wpływ na zjawiska optyczne. Po pierwsze, wibracje te oddziałują na cząsteczki, tj. na emiterach i absorberach światła - dlatego zmieniają się ich widma emisyjne i absorpcyjne. Po drugie, prędkość fazowa światła, jak wierzymy, jest powiązana w sensie lokalno-absolutnym z lokalnym odcinkiem „przestrzeni inercyjnej”, dlatego jej drgania wpływają na proces propagacji światła.

W tym artykule przedstawimy udoskonalony model cislunarnej „niestabilnej przestrzeni” i wyjaśnimy pochodzenie tych anomalnych zjawisk optycznych.

Udoskonalony model cislunarnej „przestrzeni nieustalonej”.

Wczesny model cislunarnej „niestabilnej przestrzeni” przedstawiono w. Warto zauważyć: już pierwsze loty radzieckich i amerykańskich statków kosmicznych na Księżyc wykazały, że jego grawitacja działa tylko w małym obszarze okołoksiężycowym, do około 10 000 km od powierzchni Księżyca – i dlatego nie dociera do Ziemia. Dlatego Ziemia nie reaguje dynamicznie na Księżyc: wbrew powszechnemu przekonaniu, na Ziemię nie dotyczy, w przeciwfazie z Księżycem, w pobliżu ich wspólnego „środka masy” – i wbrew innemu powszechnemu błędnemu mniemaniu, grawitacja księżycowa nie ma nic wspólnego z pływami w oceanach.

Zgodnie z modelem, w obszarze grawitacji Księżyca, drgania harmoniczne „przestrzeni inercyjnej” są wyznaczane wyłącznie programowo, w kierunkach wzdłuż lokalnych pionów księżycowych. Dla tych drgań promieniowych wartości amplitud prędkości i równoważnych przemieszczeń liniowych zmniejszają się wraz ze wzrostem odległości od środka, a na granicy obszaru grawitacyjnego Księżyca stają się praktycznie zerowe. Jeśli symulujemy grawitację sferycznie symetryczną, zgodnie z prawem odwrotnych kwadratów, wówczas zależność amplitudy prędkości V drgania od długości wektora promienia R Jest

Gdzie K=4,9× 10 12 m 3 /s 2 - parametr grawitacyjny Księżyca, R max – promień granicy obszaru grawitacyjnego Księżyca. Jeśli podstawimy w (1) wartości średniego promienia Księżyca R L = 1738 km, a także R max =11738 km, wówczas dla amplitudy prędkości drgań „przestrzeni nieustalonej” na powierzchni Księżyca otrzymujemy V(R L)” 3,10 km/s. Jeśli założymy, że na powierzchni Księżyca amplituda równoważnych przemieszczeń liniowych wynosi D(R A) = 5 µm, to dla częstotliwości drgań, którą przyjmujemy za taką samą w całym obszarze grawitacji Księżyca, otrzymujemy V(R L)/2p D(R L) » 100 MHz. Liczby te są oczywiście przybliżone.

Kluczowe wyjaśnienie modelu cislunarnej „przestrzeni nieustalonej” wiąże się z kwestią faz drgań promieniowych „tła inercyjnego”. Wcześniej uważaliśmy, że obszar grawitacji Księżyca jest podzielony na sekcje promieniowe, w których fazy drgań promieniowych są zorganizowane „w szachownicę”. Taka organizacja faz drgań promieniowych wydaje nam się obecnie nieuzasadniona skomplikowana i zupełnie niepotrzebna. Promieniowe ruchy „przestrzeni inercyjnej” mogą zachodzić synchronicznie w całym obszarze grawitacji księżycowej: „wszyscy razem od centrum - wszyscy razem w kierunku centrum”. Przy takich globalnie synchronicznych wibracjach „niestabilna przestrzeń” będzie się komunikować przyspieszenie dośrodkowe swobodne ciało nie jest gorsze niż wynika z modelu, a programowe organizowanie globalnie synchronicznych drgań jest nieporównywalnie prostsze.

Rozchodzenie się światła w wibrującej „nieustalonej przestrzeni” ma cechy zasadnicze, gdyż warunki w jakich pracuje Quantum Energy Transfer Navigator są tutaj nietypowe. Jest to program, który indywidualnie dla każdego wzbudzonego atomu wyszukuje atom odbiorczy, do którego zostanie przekazana energia wzbudzenia. Efekty podczas propagacji światła, w tym zjawiska falowe, określane są przez algorytmy obliczeniowe, które wykonuje Navigator – identyfikując atom odbiorczy, do którego prawdopodobieństwo przekazania energii kwantowej jest maksymalne. Algorytmy Navigatora opisano w. Teraz jest dla nas ważne, aby prędkość fal poszukiwawczych, z którymi informacje Nawigatora skanują przestrzeń, była równa prędkości światła i była powiązana, w sensie lokalno-absolutnym, z lokalnym odcinkiem „przestrzeni inercyjnej”. Dlatego wibracje „przestrzeni inercyjnej” wpływają na ruch fal poszukiwawczych Nawigatora. Kiedy wibracje te są zorientowane wzdłuż lokalnych pionów księżycowych, lokalna pozioma wiązka światła będzie poruszać się nie po linii prostej, ale po sinusoidzie - z okresem określonym przez częstotliwość drgań. Przy ich częstotliwości 100 MHz (patrz wyżej) okres sinusoidy wyniesie około 3 m. W tym przypadku pionowy rozkład kątowy kierunków ruchu belki można oszacować poprzez stosunek amplitudy prędkości drgań do. prędkość światła – w pobliżu powierzchni Księżyca rozpiętość ta będzie wynosić około jednej sekundy łukowej.

Uwzględnienie tego pionowego rozproszenia w kierunkach ruchu wiązki światła przechodzącej w pobliżu powierzchni Księżyca łatwo wyjaśnia, naszym zdaniem, następujące efekty optyczne. Po pierwsze, jest to niemożliwe” przewidzieć występowanie i czas trwania zakryć gwiazd przez Księżyc z taką dokładnością, jak przewiduje się wiele innych zjawisk niebieskich„. Po drugie, jest to spadek jakości obrazu powierzchni Księżyca w pobliżu krawędzi dysku (patrz np. Zdjęcia w). „Rozmycie” obrazu na krawędziach dysku księżycowego nie byłoby zaskakujące, gdyby Księżyc miał atmosferę – ale tak nie jest. Obydwa te efekty nie znalazły rozsądnego wyjaśnienia w ramach tradycyjnych podejść.

Zjawisko utraty koloru w cislunarnej „niestabilnej przestrzeni”.

Jak wspomnieliśmy wcześniej, proces propagacji światła jest łańcuchem kwantowych transferów energii wzbudzenia z atomu na atom. Kolejne ogniwa w tym łańcuchu, tj. pary atom-nadawca i atom-odbiornik są ustalane, zgodnie z pewnymi algorytmami, przez Nawigatora. Odległość pomiędzy szczytami fal poszukiwawczych Navigatora to to, co w optyce nazywa się długością fali „promieniowania” (umieszczamy to słowo w cudzysłowie, ponieważ fale poszukiwawcze Navigatora nie mają natury fizycznej, ale natury programowej). W warunkach zwykłej, niewibrującej przestrzeni długość fali jest całkowicie określona przez energię wzbudzenia atomu, jeśli atom ten jest w spoczynku - w sensie lokalno-absolutnym. Jeżeli wektor jego prędkości lokalnie absolutnej nie jest równy zeru, wówczas długości fal poszukiwawczych wychodzących z niego do różne kierunki, mają odpowiednie liniowe przesunięcia Dopplera. Podkreślamy, że podczas ruchu wzbudzonego atomu liniowemu efektowi Dopplera podlegają jedynie fale poszukiwawcze – energia przenoszonego kwantu pozostaje niezmieniona. Zatem fala poszukiwawcza mająca pewne liniowe przesunięcie Dopplera może z powodzeniem pokonać filtr wąskopasmowy i kwant energii może zostać przekazany do atomu znajdującego się za tym filtrem, ale energia tego przeniesionego kwantu będzie nadal taką samą energią wzbudzenia jak w przypadku atomu w stanie spoczynku wzbudzonym – gdy fala poszukiwawcza nie przejdzie przez filtr.

Wróćmy teraz do przypadku „przestrzeni nieustalonej”. Jego drgania promieniowe mogą powodować liniowe przesunięcia Dopplera na długości fal poszukiwawczych Navigatora, rzędu do V(R L)/ C~ 10 -5. Skutki tego porządku – biorąc pod uwagę, że zakres widzialny zajmuje oktawę – nie mogły prowadzić do radykalnych zmian barwy. Należy jednak pamiętać, że przeważającą większość palety kolorów, w tym na Księżycu, zapewnia substancja tworząca związki molekularne. Czy mogłoby się okazać, że „niestabilna przestrzeń” wpływa na widma emisji i absorpcji molekularnej?

Jak wspomnieliśmy wcześniej, wiązanie chemiczne to proces cyklicznego przełączania składu wiązań walencyjnych proton-elektron w łączonych atomach, w którym każdy z dwóch zaangażowanych elektronów na przemian staje się częścią jednego lub drugiego atomu. Ten cykliczny proces jest stabilizowany poprzez przeniesienie kwantu energii wzbudzenia z jednego atomu na drugi i z powrotem. W równowadze termicznej najbardziej prawdopodobna energia tego kwantu odpowiada maksimum widma równowagi, tj. równa się 5 kT, Gdzie k– stała Boltzmanna, T- temperatura absolutna. Jak staraliśmy się pokazać w tzw. wibracyjne i rotacyjne linie molekularne nie odpowiadają różnym energiom wiązania atomów w cząsteczce: odpowiadają jednemu lub innemu rezonansowi w cyklicznym procesie wiązania chemicznego - z odpowiednią energią kwantową, która związane atomy cyklicznie przenoszą się między sobą. Typową cechą widm absorpcji molekularnej są pasma widma ciągłego – pasma dysocjacji. Dla większości cząsteczek dolna krawędź pierwszego pasma dysocjacji znajduje się 4-5 eV od poziomu stanu podstawowego, tj. energie kwantów wzbudzenia odpowiadające całemu zakresowi widzialnemu mieszczą się w przedziale pomiędzy stanem podstawowym a pierwszym pasmem dysocjacji. W „normalnych” warunkach luka ta jest mniej lub bardziej gęsto wypełniona dyskretnymi poziomami energii. Mało znanym faktem jest to, że odpowiadające im linie molekularne, w przeciwieństwie do linii atomowych, nie są charakterystyczne - ich pozycje „unoszą się” w zależności od temperatury i ciśnienia. Wibracje „przestrzeni nieustalonej” naszym zdaniem powinny prowadzić do silnego poszerzenia linii molekularnych; Wyjaśnijmy to.

Przypomnijmy, że w warunkach „zwykłej” grawitacji zmiana prędkości lokalno-absolutnej swobodnego ciała jednoznacznie odpowiada zmianie potencjału grawitacyjnego. W cislunarnej „niestabilnej przestrzeni” sytuacja jest odmienna: ciała swobodne doświadczają tam harmonicznych zmian prędkości lokalno-absolutnej (mierzonej w geocentrycznym układzie współrzędnych), będąc praktycznie w tym samym potencjale grawitacyjnym (ziemski obszar grawitacji). Uważamy, że tę anomalną z punktu widzenia przemian energetycznych sytuację można rozwiązać w następujący sposób. Buforem dla okresowej składowej energii kinetycznej cząsteczki jest jej energia wzbudzenia – tj. ten sam kwant, który połączone atomy przekazują sobie nawzajem. Następnie dla cząsteczek lekkich pierwiastków z pojedynczymi wiązaniami wartość amplitudy energii kinetycznej na powierzchni Księżyca ( V(R L)" 3 km/s) powinna odpowiadać wartości amplitudy energii wzbudzenia ~ 1 eV na wiązanie. Z powodu tej okresowej składowej energii wzbudzenia, linie molekularne „wibracyjne” i „rotacyjne” powinny ulegać tak znacznemu poszerzeniu, że odstęp od stanu podstawowego do pierwszego pasma dysocjacji powinien być zajęty przez widmo ciągłe . To prawda: " Widmo Księżyca jest prawie pozbawione pasm, które mogłyby dostarczyć informacji o składzie Księżyca» .

Wyjaśnijmy, dlaczego przy ciągłych widmach molekularnych powinno wystąpić zjawisko utraty barwy. Wiadomo, że w siatkówce oka ludzkiego znajdują się trzy rodzaje światłoczułych komórek odpowiedzialnych za postrzeganie barw - różniące się położeniem maksimów pasm absorpcji: w obszarach czerwono-pomarańczowym, zielonym i niebiesko-fioletowym. Wrażenie koloru nie jest determinowane przez energię kwantów światła monochromatycznego – jest ono określane przez stosunek liczby „wyzwalań” trzech typów komórek w określonym „czasie reakcji barwnej”. Jeżeli w warunkach „nieustalonej przestrzeni” linie absorpcji molekularnej rozciągną się w całym zakresie widzialnym, to dla każdego z trzech typów komórek prawdopodobieństwo „pracy” na kwantze z dowolnego obszaru zakresu widzialnego staje się równe.

Od razu wynika, że ​​wszystkie obiekty na Księżycu należy widzieć z utratą barwy – praktycznie w odcieniach skali szarości. Utrata koloru powinna nastąpić nie tylko podczas obserwacji wizualnych na żywo na Księżycu, ale także podczas fotografowania go na kliszy kolorowej, a nawet przez filtry świetlne. Naprawdę, " filtry kolorowe na pokładzie...[„Gedektorzy”] zostały użyte do wykonania kolorowych fotografii księżycowego krajobrazu... Brak koloru w jakiejkolwiek części tych zdjęć jest zaskakujący, szczególnie w porównaniu z różnorodnością kolorów typowych ziemskich krajobrazów pustynnych lub górskich„. Może autor coś myli? Wcale nie, oficjalny raport NASA na temat Surveyora 1 stwierdza to samo. Krzywe transmisji trzech filtrów były zbliżone do standardowych - odtwarzamy odpowiedni wykres Ryc.1. Czym są

były jakieś rezultaty? W dziale „Fotometria i kolorymetria” samej kolorymetrii poświęcono tylko trzy frazy. Mianowicie: „ Wstępne przetwarzanie pomiarów kolorymetrycznych w oparciu o dane z kliszy fotograficznej pokazuje, że pomiędzy materiałami powierzchni Księżyca mogą występować jedynie niewielkie różnice w kolorach. Brak bogatych kolorów w materiałach powierzchniowych Księżyca jest uderzający, biorąc pod uwagę zaobserwowane różnice w albedo. Wszędzie kolor powierzchni Księżyca jest ciemnoszary„(nasze tłumaczenie). Zadziwienie specjalistów NASA nie trwało jednak długo. Autor pisze już: „ Geodeta miał ostrzejsze i wyraźniejsze spojrzenie. I po raz pierwszy zobaczył w kolorze. Trzy oddzielne zdjęcia wykonane przez filtry pomarańczowy, zielony i niebieski, po połączeniu dały całkowicie naturalne odwzorowanie kolorów. Zgodnie z oczekiwaniami naukowców kolor ten okazał się niczym innym jak szarością – jednolitą, neutralną szarością„(nasze tłumaczenie). Reprodukujemy jedną z tych szarych mozaik fotograficznych od Surveyor-1 Ryc.2.

Można podejrzewać, że jedynie materiały księżycowe mają naturalną szarą barwę, a obiekty ziemskie dostarczane na Księżyc pojawiają się tam w takich samych kolorach jak na Ziemi. Wcale nie, odtwarzamy fragment innej fotografii z „naturalnym odwzorowaniem kolorów” – patrz. Ryc.3. To bardzo niezwykły dokument. Na tle „naleśnika” „stopy” podporowej urządzenia po prawej stronie obrazu widoczny jest fragment dysku z oznaczeniami sektorowymi. To tylko dysk do kalibracji oddawania barw: na Ziemi jego cztery sektory były białe,

Ryc.3.

czerwony, zielony i niebieskie kolory. Ale zamiast nich widzimy jedynie odcienie skali szarości.

Dodajmy, że utrata koloru występuje nawet podczas obserwacji Księżyca spoza jego obszaru grawitacyjnego. To prawda, w tym przypadku szare kwiaty domieszany jest odcień brązu: „ W teleskopie Księżyc ma jednolity brązowo-szary odcień i jest prawie pozbawiony różnic kolorystycznych.„. Podejmowano próby uzyskania kolorowych zdjęć Księżyca poprzez fotografowanie spoza jego obszaru grawitacyjnego przez filtry świetlne, a następnie łączenie zdjęć. Technika ta faktycznie pozwala uzyskać wspaniałe kolorowe zdjęcia - jednak biorąc pod uwagę powyższe, naiwnością jest wierzyć, że kolory na nich odzwierciedlają rzeczywistą kolorystykę Księżyca.

Należy wyjaśnić, że zjawisko utraty kolorów w przestrzeni cislunarnej w żaden sposób nie jest obalone przez fotografowanie i nagrywanie filmów za pomocą sprzętu cyfrowego - co pozwala „zrobić” dowolne pożądane kolory „z niczego”. Z fotografią tradycyjną, tj. Przy naturalnym oddawaniu barw zjawisko utraty barw w przestrzeni księżycowej jest faktem bezspornym. Co więcej, zdaniem urzędników NASA, eksperci spodziewali się nawet z góry braku bogatej gamy kolorów na Księżycu. Pamiętajmy o tym!

Zjawisko wstecznego rozproszenia światła w cislunarnej „nieustalonej przestrzeni”.

Albedo powierzchni Księżyca, tj. jego zdolność odbijania światła słonecznego jest niska: średnio wynosi 7%. I dla tej małej ilości odbitego światła zachodzi zjawisko rozproszenia wstecznego. Mianowicie: pod jakimkolwiek kątem światło pada na powierzchnię rozpraszającą - aż do niemal pasującego padania! – większość odbitego światła trafia tam, skąd światło przyszło.

Dowód na to niesamowite zjawisko dla ziemskiego obserwatora jest tak dobrze znany fakt, Co " Jasność wszystkich obszarów dysku księżycowego osiąga ostre maksimum podczas pełni księżyca, kiedy źródło światła znajduje się dokładnie za obserwatorem„. Całkową krzywą jasności Księżyca w funkcji kąta fazowego pokazano na rysunku Ryc.4(faza zerowa odpowiada pełni księżyca).

Ryc.4

Zjawiska rozpraszania wstecznego nie można wytłumaczyć zwykłym rozpraszaniem na nierównych powierzchniach Księżyca. Chropowata powierzchnia rozpraszałaby światło zgodnie z prawem Lamberta, a następnie podczas pełni księżyca ciemniałaby w kierunku krawędzi dysku księżycowego – co nie ma miejsca. Jasność podczas pełni księżyca wzrasta nietypowo dla każdego obszaru dysku księżycowego. niezależnie od jego położenia na kuli Księżyca, nachylenia powierzchni i typu morfologicznego„. Ze względu na brak przyciemnienia na krawędziach, Księżyc podczas pełni wydaje się „płaski jak naleśnik”. Zjawisko wstecznego rozproszenia światła występuje nie tylko dla strony Księżyca widocznej z Ziemi, ale także dla strony przeciwnej, o czym świadczą zdjęcia tego ostatniego wykonane za pomocą statku kosmicznego. Oznaki rozproszenia wstecznego światła na Księżycu podano m.in.

Czasem zjawisko rozproszenia wstecznego mylone jest z tzw. efekt opozycyjny, który polega po prostu na tym, że „ tempo wzrostu jasności jest szczególnie duże przy małych kątach fazowych„ – jak to dobrze ilustruje Ryc.4. Efekt opozycji charakteryzuje szybkość zmian jasności – a nie samą zmianę jasności – wraz ze zmianą kąta fazowego. Efekt opozycyjny podkreśla jedynie wysoce ukierunkowany efekt efektu rozproszenia wstecznego - dzięki któremu przy nienormalnie jasnym świetle księżyca podczas pełni księżyca można przeczytać książkę.

Uważano, że zjawisko rozproszenia wstecznego spowodowane jest pewnymi niezwykłymi właściwościami gleby księżycowej - i to pomimo faktu, że zjawisko to objawia się jednakowo dla wszystkich obszarów dysku księżycowego, chociaż morfologia mórz i kontynentów księżycowych jest odmienna. Podjęto wiele prób znalezienia minerału lub materiału, który odpowiada prawu rozpraszania Księżyca. Badano różne próbki pochodzenia ziemskiego i kosmicznego ” w różnych postaciach: stałej, natryskiwanej, stopionej i ponownie zestalonej, napromieniowanej światłem ultrafioletowym, promieniowaniem rentgenowskim i protonami...» Żadna nie rozpraszała światła tak mocno, jak Księżyc. Wreszcie odkryto, że prawo rozpraszania podobne do księżycowego wynika z drobno rozproszonych struktur o niezwykle rozwiniętej porowatości. Trudno jednak oczekiwać, że istnienie takiego „puchu” zostanie potwierdzone w rzeczywistych warunkach na powierzchni Księżyca. Nie mówiąc już o częstych, słabych „trzęsieniach księżyca”, znaczącą rolę odgrywają tu erozja elektrostatyczna i „poślizg” materiału powierzchniowego. Badania gleby księżycowej - zarówno „na ziemi”, przy pomocy „Mierzów”, jak i w laboratoriach naziemnych - wykazały, że nie ma w niej „puszystych struktur”. Gleba Księżyca” drobnoziarnisty, słabo spoisty z domieszką żwiru i drobnych kamieni„. Księżycowy” Regolit łatwo skleja się w osobne, luźne bryły i łatwo daje się formować. Pomimo zauważalnej przyczepności posiada niestabilną, łatwo łamliwą strukturę„. Na domiar złego odkrycia te zostały zaobserwowane w próbkach księżycowych znajdujących się w laboratoriach na Ziemi, które w żaden sposób nie wykazały księżycowego prawa rozpraszania. Badania nad zjawiskiem utknęły w ślepym zaułku.

Tymczasem zjawisko to znajduje proste, naturalne wyjaśnienie - w wyniku drgań „nieustalonej przestrzeni”. Pamiętajmy, że w „normalnych” warunkach lustrzane odbicie wyjaśniono w następujący sposób. Na płaską powierzchnię spada odcinek czoła fali płaskiej, którego punkty, do których ten front dotarł, natychmiast stają się źródłami wtórnych fal sferycznych, zgodnie z zasadą Huygensa-Fresnela. Otoczka wtórnych frontów fal sferycznych jest częścią płaskiego frontu, który jest odbity lustrzanie. Należy zauważyć, że to klasyczne wyjaśnienie implikuje interferencję frontów fal wtórnych - a do tego konieczne jest, aby obszar koherencji był większy niż przekrój powierzchni odbijającej, na który opada początkowy odcinek frontu. Jednak w „przestrzeni nieustalonej”, biorąc pod uwagę powyższe, pojęcie „spójności” traci wszelkie znaczenie. Dla każdego kanału Navigatora, który oblicza adres przeniesienia jednego kwantu, nawet przy charakterystycznym rozmiarze „obszaru koherencji” mniejszym niż długość fali, nie będzie żadnego zestawu wtórnych fal sferycznych pochodzących z różny punkty powierzchni rozpraszającej, z których będą wychodzić wtórne fale sferyczne jeden punkty tej powierzchni. Zgodnie z logiką algorytmów Navigatora obliczenia są kontynuowane tylko dla najbardziej prawdopodobnych kierunków poszukiwań atomu docelowego - a są to takie, na których zachodzą na siebie różne szczyty fal poszukiwań (tego samego kanału Navigatora). W rozpatrywanym przypadku wtórne fale sferyczne wychodzące z jednego punktu będą mogły nakładać się jedynie na szczyty fali padającej – dając wybuchy prawdopodobieństw na linii, po której przemieszcza się ta fala padająca. Zatem jeśli kwant światła nie zostanie pochłonięty przez powierzchnię, a Nawigator zmuszony będzie kontynuować poszukiwania odbiorcy, który by je przekazał, wówczas „odbicie” od powierzchni najprawdopodobniej będzie odwrotne – niezależnie od kąta padania .

Jakie są fizyczne konsekwencje zjawiska rozpraszania wstecznego? Jeśli Księżyc odbija tylko około 7% padającego światła słonecznego i jeśli prawie całe to odbite światło leci w kierunku, z którego przyszło, wówczas obserwator na Księżycu w żaden sposób nie zobaczy zalanego światła światło słoneczne krajobrazy. Dla obserwatora nawet po oświetlonej przez Słońce stronie Księżyca panuje zmierzch – o czym świadczą chociażby pierwsze panoramy fotograficzne wykonane na powierzchni Księżyca przez radziecką sondę kosmiczną, począwszy od Łuny-9 (patrz na przykład), a także duże archiwum obrazy telewizyjne transmitowane przez Łunochod 1. Obserwator na Księżycu będzie mógł zobaczyć jasno oświetlone obiekty, które znajdują się w pobliżu wyimaginowanej linii prostej poprowadzonej od Słońca przez jego głowę, lub te, które sam oświetla, trzymając źródło światła blisko oczu. Oprócz zmierzchu, który panuje nawet po oświetlonej stronie Księżyca, ze względu na zjawisko rozproszenia wstecznego, obserwuje się tam całkowicie czarne cienie - a nie szare, jak na Ziemi, ponieważ na Księżycu obszary cienia nie są oświetlane przez rozproszone światło albo z oświetlonych obszarów, albo z atmosfery, która nie jest na Księżycu. Ryc.5 odtwarza jedną z panoram wykonanych przez Łunochod-1 – natychmiast wpada do środka

Ryc.5

oczy są charakterystycznie czarne po stronie przeciwsłonecznej - na platformie, z której zsunął się Łunochod-1, a także na nierównościach powierzchni Księżyca. Ryc.5 dobrze oddaje typowe oznaki prawdziwego oświetlenia księżycowego.

Mała dyskusja.

Powyżej próbowaliśmy wyjaśnić zjawiska utraty kolorów i wstecznego rozpraszania światła, które mają miejsce w przestrzeni cislunarnej. Być może ktoś będzie w stanie lepiej niż my wyjaśnić te zjawiska, jednak samo występowanie tych zjawisk jest niepodważalnym faktem naukowym - co potwierdzają nawet pierwsze raporty NASA dotyczące programu księżycowego.

Uwzględnienie faktu istnienia tych zjawisk dostarcza nowych, potępiających argumentów na rzecz tych, którzy za podróbkę uznają materiały filmowe i fotograficzne rzekomo wskazujące na obecność amerykańskich astronautów na powierzchni Księżyca. W końcu zapewniamy klucze do przeprowadzenia najprostszego i bezlitosnego niezależnego badania. Jeśli na tle księżycowych krajobrazów zalanych światłem słonecznym (!) ukażą się astronauci, na których skafandrach kosmicznych nie ma czarnych cieni po stronie przeciwsłonecznej, albo dobrze oświetlona postać astronauty w cieniu „moduł księżycowy” lub kolorowy (!) materiał filmowy z kolorowym odwzorowaniem kolorów amerykańskiej flagi - to wszystko jest niezbitym dowodem krzyczącym o fałszerstwie. Tak naprawdę nie jest nam znany żaden dokument filmowy lub fotograficzny przedstawiający astronautów na Księżycu w prawdziwym księżycowym świetle i z prawdziwą księżycową „paletą” kolorów.

Warunki fizyczne na Księżycu są zbyt nienormalne – i nie można wykluczyć, że przestrzeń cislunarna jest destrukcyjna dla organizmów lądowych. Dziś znamy jedyny model, który wyjaśnia krótkotrwały wpływ grawitacji księżycowej, a jednocześnie pochodzenie towarzyszących jej anomalnych zjawisk optycznych – jest to nasz model „przestrzeni nieustalonej”. A jeśli ten model jest poprawny, to wibracje „niestabilnej przestrzeni” poniżej pewnej wysokości nad powierzchnią Księżyca są całkiem zdolne do rozrywania słabych wiązań w cząsteczkach białek - wraz ze zniszczeniem ich trzeciorzędowych i ewentualnie drugorzędowych struktur . O ile nam wiadomo, żółwie wróciły żywe z przestrzeni cisksiężycowej na pokładzie radzieckiego statku kosmicznego Zond-5, który okrążył Księżyc w minimalnej odległości od jego powierzchni wynoszącej około 2000 km. Możliwe, że w miarę zbliżania się urządzenia do Księżyca zwierzęta padłyby w wyniku denaturacji białek w ich ciałach. Jeśli od promieniowanie kosmiczne Bardzo trudno jest się chronić, ale jest to możliwe - nie ma fizycznej ochrony przed wibracjami „niestabilnej przestrzeni”.

Autor dziękuje Ivanowi, autorowi stronyhttp://ivanik3.narod.ru, za uprzejmą pomoc w dostępie do źródeł pierwotnych, a także O.Yu Pivovarowi za użyteczną dyskusję.

1. A.A.Grishaev. Loty międzyplanetarne i koncepcja prędkości lokalno-absolutnych. – Dostępne na tej stronie.

2. A.A.Grishaev. „Niestabilna przestrzeń” generująca własną grawitację Księżyca. – Dostępne na tej stronie.

3. A.A.Grishaev. Eksperyment Michelsona-Morleya: wykrywanie prędkości lokalnej i bezwzględnej? – Dostępne na tej stronie.P.G.Kulikovsky. Podręcznik astronoma amatora. "Pan. Wydawnictwo literatury technicznej i teoretycznej”, M., 1953.

9. Z.Kopala. Księżyc. Nasz najbliższy niebiański sąsiad. „Wydawnictwo Literatury Zagranicznej”, M., 1963.

10. A.A.Grishaev. Nowy wygląd o wiązaniach chemicznych i paradoksach widm molekularnych. – Dostępne na tej stronie.

11. T. Cottrella. Siła wiązań chemicznych. „Wydawnictwo Literatury Zagranicznej”, M., 1956.

12. OW Richardson. Wodór cząsteczkowy i jego widmo. 1934.

13. R. Pearce, A. Gaydon. Identyfikacja widm molekularnych. „Wydawnictwo Literatury Zagranicznej”, M., 1949.

14. B.Hapke. Właściwości optyczne powierzchni Księżyca. W: „Fizyka i astronomia Księżyca”, Z. Kopal, wyd. „Mir”, M., 1973.

15. L. D. Jaffe, E. M. Shoemaker, S. E. Dwornik i in. Raport techniczny NASA nr. 32-1023. Raport z misji Geodety I, część II. Dane naukowe i wyniki. Laboratorium Napędów Odrzutowych, California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornia, 10 września 1966.

16. HE Newell. Geodeta: Ukryta kamera na Księżycu. Natl. Geograf. Mag., 130 (1966) 578.

17. V.N. Zharkov, V.A. Pankov i inni. „Nauka”, M., 1969.

18. M.U.Sagitow. Grawimetria księżycowa. „Nauka”, M., 1979.

19. T. Złoto. Erozja, transport materiału powierzchniowego i natura mórz. W: „Moon”, S. Runcorn i G. Urey, wyd. „Mir”, M., 1975.

20. I.I.Cherkasov, V.V.Shvarev. Ziemia księżycowa. „Nauka”, M., 1975.

21. Zasób internetowy

Farajova Leila

Często obserwujemy na niebie niewytłumaczalne zjawiska. Praca ta odsłania istotę zjawisk zachodzących w atmosferze ziemskiej.

Pobierać:

Zapowiedź:

Miejska placówka oświatowa „Szkoła średnia Peschanovskaya”

VI regionalna konferencja naukowo-praktyczna

Zjawiska optyczne w atmosferze

6. klasa Miejska placówka oświatowa „Szkoła średnia Peschanovskaya”

Kierownik:

Makowczuk Tatiana Giennadiewna

Nauczyciel fizyki

S. Peschanoye

2010

Wprowadzenie 3

Atmosfera ziemska jako układ optyczny 4

Rodzaje zjawisk optycznych 5

Wniosek 12

Literatury 13

Załącznik 14

Wstęp

Celem tej pracy jest rozważenie optycznych zjawisk atmosferycznych i ich natury fizycznej. Najbardziej dostępnymi i jednocześnie najbardziej kolorowymi zjawiskami optycznymi są zjawiska atmosferyczne. Ogromne pod względem skali, są efektem interakcji światła i atmosfery ziemskiej.

31 grudnia, w noc sylwestrową, w południowej części nieba, niedaleko wysoko nad horyzontem, można było zaobserwować niezwykłe zjawisko. W centrum znajduje się dysk słońca i dwa kolejne po bokach, a nad nimi widać tęczową poświatę. Był to bardzo piękny i hipnotyzujący widok. Od razu zainteresowałem się tym, czym jest, jak powstaje, dlaczego i jakie inne zjawiska mogą zachodzić w atmosferze? To niezwykłe zjawisko atmosferyczne stało się podstawą mojej pracy.

Atmosfera ziemska jako układ optyczny

Nasza planeta jest otoczona gazową powłoką, którą nazywamy atmosferą. Mając największą gęstość w pobliżu powierzchni ziemi i stopniowo zmniejszając się w miarę wznoszenia, osiąga grubość ponad stu kilometrów. I nie jest to zamrożony ośrodek gazowy o jednorodnych danych fizycznych. Wręcz przeciwnie, atmosfera ziemska jest w ciągłym ruchu. Pod wpływem różnych czynników jego warstwy mieszają się, zmieniają gęstość, temperaturę, przezroczystość i przemieszczają się na duże odległości z różną prędkością.

Dla promieni światła pochodzących ze Słońca lub innych ciał niebieskich atmosfera ziemska jest rodzajem system optyczny przy stale zmieniających się parametrach. Znajdując się na ich drodze, odbija część światła, rozprasza je, przepuszcza przez całą grubość atmosfery, zapewniając oświetlenie powierzchni ziemi, w określonych warunkach rozkłada je na składowe i załamuje bieg promieni, powodując w ten sposób różne zjawiska atmosferyczne. Najbardziej niezwykłe kolorowe to zachody słońca, tęcze, zorza polarna, miraże, aureole słoneczne i księżycowe i wiele innych.

Rodzaje zjawisk optycznych

Istnieje wiele rodzajów zjawisk optycznych. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.

Aureola

(z greckiχαλοσ - „okrąg”, „dysk”; Również aura, aureola, halo) to zjawisko załamania i odbicia światła w kryształkach lodu górnych chmur. Są to jasne lub tęczowe kręgi wokół Słońca lub Księżyca, oddzielone od źródła światła ciemną szczeliną. Aureole są często obserwowane na czołach cyklonów i dlatego mogą służyć jako oznaka ich zbliżania się. Czasami można zobaczyć aureole księżycowe.

Kryształki lodu pojawiające się w powietrzu po zamarznięciu kropelek wody zwykle przybierają jeden z trzech sześciobocznych kształtów prawidłowe pryzmaty(Rys. 1 A): pryzmaty, których długość jest bardzo duża w stosunku do przekroju; Są to dobrze znane igły lodowe, które w mroźne zimowe dni unoszą się masowo w najniższych warstwach atmosfery.

A B C.

(ryc. 1)

Igły takie, opadając swobodnie w powietrzu, ustawione są pionowo swoją długą osią. Płaszczyzny tych kryształów, które wirują i stopniowo opadają na ziemię, są przez większość czasu zorientowane równolegle do powierzchni. O wschodzie lub zachodzie słońca linia wzroku obserwatora może przechodzić przez tę właśnie płaszczyznę, a każdy kryształ może działać jak miniaturowa soczewka załamująca światło słoneczne.

W innych typach pryzmatów wysokość jest bardzo mała w porównaniu do przekroju; następnie otrzymuje się sześcioboczne płaskie tabletki (ryc. 1B.). Czasami ostatecznie kryształki lodu przybierają postać pryzmatu, którego przekrój poprzeczny to gwiazda sześcioramienna (ryc. 1 B.). Padając na kryształki lodu, promień światła, w zależności od rodzaju kryształu i jego położenia względem promienia, może bezpośrednio przez niego przechodzić lub przechodzić przez niego bez załamania, albo promienie muszą ulegać w nich nie tylko załamaniu, ale także całemu szeregowi całkowite wewnętrzne odbicia. W rzeczywistości bardzo rzadko zdarza się oczywiście obserwować zjawisko, którego wszystkie części byłyby jednakowo jasne i wyraźnie widoczne: zwykle jedna lub druga jego część jest jaśniejsza i bardziej charakterystyczna, pozostałe albo są obserwowane bardzo słabo lub nawet nieobecny.

Zwykły okrąg lub małe halo to jasny okrąg otaczający gwiazdę, którego promień wynosi około 22°. Wewnątrz ma kolor czerwonawy, następnie żółty jest słabo widoczny, następnie kolor zmienia się w biały i stopniowo łączy się z ogólnym niebieskawym odcieniem nieba.Przestrzeńwewnątrz okręgu wydaje się stosunkowo ciemno; wewnętrzna granica okręgu jest ostro zarysowana. Krąg ten powstaje w wyniku załamania światła w igłach lodowych lecących w powietrzu w różnych pozycjach. Kąt minimalnego odchylenia promieni w pryzmacie lodowym wynosi około 22°, zatem wszystkie promienie przechodzące przez kryształy powinny wydawać się obserwatorowi odchylone od źródła światła o co najmniej 22°; stąd ciemność przestrzeni wewnętrznej. Kolor czerwony, jako najmniej załamany, będzie także wydawał się najmniej odbiegający od źródła światła; następnie żółty; pozostałe promienie mieszając się ze sobą sprawiają wrażenie biały. Mniej powszechne jest halo o promieniu kątowym 46°, położone koncentrycznie wokół halo 22°. Jego wewnętrzna strona ma również czerwonawy odcień. Powodem tego jest również załamanie światła, które w tym przypadku występuje w igłach lodowych skierowanych w stronę ciała pod kątem 90°; Okrąg ten jest zwykle jaśniejszy od małego, ale kolory w nim są wyraźniej od siebie oddzielone. Szerokość pierścienia takiego halo przekracza 2,5 stopnia. Zarówno aureola 46-stopniowa, jak i 22-stopniowa jest najjaśniejsza na górze i na dole pierścienia. Rzadkie 90-stopniowe halo to słabo świecący, prawie bezbarwny pierścień, który ma wspólny środek z dwoma innymi aureolami. Jeśli jest kolorowy, będzie miał czerwony kolor na zewnątrz pierścienia. Mechanizm powstawania tego typu halo nie jest w pełni poznany.

Często można zaobserwować aureolę księżycową.Jest to dość powszechny widok i ma miejsce, gdy niebo jest pokryte wysokimi, cienkimi chmurami z milionami maleńkich kryształków lodu. Każdy kryształ lodu działa jak miniaturowy pryzmat. Większość kryształów ma kształt wydłużonych sześciokątów. Światło wpada przez jedną przednią powierzchnię takiego kryształu i wychodzi przez przeciwną powierzchnię o kącie załamania 22º .

Oglądanie zimy lampy uliczne, można zobaczyć aureolę wytwarzaną przez ich światło, oczywiście pod pewnymi warunkami, a mianowicie w mroźnym powietrzu nasyconym kryształkami lodu lub płatkami śniegu. Nawiasem mówiąc, podczas opadów śniegu może pojawić się również aureola Słońca w postaci dużej jasnej kolumny. Są takie zimowe dni, kiedy płatki śniegu wydają się unosić w powietrzu, a światło słoneczne uparcie przebija się przez cienkie chmury. Na tle wieczornego świtu filar ten czasami wygląda czerwonawo - jak odbicie odległego ognia. W przeszłości takie całkowicie nieszkodliwe zjawisko, jak widzimy, przerażało przesądnych ludzi.

Móc zobaczyć takie halo: jasny, tęczowy pierścień wokół Słońca. Ten pionowy okrąg pojawia się, gdy w atmosferze znajduje się wiele sześciokątnych kryształków lodu, które nie odbijają, ale załamują promienie słoneczne niczym szklany pryzmat. W tym przypadku większość promieni jest naturalnie rozproszona i nie dociera do naszych oczu. Ale część z nich, przechodząc przez te pryzmaty w powietrzu i załamując się, dociera do nas, więc widzimy tęczowy okrąg wokół Słońca. Jego promień wynosi około dwudziestu dwóch stopni. Zdarza się jeszcze częściej - czterdzieści sześć stopni.

Zauważono, że okrąg halo jest zawsze jaśniejszy po bokach. Dzieje się tak, ponieważ przecinają się tutaj dwie aureole - pionowa i pozioma. A fałszywe słońca najczęściej powstają właśnie na przecięciu. Najkorzystniejsze warunki do pojawienia się fałszywych słońc występują, gdy Słońce znajduje się nisko nad horyzontem i część pionowego koła nie jest już dla nas widoczna.

Jakie kryształy biorą udział w tym „przedstawieniu”?

Odpowiedź na to pytanie dały specjalne eksperymenty. Okazało się, że fałszywe Słońca pojawiają się dzięki sześciokątnym kryształkom lodu, przypominającym... paznokcie. Unoszą się pionowo w powietrzu, załamując światło bocznymi ścianami.

Trzecie „słońce” pojawia się, gdy nad prawdziwym słońcem widoczna jest tylko górna część koła halo. Czasem jest to odcinek łuku, czasem jasna plama o nieokreślonym kształcie. Czasami fałszywe słońca są tak jasne jak samo słońce. Obserwując je, starożytni kronikarze pisali o trzech słońcach, odciętych ognistych głowach itp.

W związku z tym zjawiskiem w historii ludzkości odnotowano ciekawy fakt. W 1551 roku niemieckie miasto Magdeburg zostało oblężone przez wojska króla hiszpańskiego Karola V. Obrońcy miasta niewzruszenie trzymali się już ponad rok oblężenie trwało. Wreszcie zirytowany król wydał rozkaz przygotowania się do zdecydowanego ataku. Ale wtedy wydarzyło się coś bezprecedensowego: na kilka godzin przed atakiem nad oblężonym miastem zaświeciły trzy słońca. Śmiertelnie przerażony król uznał, że Magdeburg jest chroniony przez niebo i nakazał zniesienie oblężenia.

Tęcza jest zjawiskiem optycznym zachodzącym w atmosferze i mającym postać wielobarwnego łuku na firmamencie.

W wierzeniach religijnych starożytnych ludów tęczy przypisywano rolę pomostu między ziemią a niebem. W mitologii grecko-rzymskiej znana jest nawet szczególna bogini tęczy - Iris. Greccy uczeni Anaksymenes i Anaksagoras wierzyli, że tęcze powstają w wyniku odbicia Słońca w ciemnej chmurze. Arystoteles przedstawił idee dotyczące tęczy w specjalnym rozdziale swojej Meteorologii. Uważał, że tęcza powstaje w wyniku odbicia światła, ale nie tylko od całej chmury, ale od jej kropli.

W 1637 sławny Filozof francuski i naukowiec Kartezjusz dał teoria matematyczna tęcza oparta na załamaniu światła. Następnie teorię tę uzupełnił Newton na podstawie swoich eksperymentów z rozkładem światła na kolory za pomocą pryzmatu. Teoria Kartezjusza, uzupełniona przez Newtona, nie potrafiła wyjaśnić jednoczesnego istnienia kilku tęcz, ich różnej szerokości, obowiązkowego braku pewnych kolorów w pasach kolorów, ani wpływu wielkości kropelek chmur na pojawienie się zjawiska. Dokładną teorię tęczy, opartą na koncepcjach dyfrakcji światła, podał w 1836 roku angielski astronom D. Airy. Traktując zasłonę deszczu jako strukturę przestrzenną zapewniającą występowanie dyfrakcji, Airy wyjaśnił wszystkie cechy tęczy. Jego teoria w pełni zachowała swoje znaczenie dla naszych czasów.

Tęcza jest zjawiskiem optycznym pojawiającym się w atmosferze i wyglądającym jak wielobarwny łuk na firmamencie. Obserwuje się to w przypadkach, gdy promienie słoneczne oświetlają kurtynę deszczową znajdującą się po stronie nieba przeciwnej do Słońca. Środek łuku tęczy przebiega w kierunku linii prostej przechodzącej przez dysk słoneczny (nawet jeśli jest zasłonięty przed obserwacją przez chmury) i oko obserwatora, tj. w punkcie przeciwnym do Słońca. Łuk tęczy jest częścią okręgu opisanego wokół tego punktu o promieniu 42°30" (w wymiarze kątowym).

Ciekawe jest ułożenie kolorów tęczy. To jest zawsze stałe. Czerwony kolor tęczy głównej znajduje się na jej górnej krawędzi, fioletowy - na dolnej. Pomiędzy tymi skrajnymi kolorami pozostałe kolory następują po sobie w tej samej kolejności, co w widmie słonecznym. W zasadzie tęcza nigdy nie zawiera wszystkich kolorów widma. Najczęściej kolory niebieski, ciemnoniebieski i bogaty, czysty czerwony są nieobecne lub słabo wyrażone. Wraz ze wzrostem wielkości kropel deszczu paski kolorów tęczy zwężają się, a same kolory stają się bardziej nasycone. Przewaga odcieni zieleni w zjawisku zwykle wskazuje na późniejsze przejście na dobrą pogodę. Ogólny obraz kolorów tęczy jest zamazany, ponieważ tworzy ją rozszerzone źródło światła.

Sztucznie odtwarzając zjawisko w laboratorium, udało się uzyskać aż 19 tęcz. Nad zbiornikiem można zaobserwować dodatkowe tęcze, rozmieszczone niekoncentrycznie względem siebie. Dla jednego z nich źródłem światła jest Słońce, dla drugiego jego odbicie od powierzchni wody. W takich warunkach mogą pojawić się także tęcze ułożone „do góry nogami”. Nocą, przy świetle księżyca i mglistej pogodzie, w górach i na brzegach mórz można zobaczyć białą tęczę. Ten typ tęczy może również wystąpić, gdy mgła jest wystawiona na działanie światła słonecznego. Wygląda jak błyszczący biały łuk, pomalowany na żółto i pomarańczowo-czerwono na zewnątrz, a niebiesko-fioletowy od wewnątrz. Tęcze widać nie tylko w zasłonie deszczu. W mniejszej skali można go zobaczyć na kroplach wody w pobliżu wodospadów, fontann i na falach. W tym przypadku źródłem światła może służyć nie tylko Słońce i Księżyc, ale także reflektor.

Zorze polarne - blask (luminescencja) górnych warstw atmosfery planety z magnetosferą w wyniku jej interakcji z naładowanymi cząsteczkami wiatru słonecznego. W większości przypadków zorze mają zielony lub niebiesko-zielony odcień z okazjonalnymi plamami lub obwódką w kolorze różowym lub czerwonym. Zorze obserwuje się w dwóch głównych postaciach - w postaci wstęg i w postaci plam przypominających chmury. Intensywnym błyskom blasku często towarzyszą dźwięki przypominające hałas i trzaski. Zorze powodują silne zmiany w jonosferze, co z kolei wpływa na warunki komunikacji radiowej. W większości przypadków łączność radiowa ulega znacznemu pogorszeniu. Występują silne zakłócenia, a czasami całkowita utrata odbioru.

Miraż - każdy z nas widział najprostsze. Na przykład, gdy jedziesz po rozgrzanej drodze asfaltowej, daleko przed tobą wygląda jak tafla wody. I coś takiego już dawno nikogo nie dziwiło, bo miraż to nic innego jak atmosferyczne zjawisko optyczne, dzięki któremu w strefie widzenia pojawiają się obrazy obiektów, które w normalnych warunkach są ukryte przed obserwacją. Dzieje się tak, ponieważ światło ulega załamaniu podczas przechodzenia przez warstwy powietrza o różnej gęstości. W takim przypadku odległe obiekty mogą wydawać się uniesione lub obniżone w stosunku do ich rzeczywistego położenia, a także mogą ulec zniekształceniu i nabrać nieregularnych, fantastycznych kształtów.

Duchy Brocken - W niektórych rejonach globu, gdy cień obserwatora znajdującego się na wzgórzu o wschodzie lub zachodzie słońca padnie za nim na chmury znajdujące się w niewielkiej odległości, ujawnia się uderzający efekt: cień nabiera kolosalnych rozmiarów. Dzieje się tak na skutek odbicia i załamania światła przez maleńkie kropelki wody we mgle. Opisane zjawisko nosi nazwę szczytu w górach Harz w Niemczech.

Ogień Świętego Elma- świecące jasnoniebieskie lub fioletowe pędzle o długości od 30 cm do 1 m lub więcej, zwykle na szczytach masztów lub na końcach jardów statków na morzu. Czasami wydaje się, że całe takielunek statku jest pokryty fosforem i świeci. Ogień św. Elma czasami pojawia się na szczytach gór, a także na iglicach i ostrych narożnikach wysokich budynków. Zjawisko to reprezentuje wyładowania elektryczne szczotkowe na końcach przewodników elektrycznych, gdy natężenie pola elektrycznego w otaczającej je atmosferze znacznie wzrasta.

Wniosek

Fizyczna natura światła interesuje ludzi od niepamiętnych czasów. Zanim jednak ukształtował się współczesny pogląd na naturę światła, a promień świetlny znalazł zastosowanie w życiu człowieka, zidentyfikowano, opisano, naukowo uzasadniono i potwierdzono eksperymentalnie wiele zjawisk optycznych, występujących wszędzie w atmosferze ziemskiej, począwszy od tęczy znanej dla wszystkich, po złożone, okresowe miraże. Ale mimo to dziwna gra świateł zawsze przyciągała i przyciąga ludzi. Ani kontemplacja zimowej aureoli, ani jasnego zachodu słońca, ani szerokiego pasa zorzy polarnej w połowie nieba, ani skromnej księżycowej ścieżki na powierzchni wody nie pozostawiają nikogo obojętnym. Wiązka światła przechodząca przez atmosferę naszej planety nie tylko ją oświetla, ale także nadaje jej niepowtarzalny wygląd, czyniąc ją piękną.

Oczywiście w atmosferze naszej planety występuje znacznie więcej zjawisk optycznych, o których mowa w tej pracy. Są wśród nich te, które są nam dobrze znane i zostały rozwiązane przez naukowców, a także te, które wciąż czekają na swoich odkrywców. I możemy mieć tylko nadzieję, że z biegiem czasu będziemy świadkami coraz większej liczby odkryć z zakresu optycznych zjawisk atmosferycznych, wskazujących na wszechstronność zwykłej wiązki światła.

Literatura

Bludov M.I. „Rozmowy o fizyce, część II” - M.: Edukacja, 1985

Bulat V.L. „Zjawiska optyczne w przyrodzie” - M .: Edukacja, 1974.

Gershenzon E.M., Malov N.N., Mansurow A.N. „Kurs fizyki ogólnej”- M.: Oświecenie, 1988

Korolew F.A. „Kurs fizyki” M., „Oświecenie” 1988

Myakishev G.Ya. Bukhovtsev B.B. „Fizyka 10 - M.: Edukacja, 1987

Tarasow L.V. „Fizyka w przyrodzie” - M.: Edukacja, 1988.

Tarasow L.V. „Fizyka w przyrodzie”- M.: Oświecenie, 1988

Trubnikov P.R. Pokusaev N.V. „Optyka i atmosfera - St. Petersburg: Edukacja, 2002.”

Szachmajew N.M. Shodiev D.Sh. „Fizyka 11 - M.: Edukacja, 1991.

Zasoby internetowe

Aplikacja

Rodzaj łuku, jasność kolorów i szerokość pasków zależą od wielkości kropelek wody i ich liczby. Duże krople tworzą węższą tęczę z wyraźnie zaznaczonymi kolorami, małe krople tworzą rozmyty, wyblakły, a nawet biały łuk.

Jednym z najpiękniejszych zjawisk optycznych przyrody jest zorza polarna.

Najczęstsze są miraże jeziorne lub dolne

miraż, od dawna znane zjawisko naturalne...

fotografia, duch Brocken, cień góry widziany na tle wieczornych chmur:

Halo to jedno z najpiękniejszych i najbardziej niezwykłych zjawisk naturalnych

Wiele osób lubi śmieszne zdjęcia, które oszukują ich percepcję wzrokową. Ale czy wiesz, że natura potrafi również tworzyć iluzje optyczne? Co więcej, wyglądają znacznie bardziej imponująco niż te wykonane przez człowieka. Należą do nich dziesiątki zjawisk i formacji przyrodniczych, zarówno rzadkich, jak i dość powszechnych. Zorza polarna, halo, promień zielony, chmury soczewkowe to tylko niewielka część z nich. Oto 25 oszałamiających iluzji optycznych stworzonych przez naturę.

Co roku w lutym strumienie wody przybierają ognistą pomarańczę.

Ten piękny i jednocześnie przerażający wodospad położony jest w centralnej części Parku Narodowego Yosemite. Nazywa się to Upadkiem Końskiego Ogona (w tłumaczeniu „koński ogon”). Co roku przez 4-5 dni w lutym turyści mogą zobaczyć rzadkie zjawisko - promienie zachodzącego słońca odbijające się w opadających strumieniach wody. W tych momentach wodospad zmienia kolor na ognisty pomarańczowy. Wydaje się, że ze szczytu góry wypływa gorąca lawa, ale to tylko złudzenie optyczne.

Wodospad Końskiego Ogona składa się z dwóch kaskadowych strumieni, a jego całkowita wysokość sięga 650 metrów.

Prawdziwe Słońce i dwa fałszywe

Jeśli Słońce znajduje się nisko nad horyzontem, a w atmosferze znajdują się mikroskopijne kryształki lodu, obserwatorzy mogą zauważyć kilka jasnych tęczowych plam po prawej i lewej stronie Słońca. Te dziwaczne aureole wiernie podążają za naszym światłem po niebie, niezależnie od kierunku, w którym jest ono skierowane.

W zasadzie to zjawisko atmosferyczne uważa się za dość powszechne, ale trudno zauważyć efekt.

To interesujące: w rzadkich przypadkach, gdy światło słoneczne przechodzi przez chmury cirrusów pod odpowiednim kątem, te dwie plamki stają się tak jasne jak samo Słońce.

Efekt najlepiej zaobserwować wczesnym rankiem lub późnym wieczorem w rejonach polarnych.

Fata Morgana – rzadkie złudzenie optyczne

Fata Morgana to złożone optyczne zjawisko atmosferyczne. Obserwuje się to niezwykle rzadko. W rzeczywistości Fata Morgana „składa się” z kilku form miraży, dzięki którym odległe obiekty są dla obserwatora zniekształcane i „dzielone na dwie części”.

Wiadomo, że Fata Morgana powstaje, gdy w dolnej warstwie atmosfery (zwykle na skutek różnic temperatur) tworzy się kilka naprzemiennych warstw powietrza o różnej gęstości. W pewnych warunkach dają odbicia lustrzane.

Ze względu na odbicie i załamanie promieni świetlnych rzeczywiste obiekty mogą stworzyć kilka zniekształconych obrazów na horyzoncie lub nawet nad nim, które częściowo nakładają się na siebie i szybko zmieniają się w czasie, tworząc w ten sposób uderzający obraz Faty Morgany.

Kolumna światła emanująca ze słońca schodzącego za horyzont

Dość często stajemy się świadkami słupów świetlnych (lub słonecznych). To nazwa popularnego typu halo. Ten efekt optyczny pojawia się jako pionowy pasek światła rozciągający się od słońca o zachodzie lub wschodzie słońca. Słup światła można zaobserwować, gdy światło w atmosferze odbija się od powierzchni maleńkich kryształków lodu, mających kształt płyt lodowych lub miniaturowych prętów o przekroju sześciokątnym. Kryształy tego kształtu najczęściej tworzą się w wysokich chmurach Cirrostratus. Jeśli jednak temperatura powietrza jest wystarczająco niska, mogą pojawić się w niższych warstwach atmosfery. Chyba nie trzeba wyjaśniać, dlaczego słupy świetlne najczęściej obserwuje się zimą.

W pewnych warunkach cień może wyglądać jak duch

Gdy na zewnątrz panuje gęsta mgła, można zaobserwować ciekawe zjawisko optyczne – tzw. ducha Brockena. Aby to zrobić, wystarczy odwrócić się plecami do głównego źródła światła. Obserwator będzie mógł zobaczyć swój własny cień leżący na mgle (lub chmurze, jeśli znajdujesz się na terenie górzystym).

To interesujące: jeśli źródło światła, a także obiekt, na który rzucany jest cień, są statyczne, powtórzy każdy ruch człowieka. Ale cień będzie wyglądał zupełnie inaczej na ruchomej „powierzchni” (na przykład we mgle). W takich warunkach może się wahać, tworząc złudzenie, że porusza się ciemna, mglista sylwetka. Wydaje się, że nie jest to cień należący do obserwatora, ale prawdziwy duch.

Droga Atlantycka

Wygląda na to, że ten most nie jest ukończony

Nie ma chyba na świecie bardziej malowniczych autostrad niż Droga Atlantycka, położona w norweskim hrabstwie Møre og Romsdal. Wyjątkowa autostrada biegnie przez północne wybrzeże Oceanu Atlantyckiego i obejmuje aż 12 mostów łączących poszczególne wyspy z nawierzchnią dróg.

Najbardziej niesamowite miejsce Droga Atlantycka – Most Storseisundet. Pod pewnym kątem może się wydawać, że nie jest ona ukończona i wszystkie przejeżdżające samochody, jadąc w górę, zbliżają się do klifu, a następnie spadają w dół.

Całkowita długość tego mostu, otwartego w 1989 roku, wynosi 8,3 km.

W 2005 roku Droga Atlantycka została uznana za „budowlę stulecia” w Norwegii. A dziennikarze brytyjskiego magazynu The Guardian przyznali jej tytuł najlepszej trasy turystycznej w tym północnym kraju.

Iluzja księżyca

Księżyc wydaje się duży, gdy znajduje się nad horyzontem.

Kiedy Księżyc w pełni znajduje się nisko nad horyzontem, jest wizualnie znacznie większy niż wtedy, gdy znajduje się wysoko na niebie. Zjawisko to poważnie zastanawia tysiące dociekliwych umysłów próbujących znaleźć dla niego jakieś rozsądne wyjaśnienie. Ale w rzeczywistości jest to zwykła iluzja.

Najprostszym sposobem potwierdzenia iluzorycznego charakteru tego efektu jest trzymanie w wyciągniętej dłoni małego okrągłego przedmiotu (na przykład monety). Kiedy porównasz wielkość tego obiektu z „ogromnym” Księżycem na horyzoncie i „malutkim” Księżycem na niebie, ze zdziwieniem zauważysz, że jego względna wielkość nie ulega zmianie. Możesz także zwinąć kartkę papieru w kształt tuby i patrzeć przez otwór utworzony wyłącznie na Księżyc, bez otaczających go obiektów. Znów iluzja zniknie.

To interesujące: większość naukowców wyjaśniając iluzję Księżyca, odwołuje się do teorii „względnej wielkości”. Wiadomo, że wizualne postrzeganie wielkości obiektu widocznego dla człowieka zależy od wymiarów innych obiektów obserwowanych przez niego w tym samym czasie. Kiedy Księżyc znajduje się nisko nad horyzontem, w polu widzenia człowieka pojawiają się inne obiekty (domy, drzewa itp.). Na ich tle nasza nocna gwiazda wydaje się większa niż w rzeczywistości.

cienie chmur

Cienie chmur wyglądają jak małe wyspy

W słoneczny dzień, z dużej wysokości, bardzo ciekawie jest obserwować cienie rzucane przez chmury na powierzchnię naszej planety. Przypominają małe, stale poruszające się wyspy na oceanie. Niestety obserwatorzy naziemni nie będą w stanie docenić całej wspaniałości tego zdjęcia.

Ćma atlasowa praktycznie nie lata

Ogromna ćma atlasowa występuje w lasach tropikalnych południowej Azji. To właśnie ten owad jest rekordzistą pod względem powierzchni skrzydeł (400 centymetrów kwadratowych). W Indiach ćma ta jest hodowana do produkcji jedwabnych nici. Gigantyczny owad produkuje brązowy jedwab, który wygląda jak wełna.

Ze względu na swoje duże rozmiary ćmy atlasowe latają obrzydliwie, poruszając się w powietrzu powoli i niezdarnie. Jednak wyjątkowa kolorystyka ich skrzydeł pomaga im zamaskować się w ich naturalnym środowisku. Dzięki niej atlas dosłownie zlewa się z drzewami.

Tworzy iluzję, że krople rosy unoszą się w powietrzu

Rano lub po deszczu na pajęczynach można zobaczyć maleńkie kropelki wody, przypominające naszyjnik. Jeśli sieć jest bardzo cienka, obserwator może mieć złudzenie, że krople dosłownie unoszą się w powietrzu. A w zimnych porach roku sieć może być pokryta szronem lub zamarzniętą rosą; to zdjęcie wygląda nie mniej imponująco.

Zielony promień obserwowany po zachodzie słońca

Krótki błysk zielonego światła, obserwowany na chwilę przed pojawieniem się dysku słonecznego nad horyzontem (najczęściej na morzu) lub w momencie, gdy słońce za nim znika, nazywany jest zielonym promieniem.

Można być świadkiem tego niesamowitego zjawiska, jeśli zostaną spełnione trzy warunki: horyzont musi być otwarty (step, tundra, morze, tereny górskie), powietrze musi być czyste, a obszar zachodu lub wschodu słońca musi być wolny od chmur.

Z reguły zielona wiązka jest widoczna nie dłużej niż 2–3 sekundy. Aby znacznie wydłużyć odstęp czasowy jego obserwacji w momencie zachodu słońca, należy natychmiast po pojawieniu się zielonej wiązki zacząć szybko wbiegać po ziemnym nasypie lub wspinać się po schodach. Jeśli wzejdzie słońce, musisz się wprowadzić przeciwny kierunek, czyli w dół.

To ciekawe: podczas jednego ze swoich lotów nad biegunem południowym słynny amerykański pilot Richard Byrd widział zielony promień aż przez 35 minut! Wyjątkowy incydent miał miejsce pod koniec nocy polarnej, kiedy górna krawędź dysku słonecznego po raz pierwszy pojawiła się nad horyzontem i powoli przesuwała się wzdłuż niego. Wiadomo, że na biegunach dysk słoneczny porusza się prawie poziomo: prędkość jego pionowego wznoszenia jest bardzo mała.

Fizycy wyjaśniają działanie zielonego promienia poprzez załamanie (to znaczy załamanie) promieni słonecznych podczas przechodzenia przez atmosferę. Co ciekawe, w momencie zachodu lub wschodu słońca jako pierwsze powinniśmy zobaczyć promienie niebieskie lub fioletowe. Ale ich długość fali jest tak krótka, że ​​przechodząc przez atmosferę, są prawie całkowicie rozproszone i nie docierają do ziemskiego obserwatora.

Łuk bliski zenitu wygląda jak odwrócona tęcza

Zasadniczo łuk bliski zenitu wygląda jak tęcza odwrócona do góry nogami. Niektórym przypomina nawet ogromną, wielobarwną buźkę na niebie. Zjawisko to powstaje w wyniku załamania światła słonecznego przechodzącego przez kryształki lodu o określonym kształcie unoszące się w chmurach. Łuk jest skoncentrowany w zenicie równoległym do horyzontu. Górny kolor tej tęczy jest niebieski, dolny jest czerwony.

Aureola

Świecący pierścień wokół Księżyca na nocnym niebie to aureola

Aureola to jedno z najsłynniejszych zjawisk optycznych, dzięki któremu człowiek może zobaczyć świetlisty pierścień wokół silnego źródła światła.

W dzień wokół Słońca pojawia się aureola, w nocy wokół Księżyca lub innych źródeł, np. latarni ulicznych. Istnieje ogromna liczba odmian aureoli (jedną z nich jest wspomniana powyżej iluzja fałszywego Słońca). Prawie wszystkie aureole powstają w wyniku załamania światła przechodzącego przez kryształki lodu skupione w chmurach Cirrus (zlokalizowanych w górnej troposferze). Wygląd aureoli zależy od kształtu i ułożenia tych miniaturowych kryształów.

Góry i inne wysokie obiekty stają się różowawe

Prawdopodobnie każdy mieszkaniec naszej planety widział różowy blask. To ciekawe zjawisko obserwuje się w momencie, gdy Słońce zachodzi za horyzontem. Następnie góry lub inne pionowe obiekty (np. domy wielopiętrowe) przez krótki czas są pomalowane na delikatny różowy odcień.

Promienie zmierzchowe obserwuje się przy pochmurnej pogodzie

Naukowcy nazywają promienie zmierzchu powszechnym zjawiskiem optycznym, które wygląda jak naprzemienność wielu jasnych i ciemnych pasków na niebie. Co więcej, wszystkie te pasma odbiegają od aktualnego położenia Słońca.

Promienie zmierzchu są jednym z przejawów gry światła i cienia. Mamy pewność, że powietrze jest całkowicie przezroczyste, a promienie światła, które przez nie przechodzą, są niewidoczne. Jeśli jednak w atmosferze znajdują się maleńkie kropelki wody lub cząsteczki pyłu, światło słoneczne zostaje rozproszone. W powietrzu tworzy się biaława mgła. Przy dobrej pogodzie jest prawie niewidoczny. Jednak przy pochmurnej pogodzie cząsteczki kurzu czy wody znajdujące się w cieniu chmur są słabiej oświetlone. Dlatego zacienione obszary są postrzegane przez obserwatorów jako ciemne pasy. Przeciwnie, dobrze oświetlone obszary na przemian z nimi wydają nam się jasnymi paskami światła.

Podobny efekt obserwuje się, gdy promienie słoneczne, przedostając się przez szczeliny do ciemnego pomieszczenia, tworzą jasne ścieżki świetlne, oświetlając unoszące się w powietrzu cząsteczki kurzu.

To interesujące: promienie zmierzchowe nazywane są inaczej w różnych krajach. Niemcy używają wyrażenia „Słońce pije wodę”, Holendrzy „Słońce stoi na nogach”, a Brytyjczycy nazywają promienie zmierzchu „drabiną Jakuba” lub „drabiną aniołów”.

Promienie przeciwzmierzchowe emanują z punktu na horyzoncie naprzeciwko zachodzącego Słońca

Promienie te obserwuje się w momencie zachodu słońca po wschodniej stronie nieba. Oni, podobnie jak promienie zmierzchu, rozchodzą się, jedyną różnicą między nimi jest ich położenie względem ciała niebieskiego.

Może się wydawać, że promienie przeciwzmierzchowe zbiegają się w pewnym miejscu za horyzontem, ale to tylko złudzenie. W rzeczywistości promienie słoneczne poruszają się po liniach prostych, ale kiedy te linie zostaną rzutowane na kulistą atmosferę Ziemi, powstają łuki. Oznacza to, że iluzja ich rozbieżności w kształcie wachlarza zależy od perspektywy.

Zorza polarna na nocnym niebie

Słońce jest bardzo niestabilne. Czasami na jego powierzchni są potężne eksplozje, po czym najmniejsze cząstki materii słonecznej (wiatr słoneczny) kierują się w stronę Ziemi z ogromną prędkością. Dotarcie na Ziemię zajmuje im około 30 godzin.

Pole magnetyczne naszej planety odchyla te cząstki w kierunku biegunów, w wyniku czego rozpoczynają się tam rozległe burze magnetyczne. Oddziałują z nią protony i elektrony przenikające do jonosfery z kosmosu. Cienkie warstwy atmosfery zaczynają świecić. Całe niebo jest pomalowane kolorowymi, dynamicznie poruszającymi się wzorami: łukami, dziwacznymi liniami, koronami i plamami.

To interesujące: zorzę polarną można obserwować na dużych szerokościach geograficznych każdej półkuli (dlatego bardziej słuszne byłoby nazwanie tego zjawiska „aurorą”). Geografia miejsc, w których można zobaczyć to imponujące zjawisko naturalne, znacznie się rozszerza tylko w okresach dużej aktywności słonecznej. Co zaskakujące, zorze występują także na innych planetach naszego Układu Słonecznego.

Kształty i kolory kolorowej poświaty nocnego nieba zmieniają się szybko. Co ciekawe, zorze polarne występują wyłącznie na wysokościach od 80 do 100 i od 400 do 1000 kilometrów nad poziomem gruntu.

Krushinnitsa - motyl o niesamowicie realistycznym naturalnym kamuflażu

Na początku kwietnia, kiedy nastaje niezmiennie ciepła i słoneczna pogoda, można zauważyć piękną świetlistą plamkę przelatującą z jednego wiosennego kwiatu na drugi. To motyl zwany rokitnikiem lub trawą cytrynową.

Rozpiętość skrzydeł rokitnika wynosi około 6 centymetrów, długość skrzydeł wynosi od 2,7 do 3,3 centymetra. Co ciekawe, kolory samców i samic są różne. Samce mają jasne zielonkawo-cytrynowe skrzydła, samice jaśniejsze, prawie białe.

Kruszinnitsa ma niesamowicie realistyczny naturalny kamuflaż. Bardzo trudno odróżnić go od liści roślin.

Wzgórze Magnetyczne

Wydaje się, że samochody toczą się pod górę pod wpływem nieznanej siły.

W Kanadzie jest wzgórze, na którym dzieją się niezwykłe rzeczy. Parkując samochód u jego podnóża i włączając bieg neutralny, zauważysz, że samochód zaczyna się toczyć (bez żadnej pomocy) w górę, czyli w stronę wzniesienia. Wiele osób tłumaczy to niesamowite zjawisko wpływem niezwykle potężnej siły magnetycznej, która powoduje, że samochody wjeżdżają pod wzniesienia i osiągają prędkość do 40 kilometrów na godzinę.

Niestety nie ma tu magnetyzmu i magii. Wszystko opiera się na zwykłym złudzeniu optycznym. Ze względu na cechy terenu niewielkie nachylenie (około 2,5 stopnia) jest postrzegane przez obserwatora jako wspinaczka w górę.

Głównym czynnikiem tworzącym taką iluzję, obserwowaną w wielu innych miejscach na kuli ziemskiej, jest zerowa lub minimalna widoczność horyzontu. Jeśli dana osoba tego nie widzi, ocena nachylenia powierzchni staje się dość trudna. Nawet obiekty, które w większości przypadków są ustawione prostopadle do podłoża (na przykład drzewa), mogą przechylać się w dowolnym kierunku, jeszcze bardziej wprowadzając obserwatora w błąd.

Pustynie solne

Wydaje się, że wszyscy ci ludzie unoszą się w niebie

Pustynie solne znajdują się we wszystkich zakątkach Ziemi. Ludzie znajdujący się pośrodku mają zniekształcone postrzeganie przestrzeni ze względu na brak jakichkolwiek punktów orientacyjnych.

Na zdjęciu wyschnięte słone jezioro położone w południowej części równiny Altiplano (Boliwia) i zwane solniskiem Uyuni. Miejsce to położone jest na wysokości 3,7 km n.p.m., a jego łączna powierzchnia przekracza 10,5 tys. km2. Uyuni to największe słone bagno na naszej planecie.

Najczęściej spotykanymi minerałami są halit i gips. A grubość warstwy soli kuchennej na powierzchni słonych bagien w niektórych miejscach sięga 8 metrów. Całkowite zasoby soli szacuje się na 10 miliardów ton. Na terenie Uyuni znajduje się kilka hoteli zbudowanych z bloków solnych. Wykonuje się z niego także meble i inne elementy wyposażenia wnętrz. A na ścianach pokojów wiszą napisy: administracja grzecznie prosi gości, aby niczego nie lizali. Swoją drogą, w takich hotelach można przenocować już za 20 dolarów.

To ciekawe: W porze deszczowej Uyuni pokrywa się cienką warstwą wody, dzięki czemu zamienia się w największą lustrzaną powierzchnię na Ziemi. W środku nieskończonej przestrzeni lustrzanej obserwatorzy mają wrażenie, jakby szybowali po niebie, a nawet na innej planecie.

Fala

Wydmy zamieniły się w kamień

Fala to naturalnie uformowana galeria piasku i skał, położona na granicy amerykańskich stanów Utah i Arizona. W pobliżu znajdują się popularne parki narodowe w Stanach Zjednoczonych, dlatego Fala co roku przyciąga setki tysięcy turystów.

Naukowcy twierdzą, że te wyjątkowe formacje skalne powstawały przez miliony lat: wydmy stopniowo twardniały pod wpływem warunków środowiskowych. A wiatr i deszcz, które przez długi czas działały na te formacje, wypolerowały ich kształty i nadały im tak niezwykły wygląd.

Głowa Indianina Apaczów

Trudno uwierzyć, że ta formacja skalna powstała bez interwencji człowieka

Ta naturalna formacja skalna we Francji wyraźnie ilustruje naszą zdolność rozpoznawania w otaczających obiektach znajomych kształtów, takich jak ludzkie twarze. Naukowcy odkryli niedawno, że mamy nawet specjalną część mózgu odpowiedzialną za rozpoznawanie twarzy. Co ciekawe, percepcja wzrokowa człowieka jest tak skonstruowana, że ​​wszelkie obiekty przypominające w zarysie twarze są przez nas zauważane szybciej niż inne bodźce wzrokowe.

Na świecie istnieją setki naturalnych formacji, które wykorzystują tę ludzką zdolność. Ale trzeba się zgodzić: pasmo górskie w kształcie głowy Indianina Apaczów jest prawdopodobnie najbardziej uderzające ze wszystkich. Swoją drogą turyści, którzy mieli okazję zobaczyć tę niezwykłą formację skalną położoną we francuskich Alpach, nie mogą uwierzyć, że powstała bez interwencji człowieka.

Hindus w tradycyjnym nakryciu głowy i ze słuchawkami w uszach – gdzie jeszcze można to zobaczyć?

Guardian of the Wasteland (inna nazwa to „Indian Head”) to wyjątkowa geoformacja zlokalizowana w pobliżu kanadyjskiego miasta Madisen Hat (południowo-wschodnia część Alberty). Patrząc na nią z dużej wysokości staje się oczywiste, że teren tworzy zarys głowy miejscowego aborygena w tradycyjnym indyjskim nakryciu głowy, spoglądającego uważnie gdzieś na zachód. Co więcej, ten Hindus słucha także nowoczesnych słuchawek.

W rzeczywistości to, co przypomina przewód słuchawek, to ścieżka prowadząca do platformy wiertniczej, a wykładzina to sama studnia. Wysokość „głowy Indianina” wynosi 255 metrów, szerokość 225 metrów. Dla porównania wysokość słynnej płaskorzeźby w Mount Rushmore, na której wyrzeźbione są twarze czterech amerykańskich prezydentów, wynosi zaledwie 18 metrów.

Strażnik Pustkowi powstał w sposób naturalny w wyniku wietrzenia i erozji miękkiej, bogatej w glinę gleby. Według naukowców wiek tej geoformacji nie przekracza 800 lat.

Chmury soczewkowe

Chmury soczewkowe wyglądają jak ogromne UFO

Cecha wyróżniająca chmury soczewkowate polegają na tym, że niezależnie od siły wiatru pozostają nieruchome. Prądy powietrza przepływające nad powierzchnią ziemi opływają przeszkody, powodując powstawanie fal powietrznych. Na ich krawędziach tworzą się chmury soczewkowate. W ich dolnej części następuje ciągły proces kondensacji pary wodnej unoszącej się z powierzchni ziemi. Dlatego chmury soczewkowe nie zmieniają swojego położenia. Po prostu wiszą na niebie w jednym miejscu.

Chmury soczewkowate najczęściej tworzą się po zawietrznej stronie pasm górskich lub nad pojedynczymi szczytami na wysokościach od 2 do 15 kilometrów. W większości przypadków ich pojawienie się sygnalizuje zbliżający się front atmosferyczny.

To interesujące: ze względu na ich niezwykły kształt i całkowity bezruch ludzie często mylą chmury soczewkowate z UFO.

Chmury z burzą

Taki widok budzi strach, trzeba się zgodzić!

Przerażające chmury z burzami obserwuje się dość często na płaskich obszarach. Schodzą bardzo nisko na ziemię. Ma się wrażenie, że wspinając się na dach budynku, można do nich dotrzeć ręką. A czasami może się wydawać, że takie chmury mają nawet kontakt z powierzchnią ziemi.

Burza z piorunami (inna nazwa to brama szkwałowa) wizualnie przypomina tornado. Na szczęście w porównaniu z tym naturalnym zjawiskiem nie jest ono aż tak groźne. Burza to po prostu niski, poziomo zorientowany obszar chmury burzowej. Tworzy się w przedniej części podczas szybkiego ruchu. A brama szkwałowa nabiera równego i gładkiego kształtu w warunkach aktywnego ruchu powietrza w górę. Takie chmury z reguły tworzą się w ciepłej porze roku (od połowy wiosny do połowy jesieni). Co ciekawe, burza trwa bardzo krótko – od 30 minut do 3 godzin.

Zgadzam się, wiele z wymienionych powyżej zjawisk wydaje się naprawdę magicznych, mimo że ich mechanizmy można łatwo wyjaśnić z naukowego punktu widzenia. Natura, bez najmniejszego udziału człowieka, tworzy niesamowite iluzje optyczne, które zadziwiają wyobraźnię nawet badaczy, którzy widzieli wiele w swoim życiu. Jak tu nie podziwiać jego wielkości i mocy?