Оптични, атмосферни явления. Оптични явления: примери. Светлина, Мираж, Северно сияние, Рейнбоу

Много хора харесват смешни снимки, които заблуждават зрителното им възприятие. Но знаете ли, че природата също знае как да създава оптични илюзии? Освен това, те изглеждат по-впечатляващи от тези, направени от човека. Те включват десетки природни феномени и образувания, както редки, така и често срещани. Северна светлина, ореол, зелен лъч, лещовидни облаци - само малка част от тях. На вашето внимание - 25 зашеметяващи оптични илюзии, създадени от природата.
Огнен Водопад "Конска опашка"

Всяка година през февруари водните потоци са боядисани в огнено-оранжев цвят.

Този красив и същевременно плашещ водопад се намира в централната част на Национален парк Йосемити. Тя се нарича Хвощна грешка (в превод - "опашка на кон"). Всяка година по време на 4-5 февруари дни туристите могат да видят рядко явление - лъчите на залязващото слънце се отразяват в течащите водни потоци. В тези моменти водопадът е боядисан в огнено-оранжев цвят. Изглежда, че горещата лава тече от върха на планината, но това е просто оптична илюзия.

Водопадът “Хвощ” се състои от два падащи потока, чиято обща височина достига 650 метра.

Грешно слънце

Настоящото Слънце и две лъжи

Ако слънцето е на ниска надморска височина над хоризонта и в атмосферата се намират микроскопични ледени кристали, наблюдателите могат да забележат няколко светли петна от дясната и лявата страна на слънцето. Тези странни ореоли вярно следват нашето светило в небето, в каквато и да е посоката.

По принцип, това атмосферно явление се счита за доста често срещано явление, но ефектът е трудно да се забележи.

Това е интересно:  В редки случаи, когато слънчевата светлина минава през цитрусовите облаци под необходимия ъгъл, тези две петна стават ярки като самото слънце.

Ефектът се наблюдава най-добре в ранните сутрини или късно вечер в полярните региони.
Фата Моргана

Фата Моргана - най-рядката оптична илюзия

Фата Моргана е сложно оптично атмосферно явление. Наблюдава се изключително рядко. Всъщност, Фата Моргана „се състои” от няколко форми на миражи, поради които отдалечените обекти се изкривяват и „разделят” за наблюдателя.

Известно е, че phata morgana възниква, когато в долния слой на атмосферата се образуват няколко броя променливи слоеве въздух с различна плътност (като правило се дължат на температурната разлика). При определени условия те дават огледални образи.

Благодарение на отражението и пречупването на светлинните лъчи, обектите от реалния живот могат да създадат на хоризонта или дори над него едновременно няколко изкривени образа, които частично се припокриват и бързо се променят с времето, като по този начин създават поразителна картина на завесата.
Светлинен стълб

Светлинен стълб, излъчван от слънцето, слизащ отвъд хоризонта

Често ставаме свидетели на леки (или слънчеви) стълбове. Това е името на общия вид ореол. Този оптичен ефект прилича на вертикална светлина, която се простира от слънцето при залез или изгрев. Светлинният полюс може да се наблюдава, когато светлината в атмосферата се отразява от повърхността на най-малките ледени кристали, които имат формата на ледени плочи или миниатюрни пръчки с 6-ъгълна секция. Кристалите с подобна форма най-често се формират във високи върхове. Но ако температурата на въздуха е достатъчно ниска, те могат да се появят в по-малко високи слоеве на атмосферата. Смятаме, че не е необходимо да се обяснява защо светлинните стълбове най-често се наблюдават през зимата.
Счупен призрак

При определени условия сянката може да изглежда като призрак

Когато навън има гъста мъгла, можете да наблюдавате интересно оптично явление - т. Нар. Дух на Brokensky. За да направите това, просто обърнете гръб към основния източник на светлина. Наблюдателят ще може да види собствената си сянка, лежаща на мъглата (или облак, ако се намирате в планинска област).

Това е интересно:  Ако източникът на светлина, както и обектът, на който е хвърлена сянката, са статични, той ще повтаря всяко движение на човека. Но една напълно различна сянка ще бъде показана на движеща се "повърхност" (например, на мъгла). При такива условия тя може да се колебае, създавайки илюзията, че тъмният мъглив силует се движи. Изглежда, че това не е сянка, принадлежаща на наблюдателя, а истински призрак.

Атлантическия път в Норвегия

Вероятно няма по-живописни магистрали в света от Атлантическия път, разположен в норвежката област Møre og Romsdal.

Уникалната магистрала минава през северното крайбрежие на Атлантическия океан и включва до 12 моста, свързващи отделните острови по шосе.

Най-удивителното място на Атлантическия път е моста Сторсейсунде. От определен ъгъл, може да изглежда, че тя не е завършена, и всички преминаващи автомобили, вървят нагоре, приближавайки се до пропастта, а след това падат.

Общата дължина на този мост, открит през 1989 г., е 8,3 километра.

През 2005 г. Атлантическият път е наречен "Сграда на века на Норвегия". А журналистите от британското издание The Guardian й присъдиха титлата на най-добрия туристически маршрут в тази северна страна.
Лунна илюзия

Изглежда, че луната, разположена над хоризонта, е голяма

Когато пълната луна се наведе ниско над хоризонта, тя визуално има много по-голям размер, отколкото когато е високо в небето. Това явление сериозно озадачава хиляди любознателни умове, които се опитват да намерят някакво рационално обяснение за него. Но в действителност това е обща илюзия.

Най-простият начин за потвърждаване на илюзорността на този ефект е да държите малък заоблен предмет (например монета) в протегната ръка. Сравнявайки размера на този обект с "огромната" Луна на хоризонта и "малката" Луна в небето, ще се изненадате, защото ще разберете, че относителният му размер не претърпява никакви промени. Можете също да навиете парче хартия във формата на тръба и да погледнете през оформената дупка изключително на Луната, без никакви обекти около него. Отново илюзията ще изчезне.

Това е интересно:  Повечето учени, обясняващи лунната илюзия, се позовават на теорията за "относителния размер". Известно е, че визуалното възприемане на размера на видим обект се определя от размерите на други обекти, наблюдавани от него по едно и също време. Когато луната е ниска над хоризонта, други предмети (имения, дървета и т.н.) влизат в зрителното поле на човека. На техния фон нашето нощно светило изглежда по-голямо, отколкото в действителност.

Сенки в облаците

Сенките на облаците приличат на малки острови

В един слънчев ден от голяма височина е много интересно да наблюдаваме сенките, хвърлени от облаците на повърхността на нашата планета. Те приличат на малки постоянно движещи се острови в океана. За съжаление наблюдателите на земята няма да оценят величието на тази картина.
Атлас от молец

Атлас от молец

В тропическите гори в Южна Азия се открива огромен мост. Това насекомо е шампион в площта на крилата (400 квадратни сантиметра). В Индия този мол се отглежда за производство на коприна. Гигантското насекомо произвежда кафява коприна, която прилича на вълна.

Поради големия размер на молец, атласът летя отвратително, движейки се бавно и неловко във въздуха. Но уникалният цвят на крилата им помага да се прикрие в естествената им среда. Благодарение на нея, атлас буквално се слива с дърветата.
Роса в интернет

Роса в интернет

Сутрин или след дъжд върху паяжините можете да видите малки капчици вода, наподобяващи огърлица. Ако мрежата е много тънка - наблюдателят може да създаде илюзията, че капките буквално се носят във въздуха. И в студения сезон, мрежата може да бъде покрита с слана или замразена роса, такава картина изглежда не по-малко впечатляваща.
Зелен лъч

Зелен лъч

Кратка светкавица от зелена светлина, наблюдавана за миг преди появата на слънчевия диск зад хоризонта (най-често в морето) или в момента, когато слънцето се крие зад него, се нарича зелен лъч.

Този невероятен феномен може да се наблюдава при следните три условия: хоризонтът трябва да е отворен (степ, тундра, море, планински терен), въздухът трябва да е чист, а зоната на залеза или изгрева трябва да е свободна от облаци.

Като правило, зеленият лъч се вижда не повече от 2-3 секунди. За да се увеличи значително интервала от време на наблюденията му по време на залеза, веднага след появата на зеления лъч трябва да започнем бързо да се изкачва по земния насип или да се изкачва по стълбите. Ако слънцето изгрее - трябва да се движите в обратна посока, т.е. надолу.

Това е интересно:  По време на един от полетите над Южния полюс известният американски пилот Ричард Бейрд видял зелен лъч за цели 35 минути! В края на полярната нощ се случи уникално събитие, след което горният край на слънчевия диск се появи отзад на хоризонта и бавно се движеше по него. Известно е, че при полюсите слънчевият диск се движи почти хоризонтално: скоростта на нейното вертикално изкачване е много малка.

Физиците обясняват ефекта на зеления лъч чрез пречупване (т.е. пречупване) на слънчевите лъчи при преминаването му през атмосферата. Интересното е, че по време на залез или изгрев слънце, първо трябва да видим сините или пурпурни лъчи. Но тяхната дължина на вълната е толкова малка, че когато преминават през атмосферата, те са почти напълно разсеяни и не достигат до наблюдателя на земята.
Близо зенитна дъга

Близо зенитна дъга

Всъщност почти зенитната дъга прилича на дъга, обърната с главата надолу. За някои хора той дори прилича на огромен многоцветен усмивка в небето. Това явление се формира поради пречупването на слънчевата светлина, преминаваща през ледени кристали с определена форма, плаваща в облаците. Дъгата се фокусира в зенита успоредно на хоризонта. Горният цвят на тази дъга е синьо, а долният - червен.
ореол

Ореол около луната

Ореолът е едно от най-известните оптични явления, наблюдаващо кой човек може да види светлинен пръстен около мощен източник на светлина.

През деня се появява ореол около слънцето, през нощта - около луната или други източници, например улични лампи. Има огромен брой видове ореол (една от тях е илюзията за фалшивото слънце, споменато по-горе). Почти всички ореоли се причиняват от пречупването на светлината при преминаването му през ледените кристали, които се концентрират в цирусни облаци (разположени в горната тропосфера). Появата на ореола се определя от формата и местоположението на тези миниатюрни кристали.
Розова слънчева светлина

Розова слънчева светлина

Розовият блясък видя, вероятно, всеки жител на нашата планета. Този интересен феномен се наблюдава в момента, когато слънцето залезе над хоризонта. Тогава планини или други вертикални обекти (например многоетажни сгради) са боядисани за кратко време в деликатен розов цвят.
Здрач лъчи

Здрач лъчи

Учените наричат ​​Twilight rays общо оптично явление, което прилича на редуване на набор от светли и тъмни ивици в небето. В този случай всички тези ленти се отклоняват от текущото местоположение на Слънцето.

Здрач лъчи - една от проявите на играта на светлина и сянка. Сигурни сме, че въздухът е напълно прозрачен и лъчите на светлината, които преминават през него, са невидими. Но в случай на присъствие в атмосферата на най-малките капчици вода или прахови частици, слънчевата светлина е разпръсната. Във въздуха се образува белезникава мъгла. Тя е почти невидима при ясно време. Но в облачни условия, частици прах или вода, които са в сянката на облаците, са по-слабо осветени. Следователно сенчестите зони се възприемат от наблюдателите като тъмни ленти. Редуване с тях добре осветени места, напротив, изглежда ни ярки светли ивици.

Подобен ефект се наблюдава, когато слънчевите лъчи, проникващи през пукнатините в тъмната стая, образуват ярки светлинни пътеки, осветяващи частиците прах, плаващи във въздуха.

Това е интересно: Здрачът се нарича в различни страни по различни начини. Германците използват израза „Слънцето пие водата”, холандците използват „Слънцето, което стои на краката си”, а британците наричат ​​здрача „стълбата на Яков” или „стълбата на ангела”.

Противозасмукващи лъчи

Антисветлените лъчи произтичат от точка на хоризонта, противоположна на залязващото слънце.

Тези лъчи се наблюдават в момента на залеза на източната страна на небето. Те, подобно на здрача, се различават като фен, единствената разлика между тях е местоположението спрямо небесното тяло.

Изглежда, че слънчевите лъчи се събират в някаква точка отвъд хоризонта, но това е само илюзия. Всъщност лъчите на Слънцето се разпространяват стриктно по права линия, но когато тези линии се проектират върху сферичната атмосфера на Земята, се образуват дъги. Това означава, че илюзията за техните несъответствия с форма на фен се дължи на перспективата.
Северно сияние

Северно сияние в нощното небе

Слънцето е много нестабилно. Понякога на повърхността й се появяват мощни експлозии, след което най-малките частици слънчева материя (слънчевия вятър) се насочват към Земята с голяма скорост. За да достигнат Земята, те се нуждаят от около 30 часа.

Магнитното поле на нашата планета отклонява тези частици към полюсите, в резултат на което там започват големи магнитни бури. Протон и електрони, проникващи в йоносферата от космоса, взаимодействат с него. Оскъдните слоеве на атмосферата започват да светят. Цялото небе е боядисано с многоцветни динамично движещи се модели: дъги, луксозни линии, корони и петна.

Това е интересно:  Можете да наблюдавате северните светлини във високите географски ширини на всяко полукълбо (затова би било по-правилно да наричаме това явление „аврора“). Географията на местата, в които хората могат да съзерцават този впечатляващ природен феномен, се разширява значително само в периоди на висока слънчева активност. Изненадващо, аврора са на други планети на нашата Слънчева система.

Формите и цветовете на цветното сияние на нощното небе се променят бързо. Интересното е, че северните аврори се срещат изключително на височини от 80 до 100 и от 400 до 1000 км над нивото на земята.
лимонница

Гъби - пеперуда с невероятно реалистичен естествен камуфлаж

В началото на април, когато времето е стабилно и топло и слънчево, можете да видите красиво и светло петно, което се развява от едно цвете на пролетта до друго. Това е пеперуда, наречена бута или лимонница.

Размахът на крилата на жълтата трева е около 6 сантиметра, а дължината на крилата е от 2,7 до 3,3 сантиметра. Интересно е, че оцветяването на мъжките и женските е различно. Мъжките имат ярко зеленикаво-лимонови крила, а женските са по-светли, почти бели.

Гъбата има невероятно реалистичен естествен камуфлаж. Много е трудно да се разграничи от листата на растенията.

Магнитният хълм

Изглежда, че колите под влиянието на неизвестна сила се качват по хълма

В Канада има хълм, на който се случват необикновени неща. След като паркирахте колата близо до крака му и сте включили неутрален трансфер, ще видите, че колата започва да се търкаля (без никаква помощ) нагоре, т.е. към повдигане. Много хора обясняват невероятния феномен на въздействието на невероятно силен магнит, принуждавайки машината да свие хълма и да достигне скорост до 40 километра в час.

За съжаление тук не е нито магнетизъм, нито магия. Всичко е свързано с обичайната оптична илюзия. Поради особеностите на релефа, малък наклон (приблизително 2,5 градуса) се възприема от наблюдателя като издигане на върха.

Основният фактор за създаването на такава илюзия, наблюдаван на много други места по света, е нулева или минимална видимост на хоризонта. Ако човек не го вижда, тогава става много трудно да се прецени наклонът на повърхността. Дори и обекти, в повечето случаи перпендикулярни на земята (например, дървета), могат да бъдат наклонени във всяка посока, въвеждайки наблюдател в още по-голяма заблуда.
Солени пустини

Изглежда, че всички тези хора плават в небето

Солените пустини се намират във всички краища на Земята. Хората в средата изкривяват възприемането на пространството поради липсата на забележителности.

На снимката можете да видите сушено солено езеро, разположено в южната част на равнината на Алтиплано (Боливия) и носещо името на солено блато Уюни. Това място се намира на надморска височина от 3,7 километра, а общата му площ надхвърля 10,5 хиляди квадратни километра. Уюни е най-голямото солено блато на нашата планета.

Най-често срещаните минерали тук са халит и гипс. А дебелината на солевия слой на повърхността на соленото блато на места достига 8 метра. Общите запаси от сол се оценяват на 10 милиарда тона. На територията на Уюни има няколко хотела, построени от солни блокове. От него се изработват също мебели и друго обзавеждане. И по стените на стаите има реклами: администрацията любезно моли гостите да не лижат нищо. Между другото, можете да прекарате нощта в такива хотели само за 20 щ.д.

Това е интересно:  По време на дъждовния сезон Уюни е покрит с тънък слой вода, което го прави най-голямата огледална повърхност на Земята. В средата на безкрайното огледално пространство наблюдателите имат впечатлението, че плават в небето или са на друга планета.

вълна

Пясъчните дюни се превърнаха в камък

Вълна - естествено оформена галерия от пясък и скала, разположена на границата на щатите Юта и Аризона. Наблизо са най-популярните национални паркове в САЩ, така че всяка година Wave привлича стотици хиляди туристи.

Учените твърдят, че тези уникални скални образувания са се образували повече от един милион години: пясъчните дюни под въздействието на условията на околната среда постепенно се втвърдяват. И вятърът и дъждовете, които имаха голямо влияние върху тези формации, полираха техните форми и им придаваха толкова необичаен вид.
Индийска глава на Apache

Трудно е да се повярва, че тази скалиста формация се е образувала без човешка намеса.

Тази естествена планинска формация във Франция ясно илюстрира способността ни да разпознаваме познати форми, като човешки лица, в околните обекти. Учените наскоро откриха, че дори имаме специална област на мозъка, която отговаря за разпознаването на лицето. Интересно е, че визуалното възприятие на човека е подредено по такъв начин, че всички обекти, които са сходни по форма с лицата, са забелязани от нас по-бързо от други визуални стимули.

В света има стотици естествени единици, които използват тази способност на човека. Но съгласен: масивът под формата на главата на индийския Апач е може би най-поразителният от тях. Между другото, туристите, които са имали възможността да съзерцават тази необичайна скална формация, разположена във френските Алпи, не могат да повярват, че тя е била създадена без човешка намеса.
Wasteland Guardian

Индианци в традиционните шапки и със слушалки в ушите си - къде другаде можеш да видиш това?

Пазителят на пустошта (друго име - „индийска глава”) е уникална геоинформация, разположена в близост до канадския град Масисен Хат (югоизточната част на провинция Алберта). Когато го гледаме от голяма височина, става ясно, че релефът на терена образува очертанията на главата на местния абориген в традиционна индийска шапка, гледаща някъде на запад. И този индиец също слуша модерни слушалки.

Всъщност, това, което изглежда като жица от слушалките, е пътят, който води към петролната платформа, а лайнерът е самата кладенец. Височината на "индийската глава" - 255 метра, ширина - 225 метра. За сравнение: височината на известния барелеф в планината Рашмор, на която са изсечени лицата на четирима американски президенти, е само 18 метра.

Пазителят на пустошта се формира естествено чрез изветряне и ерозия на мека почва, богата на глина. Учените смятат, че възрастта на тази геоформация не надвишава 800 години.
Лентовидни облаци

Лещовидните облаци приличат на огромни НЛО.

Уникална характеристика на лещовидните облаци е, че без значение колко силен е вятърът, те остават неподвижни. Потоците от въздух, препускащи над повърхността на Земята, се движат около препятствия, като по този начин създават въздушни вълни. По краищата им се образуват лещовидни облаци. В долната им част протича непрекъснат процес на кондензация на водна пара, издигаща се от повърхността на земята. Следователно, лещовидните облаци не променят позицията си. Те просто висят на небето на едно място.

Честотните облаци най-често се образуват на подветрената страна на планинските вериги или над отделните върхове на височина от 2 до 15 километра. В повечето случаи външният им вид сигнализира за приближаващ се атмосферен фронт.

Това е интересно:  Поради необичайната си форма и абсолютна неподвижност, хората често приемат лещовидни облаци за НЛО.

Облаци с бурен вал

Такава гледка вдъхва страх, съгласен!

Ужасните облаци с бурен вал се наблюдават много често в плоски райони. Потъват много ниско над земята. Има усещането, че ако се качите на покрива на сграда, можете да ги достигнете с ръка. А понякога може да изглежда, че такива облаци обикновено са в контакт с повърхността на земята.

Бурята (друго име е скалната порта) е визуално подобна на торнадо. За щастие, в сравнение с този природен феномен, не е толкова опасно. Бурята е просто ниска, хоризонтално ориентирана област на облак. Тя е оформена в предната си част с бързо движение. В условията на активно движение нагоре въздух придобива гладка и гладка форма. Такива облаци, като правило, се формират в топлия период от годината (от средата на пролетта до средата на есента). Интересното е, че периодът на живот на гръмотевичните бури е много кратък - от 30 минути до 3 часа.

Съгласен съм, че много от горепосочените явления изглеждат наистина магически, въпреки че техните механизми могат лесно да бъдат обяснени от научна гледна точка. Природата, без и най-малкото участие на човека, създава удивителни оптични илюзии, които учудват въображението на много изследователи, които са го виждали в своето време. Как не можете да се възхищавате на нейното величие и сила?

Изпращайте добрата си работа в базата от знания е проста. Използвайте формата по-долу.

Студенти, студенти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще бъдат много благодарни за вас.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование.

"Казански национален изследователски технологичен университет"

На темата: Оптични явления в атмосферата

Завършена работа: Зиннатов Рустам Рамилович

Проверка: Салманов Робърт Салихович

1. Явления, свързани с пречупването на светлината

2. Явления, свързани с дисперсията на светлината

3. Явления, свързани със светлинни смущения

заключение

1. явления   свързани с пречупването на светлината

В неравномерна среда светлината се разпространява по нелинеен начин. Ако си представим среда, в която индексът на пречупване се променя отдолу нагоре, и мислено го разделяме на тънки хоризонтални слоеве, тогава, като се има предвид условията на пречупване на светлината при преместване от слой към слой, трябва да отбележим, че в такава среда светлинният лъч трябва постепенно да променя посоката си.

Такава кривина на светлинния лъч претърпява в атмосферата, в която по една или друга причина, главно поради неравномерното си нагряване, коефициентът на пречупване на въздуха варира с надморската височина.

Въздухът обикновено се нагрява от почвата, поглъщайки енергията на слънчевата светлина. Следователно температурата на въздуха намалява с надморска височина. Известно е също, че плътността на въздуха намалява с височината. Установено е, че с увеличаване на височината рефракционният индекс намалява, следователно, лъчите, преминаващи през атмосферата, се огъват надолу към Земята. Това явление се нарича нормално атмосферно пречупване. Поради пречупването на небесните тела ни се струва донякъде "вдигнато" (над истинската му височина) над хоризонта.

Миражите са разделени в три класа.

Първият клас включва най-често срещаните и прости по произход, така наречените езерни (или по-ниски) миражи, причиняващи толкова много надежда и разочарование сред пътниците на пустините.

Обяснението на това явление е просто. Долните нива на въздуха, нагрявани от почвата, дори не са имали време да се издигнат нагоре; техният индекс на пречупване на светлина е по-нисък от горния. Затова лъчите на светлината, излъчвани от обекти, извиващи се във въздуха, влизат в очите отдолу.

За да видите миража, няма нужда да отидете в Африка. Може да се наблюдава на горещ, спокоен летен ден и имаме над нагрятата повърхност на асфалтовия път.

Миражите от втория клас се наричат ​​горен или мираж на далечно зрение.

Те се появяват в случай, че горните слоеве на атмосферата се окажат по някаква причина, например, когато горещ въздух влиза там, особено рядко. След това лъчите, излъчвани от земни обекти, се огъват по-силно и достигат земната повърхност, като отиват под голям ъгъл към хоризонта. Окото на наблюдателя ги проектира в посоката, в която те влизат.

Очевидно в това, че на Средиземноморското крайбрежие се наблюдава голям брой далечни визуални миражи, вината е пустинята Сахара. Горещи въздушни маси се издигат над него, след това се изнасят на север и създават благоприятни условия за появата на миражи.

Горните миражи се наблюдават в северните страни, когато духат топли южни ветрове. Горната атмосфера се загрява, а долната - охлажда се поради наличието на големи маси от топящ се лед и сняг.

Миражите от третия клас - ултра-дълго зрение - са трудни за обяснение. Обаче имаше предположения за образуването на гигантски въздушни лещи в атмосферата, за създаване на вторичен мираж, т.е. мираж от мираж. Възможно е йоносферата да играе роля тук, отразявайки не само радиовълните, но и светлинните вълни.

2. Явления, свързани с дисперсията на светлина

Рейнбоу - това красиво небесно явление - винаги е привличало вниманието на човека. В старите времена, когато хората все още не знаеха много за света около тях, дъгата се смяташе за "небесен знак". Така че, смятат древните гърци, стот дъги са усмивката на богинята Ирис. Дъгата се наблюдава в страната, противоположна на Слънцето, на фона на дъждовни облаци или дъжд. Многоцветната дъга обикновено се намира на 1-2 км от наблюдателя Ра, понякога може да бъде наблюдавана на разстояние 2-3 метра на фона на водни капчици, образувани от фонтани или водни пръски.

В дъгата има седем основни цвята, които се смесват безпроблемно един в друг.

Типът на дъгата, яркостта на цветовете, ширината на лентите зависят от размера на водните капчици и техния брой. Големи капки създават по-тясна дъга, с рязко отличими цветове, малки - размазана дъга, избледняла и дори бяла. Ето защо през лятото се вижда ярка, тежка дъга след гръмотевичен дъжд, през който падат големи капки.

За първи път теорията на дъгата е дадена през 1637 г. от Р. Декарт. Той обясни дъгата като феномен, свързан с отражението и пречупването на светлината в дъждовните капки.

Формирането на цветовете и тяхната последователност бяха обяснени по-късно, след като се реши сложната природа на бялата светлина и нейната дисперсия в средата. Дифракционната теория на дъгата е разработена от Ери и Пертнер.

3. Явления, свързани със светлинни смущения

Белите кръгове около Слънцето или Луната, причинени от пречупването или отразяването на светлина от лед или снежни кристали в атмосферата, се наричат ​​ореоли. В атмосферата има малки кристали с вода и когато лицата им образуват прав ъгъл с равнината, минаваща през слънцето, този, който наблюдава ефекта и кристалите, характерното бяло ореол около слънцето се вижда в небето. Така лицата отразяват лъчите на светлината с отклонение от 22 °, образувайки ореол. В студения сезон ореолите, образувани от лед и снежни кристали по повърхността на земята, отразяват слънчевата светлина и го разпръскват в различни посоки, образувайки ефект, наречен "диамантен прах".

Най-известният пример за голям ореол е известният, често повтарящ се "Brokensk визия". Например, човек, който стои на хълм или планина, зад чийто гръб слънцето изгрява или залязва, открива, че сянката му, паднала на облаците, става невероятно огромна. Това се дължи на факта, че най-малките капки мъгла по специален начин се пречупват и отразяват слънчевата светлина. Феноменът е кръстен на върха Брокен в Германия, където поради чести мъгли този ефект може да се наблюдава редовно.

Паргелия.

"Паргелий" на гръцки означава "лъжливо слънце". Това е една от формите на ореола (виж точка 6): една или няколко допълнителни изображения на Слънцето се намират в небето, разположени на същата височина над хоризонта като истинското Слънце. Милиони ледени кристали с вертикална повърхност, отразяващи слънцето, образуват това красиво явление.

Паргелията може да бъде наблюдавана в спокойно време с ниско положение на Слънцето, когато значителен брой призми са разположени във въздуха, така че основните им оси са вертикални, а призмите бавно се спускат като малки парашути. В този случай най-ярката пречупена светлина навлиза в окото под ъгъл 220 от вертикално подредените лица и създава вертикални стълбове от двете страни на Слънцето по хоризонта. Тези стълбове могат да бъдат особено ярки на някои места, създавайки впечатление за фалшиво слънце.

Aurora Borealis

Едно от най-красивите оптични явления на природата е сиянието на сиянието. Невъзможно е да се предаде с думи красотата на сиянието, преливащи се, трептящи, пламтящи на фона на тъмно нощно небе в полярните ширини.

В повечето случаи аврорите имат зелен или синьо-зелен оттенък с от време на време розови или червени петна или граници. светлина на смущенията на дисперсията на пречупване

Аврора се наблюдава в две основни форми - под формата на панделки и под формата на облачни петна. Когато блясъкът е силен, той приема формата на панделки. Загубата на интензивност се превръща в петна. Въпреки това, много ленти изчезват, без да има време да се пробият на петна. Лентите сякаш висят в тъмното пространство на небето, наподобявайки гигантска завеса или драперия, която обикновено се простира от изток на запад за хиляди километри. Височината на завесата е няколкостотин километра, дебелината не надвишава няколкостотин метра и е толкова нежна и прозрачна, че през нея могат да се видят звездите. Долният край на завесата е доста отчетливо и рязко очертан и често тониран в червен или розов цвят, напомнящ за ръба на завесата, горната е постепенно губи във височина и това създава особено впечатляващо впечатление за дълбочината на пространството.

Има четири вида сияния:

1. Хомогенна дъга - светлинната лента има най-проста, тиха форма. Тя е по-ярка отдолу и постепенно изчезва на фона на сиянието на небето;

2. Прахова дъга - лентата става малко по-активна и подвижна, образува малки гънки и струйки;

3. Размита лента - с нарастваща активност по-големите гънки се наслагват върху по-малките;

4. Когато активността се увеличава, гънките или примките се разширяват до огромни размери (до сто километра), долният край на лентата свети с розова светлина. Когато активността спадне, гънките изчезват и лентата се връща към еднаква форма. Това предполага, че една хомогенна структура е основната форма на сиянието, а гънките са свързани с увеличаване на активността.

Често има и други видове блясък. Те улавят целия полярен регион и са много интензивни. Те се срещат по време на увеличаване на слънчевата активност. Тези аврори са представени под формата на белезникаво-зелено сияние на цялата полярна шапка. Такива сияния се наричат ​​шумове.

заключение

Веднъж чудесата "Летящият холандец" и "Фата Моргана" ужасяваха моряците. В нощта на 27 март 1898 г., сред Тихия океан, екипажът на Матадор беше уплашен от видение, когато в тишината на полунощ видях един кораб, който се бореше със силна буря на 3.2 км. Всички тези събития се случиха на разстояние от 1700 км.

Днес всеки, който познава законите на физиката, или по-скоро неговата оптична секция, може да обясни всички тези загадъчни явления.

В работата си не описвах всички оптични явления на природата. Има много такива. Възхищаваме се на синия цвят на небето, на розовия зори, на светещия залез - тези явления се обясняват с усвояването и разсейването на слънчевата светлина. Работейки с допълнителна литература, бях убеден, че въпросите, които възникват, когато наблюдаваме света около нас, винаги можете да намерите отговорите. Вярно е, че трябва да знаете основите на естествените науки.

Заключение: Оптичните явления в природата се обясняват с пречупването или отразяването на светлината, или с вълновите свойства на светлината - дисперсия, интерференция, дифракция, поляризация или квантови свойства на светлината. Светът е тайнствен, но познаваем

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Явления, свързани с пречупване, дисперсия и интерференция на светлината. Миражи далечна визия. Теория на дифракцията на дъгата. Образуване на ореол. Ефект на диамантен прах. Феноменът "визия на Brokensky". Наблюдение в небето на паргели, корони, сияние.

представяне, добавено на 14.1.2014 г.


Какво е оптика? Видовете и ролята му в развитието на съвременната физика. Феномени, свързани с отражението на светлината. Зависимостта на коефициента на отражение от ъгъла на падане на светлината. Защитни очила. Явления, свързани с пречупването на светлината. Дъга, мираж, полярни светлини.

резюме, добавен 01.06.2010


Концепцията за оптиката, земната атмосфера като оптична система. Оптични явления и тяхното обяснение: цветът на небето, ореол, лъжливи слънца, светещ стълб, корони, дъги, призраците на Брокен, светлините на Св. Елмо, скитащи светлини, миражи, сияния.

резюме, добавено на 15.11.2009 г.


Видове оптика. Земната атмосфера е като оптична система. Залез на слънце Промяна на цвета на небето. Формиране на дъгата, многообразие на дъгата. Aurora Borealis Слънчев вятър, като причина за полярното сияние. Mirage. Мистериите на оптичните явления.

курсова работа, добавена на 17.01.2007


Изследването на огледални оптични и атмосферни явления. Пълно вътрешно отражение на светлината. Наблюдението на повърхността на Земята е произходът на миражи, дъги и сияния. Изследване на явленията, произтичащи от квантовата и вълновата природа на светлината.

резюме, добавено на 11.06.2014 г.


Земната атмосфера като оптична система. Науките, които участват в изучаването на светлинните явления в атмосферата. Цветът на небето, пархелий (фалшиви слънца). Светъл (слънчев) стълб. Близо до хоризонтална дъга или дъга от огън. Разпръснато сияние на нощното небе.

презентация добавена на 15.06.2014 г.


Определение на оптиката. Квантовите свойства на светлината и свързаните с тях дифракционни явления. Законите на разпространение на светлинна енергия. Класически закони на излъчване, разпространение и взаимодействие на светлинни вълни с материята. Явленията на рефракция и абсорбция.

презентация е добавена на 10/02/2014


Определението и същността на явлението. Причини, класификация и разновидности на миражи, тяхната прогноза. Двойни и тройни миражи. Разпространението и степента на проявление. История на откриването и наблюдението. Миражи, свръх-дълга визия, Фата Морган.

резюме, добавено на 04/17/2013


Електродинамични явления в климатичните модели: електрически заряди и електростатично поле, механизми за тяхното генериране и преразпределение в конвективен облак. Появата на мълнии като източник на азотни оксиди в атмосферата и опасност от пожар.

добавена е срочна статия 07.08.2013


Миражът е оптично явление в атмосферата: отражение на светлината от границата между слоеве въздух, които са силно различни по плътност. Класификацията на миражи на дъното, видима под обекта, отгоре и отстрани. Външният вид и описание на Fata Morgana (изкривен образ).

По-красиво:

Сребърни облаци
Тънки полупрозрачни, прекрасни и много редки облаци, които се образуват в небето на големи височини в стратосферата (около 20-30 км) и очевидно се състоят от ледени кристали или преохладени водни капки. Те се наблюдават сравнително рядко, обикновено на географски ширини 55 ° -65 °, непосредствено след залез слънце или преди изгрев слънце. Следобед, на фона на ярка дифузна светлина, те стават невидими.

Колан на Венера
Атмосферно оптично явление, наречено на пояса на Афродита от древна митология. Прилича на ивица от розово до оранжево между тъмното нощно небе и синьото небе. Появява се преди изгрев или след залез слънце и се движи успоредно на хоризонта на височина 10-20 ° в място, противоположно на слънцето. По време на безоблачен здрач, преди изгрев или след залез слънце, небето над хоризонта от другата страна на слънцето е розово. Коланът на Венера може да се наблюдава навсякъде, но само с ясно небе на хоризонта.

Астрономическа рефракция
Пречупване в атмосферата на светлинни лъчи от небесните тела. Тъй като плътността на планетарните атмосфери винаги намалява с височината, пречупването на светлината става по такъв начин, че извитият лъч с изпъкналостта винаги се сблъсква с зенита. В тази връзка пречупването винаги “вдига” образите на небесните тела над истинската им позиция. Друго видимо следствие от пречупването (по-точно разликата между стойностите му на различни височини) е изравняването на видимия диск на Слънцето или Луната на хоризонта.

мираж
Оптично явление в атмосферата: пречупване на светлинни потоци на границата между слоеве въздух, които са силно различни по плътност и температура. За наблюдателя такова явление се състои в това, че заедно с наистина видим отдалечен обект (или част от небето), неговото отражение в атмосферата също е видимо.

Собствена атмосфера
Много слаба светлинна емисия от атмосферата на планетата. В случай на земната атмосфера, това оптично явление води до факта, че нощното небе никога не е напълно тъмно, дори ако изключим светлината на звездите и дифузната светлина на Слънцето от дневната страна.
През нощта светлината на атмосферата може да бъде достатъчно ярка, за да се вижда от наблюдател и обикновено има синкав цвят. Въпреки че атмосферната луминисценция е почти еднаква, за наблюдател на земята тя изглежда най-ярка на разстояние от 10 градуса от хоризонта.

Мок луна
Парселена - сравнително ярка светла зона на лунното ореол. Среща се в резултат на пречупването на лунната светлина в плоски шестоъгълни ледени кристали в облаците. Фалшиви луни се появяват отдясно и отляво на истинската луна на разстояние от около 22 ° от него (радиуса на обичайния ореол). Те са пълен аналог на лъжливите слънца, но по-рядко, защото за това Луната трябва да е ярка и следователно пълна или почти пълна. Фалшивите луни, като лъжливите слънца, са оцветени: най-близката до луната част е червеникава, а далечната част е синкава. Но този цвят е доста трудно да се забележи с окото, тъй като яркостта на лъжливата луна е едва достатъчна за възбуждане на шишарки - клетки на ретината, които са чувствителни към цвета.

ANTIGEL
Антисинът е рядък атмосферен оптичен феномен, в който се появява светло бяло петно ​​в небето - „второто слънце“, разположено на същата височина над хоризонта като настоящето, но противоположно на последното. Появата на анти-хелий се дължи на пречупването и вътрешното отражение на светлината в суспензия на най-малките ледени кристали в атмосферата. Понякога слабият ореол се нарича антихелий, обграждащ сянка от обект, хвърлен върху облак или слой мъгла.

Сиянието
Отражения в небето, червено, жълто или оранжево.

лято мълния
Незабавни светкавици на хоризонта по време на далечни гръмотевици. Когато мълния се търкаля, гръмотевицата не се чува заради разстоянието, но може да видите светкавици, светлината на които се отразява от купесто-облачните облаци (главно техните върхове). Явлението се наблюдава в тъмното, главно след 5 юли, по време на прибирането на зърнените култури, поради което лятната земя сред хората се определя до края на лятото, началото на прибирането на реколтата и понякога се нарича хлебопроизводител.

мараня
Еднаква светлинна завеса, увеличаваща се с разстояние от наблюдателя и покриваща части от ландшафта. Той е резултат от разсейване на светлина върху въздушни частици и въздушни молекули. Haze намалява контраста на изображението и също така намалява разликите в цвета на отдалечените обекти. С достатъчно силна мъгла обектите стават неразличими.

Групата на Александър
Атмосферно оптично явление, наблюдавано във връзка с дъгите на първия и втория ред и представляващо тъмна небесна лента, разположена между тях. Тя възниква поради различията в ъгловите разпределения на интензитета на светлината, разпръснати от водни капчици с единично и двойно вътрешно отражение в тях. Името му носи името на древногръцкия философ Александър Афродизиас, който го описа за пръв път през 200-та година на нашата ера.

Релеево разсейване
Кохерентно разсейване на светлината без промяна на дължината на вълната (наричана също еластично разсейване) на частици, нехомогенности или други обекти, когато честотата на разсеяната светлина е значително по-малка от естествената честота на разсейващия обект или система.

корони
Светли мъгливи пръстени на небесния простор около диска на Слънцето или Луната, по-рядко около светли звезди и земни източници на светлина. Появяват се при преминаване пред светлинен полупрозрачен облак (най-често силно кумулус) или мъгла и се различават от ореола с по-малък радиус на пръстените (не повече от 5 °).

Зелен лъч
Оптично явление, светкавица от зелена светлина по време на изчезването на слънчевия диск отвъд хоризонта (обикновено море) или появата му отвъд хоризонта.

Противозасмукващи лъчи
Различни лъчи, които се наблюдават при залез от страната, противоположна на слънцето (т.е. на изток). Противосветливите лъчи са по своя характер и са визуално много сходни с тъмните лъчи (англ. Crepuscular ray), но за разлика от тях се виждат от страната, противоположна на слънцето.

Електрически и оптични явления в атмосферата. Атмосферни явления. Електрическите и оптичните явления в атмосферата са невероятни и понякога опасни атмосферни явления.

Електрически явления в атмосферата.

3. Електрическите явления са проявление на атмосферното електричество (гръм, мълния, сияние).

Гръмотевична буря - силни електрически разряди в атмосферата. Придружен от ветровит вятър, дъжд, проблясъци на ярка светлина (мълния) и остри звукови ефекти (гръмотевици). Гръмотевиците на гръмотевиците се чуват на разстояние до двадесет километра. Причината за това са купесто-облачните облаци. Електрически разряди могат да възникнат между облаците, в самите облаци, между облаците и повърхността на земята. Гръмотевична буря е фронтална при преместване на студен или топъл фронт от въздушни маси или вътрешна маса. Вътрешна гръмотевична буря се появява, когато местният въздух се затопли. Гръмотевичната буря е много опасно природно явление за хората. Гръмотевична буря се нарежда на второ място след наводненията в броя на отнети човешки животи. Любопитни учени са установили, че в същото време на Земята се случва една и половина гръмотевични бури. Четиридесет и шест светкавици светят всяка секунда! Само на полюсите и в полярните райони няма гръмотевична буря.

лято мълния  Това е светлинен феномен, при който облак или хоризонт за кратко се осветява от светкавица. Самата светкавица не се наблюдава. Причината е далечна гръмотевична буря (на разстояние повече от двадесет километра). Гръм от мълния не се чува.

Aurora borealis  - многоцветно сияние на нощното небе във високи географски ширини. Причината е значително колебание на магнитното поле на Земята. Освобождава се голямо количество енергия. Продължителността на това явление може да бъде от няколко минути до няколко дни.

Оптични явления в атмосферата.

4. Оптичните явления са резултат от дифракцията (пречупването) на светлината от Слънцето или Луната (мираж, дъга, ореол).

Мираж е появата на въображаем образ на истински съществуващ обект. Обикновено въображаемите обекти изглеждат обърнати надолу или силно изкривени. Причината е кривината на светлинните лъчи, дължаща се на оптичната нехомогенност на въздуха. Появява се атмосферна хетерогенност с неравномерно нагряване на въздуха на различни височини.

дъга  - голяма разноцветна дъга на фона на дъждовни облаци. В дъгата външната част е червена, а вътрешната - пурпурна. Често вторичната дъга се появява от външната страна на дъгата, с обратното редуване на цветовете. Причината е пречупването и отражението на светлинните лъчи в капчици водна пара. Дъга може да се наблюдава само ако слънцето се намира ниско над хоризонта.

ореол  - светли червеникави дъги, кръгове, петна около Слънцето или Луната. Причината за възникването е пречупването и отражението на светлинните лъчи от ледените кристали в облаците.

5. Некласифицираните атмосферни явления са всички явления, които трудно могат да се припишат на друг тип (буря, торнадо, вихрушка, мъгла).

вълнение  това е внезапно и драматично увеличение на вятъра за една или две минути. Вятърът достига скорост над 10 метра в секунда. Причината е в движението на възходящи и низходящи въздушни маси. Вълнението е придружено от гръмотевични бури, проливни дъждове и купесто-дъждовни облаци.

вихрушка  - е въртеливото и транслационно движение на големи въздушни маси. Диаметърът на вихъра може да достигне няколко хиляди километра. Атмосферни вихри: циклон, тайфун.

торнадо  или торнадо - много силен вихър, който е гигантска фуния или стълб от облак. Диаметърът на такава колона над водата може да бъде до 100 метра и до един километър над земята. Височината на торнадото достига 10 километра.

Вътре във фунията или стълба, когато въздухът се върти, се образува зона на разредения въздух. Скоростта на въздуха в фунията все още не е определена. Просто няма такъв смел човек, който да рискува да влезе във фунията с инструментите. Торнадото дърпа вода, пясък, прах и други предмети и ги транспортира на дълги разстояния. Животът на торнадо е от няколко минути до час и половина. Тя се образува в топлината и идва от кумубоносния облак. Хората все още не са определили напълно механизма на торнадото.

Явления, дължащи се на пречупване, отражение, разсейване и дифракция на светлината в атмосферата: от тях може да се направи заключение за състоянието на съответните слоеве на атмосферата.

Те включват пречупване, миражи, многобройни явления на ореол, дъги, корони, зори и здрач, синьо на небето и др.

мираж  (fr. mirage - lit. vidibility) - оптично явление в атмосферата: пречупване на светлинни потоци в интерфейса между въздушни слоеве, които са силно различни по плътност и температура. За наблюдателя такова явление се състои в това, че заедно с наистина видим отдалечен обект (или част от небето), неговото отражение в атмосферата също е видимо.

класификация

Миражите са разделени на по-ниски, видими под обекта, горните, видими над обекта, и странични.

По-нисък мираж

Наблюдава се с голям вертикален температурен градиент (падащ с височина) над прегрята плоска повърхност, често пустинен или асфалтов път. Въображаемият образ на небето създава илюзията за вода на повърхността. И така, на пътя, оставяйки на разстояние в горещ летен ден, се вижда локва.

Най-голям мираж

Наблюдава се над повърхността на студената земя с обратна температурно разпределение (температурата на въздуха се увеличава с увеличаване на височината).

Горните миражи се срещат като цяло по-рядко от по-ниските, но по-често са по-стабилни, тъй като студеният въздух не се движи нагоре, а топлия въздух не се движи надолу.

Горните миражи са най-често срещани в полярните региони, особено на големи, плоски ледени склонове със стабилна ниска температура. Такива условия могат да възникнат в Гренландия и в региона на Исландия. Може би поради този ефект се нарича hillingar  (от исландски hillingar), първите заселници от Исландия научиха за съществуването на Гренландия.

Горните миражи се наблюдават и в по-умерени географски ширини, въпреки че в тези случаи те са по-слаби, по-слабо изразени и стабилни. Горният мираж може да бъде прав или обърнат, в зависимост от разстоянието до истинския обект и температурния градиент. Често изображението прилича на фрагментарна мозайка от прави и обърнати части.

Отвъд хоризонта е кораб с нормален размер. При специфично състояние на атмосферата, отражението му над хоризонта изглежда гигантско.

Горните миражи могат да имат поразителен ефект поради изкривяването на Земята. Ако огъването на лъчите е приблизително същото като изкривяването на Земята, лъчите на светлината могат да се движат на дълги разстояния, в резултат на което наблюдателят вижда обекти, които са далеч отвъд хоризонта. Това е наблюдавано и документирано за първи път през 1596 г., когато кораб под командването на Вилем Баренц в търсене на Североизточния проход се заби в леда на Нова Земля. Екипажът бе принуден да изчака полярната нощ. В същото време издигането на Слънцето след полярната нощ бе наблюдавано две седмици по-рано от очакваното. През 20-ти век този феномен е обяснен и получава името "Ефектът на новата земя".

По същия начин на хоризонта могат да се появят кораби, които всъщност са толкова далеч, че не трябва да се виждат над хоризонта, и дори над хоризонта, като горните миражи. Това може да обясни някои истории за полетите на кораби или крайбрежни градове в небето, както е описано от някои полярни изследователи.

Страничен мираж

Страничните миражи могат да се появят като отражение от затоплена отвесна стена. Случаят е описан, когато плоската бетонна стена на крепостта изведнъж блестеше като огледало, отразяващо околните предмети. В един горещ ден се наблюдава мираж, когато стената е била достатъчно загрята от слънцето.

Фата Моргана

Сложните явления на мираж с рязко изкривяване на типа обекти се наричат ​​Фата Моргана. Fata morgana  (итал. fata Morgana - приказна Моргана, според легендата, живееща на морското дъно и заблуждаваща пътешественици с призрачни видения) - рядко срещано оптично явление в атмосферата, състоящо се от няколко форми на миражи, в които отдалечени обекти се виждат многократно и с различни изкривявания.

Fata-morgana се случва, когато в долните слоеве на атмосферата се образуват няколко променливи слоя въздух с различна плътност (обикновено поради температурни разлики), които могат да дадат огледални отражения. В резултат на размисъл, както и пречупване на лъчи, обектите от реалния живот дават на хоризонта или над него няколко изкривени образа, които частично се припокриват и бързо се променят във времето, което създава странна картина на завесата.

Обилен мираж

В планините, много рядко, при сливането на определени условия, може да се види "изкривен" на сравнително близко разстояние. Това явление се обяснява с наличието на "стояща" водна пара във въздуха.

ореол  (от други гръцки ωλως - кръг, диск; също аура, ореол, ореол) - оптично явление, светлинен пръстен около светлинен източник.

Физика на явлението

Ореол обикновено се появява около слънцето или луната, понякога около други мощни източници на светлина, като улични светлини. Има много видове ореоли и те се причиняват главно от ледени кристали в перисти облаци на височина 5-10 км в горната тропосфера. Видът ореол зависи от формата и местоположението на кристалите. Светлината, отразена и пречупена от ледени кристали, често се разлага в спектър, което кара ореола да изглежда като дъга. Най-ярки и пълноцветни са паргелията и зенитната дъга, като по-малко ярки са допирателните на малкия и големия ореол. В малък 22-градусов ореол се различава само част от спектъра (от червено до жълто), останалата част от спектъра изглежда бяла поради многократно смесване на пречупените лъчи. Паркелният кръг и редица други ореоли са почти винаги бели. Интересна особеност е големият ореол от 46 градуса - той е тъп и с малко цвят, докато горната допирателна дъга, която почти съвпада с нея с малка височина на Слънцето над хоризонта, има изразени цветове на дъгата.

В тъмното лунно ореол на цветовете окото не се вижда, което е свързано с характеристиките на здрача.

© 2015-2017 уебсайт
Всички права принадлежат на техните автори. Този сайт не претендира за авторство и осигурява безплатно ползване.