Optik olaylar

İmalatta kullanılan taşların değerinin en önemli göstergelerinden birinin de taş olduğunu hepimiz iyi biliyoruz. takı, bunların saflığı veya şeffaflığının yanı sıra parlaklık ve renk kararlılığıdır. Antik çağlardan beri “elmas” gibi ifadeler günümüze kadar gelmiştir. Temiz su", "güvercin kanı yakutları", "peygamber çiçeği mavi safirleri". Ancak asıl öne çıkan özelliği sıra dışı optik etkiler sergileme yeteneği olan değerli taşlar da vardır. Bazıları ışık kaynağının (Alexandrite) dalga boyuna bağlı olarak renk değiştirebilir, diğerlerinin yüzeyinde çok ışınlı “yıldızlar” belirir, diğerleri gözlerin irisi gibi parlar ve diğerlerinde küçük mika kalıntıları altın rengi bir renk oluşturur. -gümüş “aventurin” ışıltısı. Ayrıca böyleleri de var doğal olaylar yanardönerlik (opaller, ay taşları, vb.), minerallerin (astrofilit, malakit, ödialit, karoit) kristal büyüme yüzeylerinde ışığın kırılması, şeffaf kuvarsın (“saç kurtları”, serisitli kaya kristali ve klorit) veya kalsedon (hematit pulları içeren ateş akik) ve çok daha fazlası. Volkanik obsidiyen camında katman katman dizilmiş küçük gaz-sıvı kabarcıkları bile ona yanardöner gri saçlar veriyor.

Şimdi tüm bu olaylar, minerallerin optik özellikleri bilimi açısından açıklanmaktadır. Ancak yıllar geçtikçe insanlık, alışılmadık ışık efektleri nedeniyle bu tür taşlara çok sayıda mistik özellik kazandırdı. Yani “göz” taşlarının sahiplerini nazardan koruyacağı, aventurinlerin zenginlik getireceği, “asteriklerin” diğer dünyalarla iletişimi sağlayacağı düşünülüyordu….

ALEXANDRİT ETKİSİ VEYA RENK DEĞİŞTİRME ETKİSİ
Alexandrite etkisi, aydınlatmanın doğasına bağlı olarak bir mineralin görünür rengindeki değişikliktir. Bu etkiye sahip mineraller tek renk tonunu gösterir. doğal ışık ve tamamen farklı - ile Yapay ışık. Bu olgunun en çarpıcı temsilcisi, rengini sarımsı, kahverengimsi, grimsi ve mavimsi-yeşilden (gün ışığı altında) turuncumsu-kırmızı, kahverengimsi-kırmızı ve mor-kırmızıya (yapay ışıkta) değiştiren alexandrite'dir (bir tür krizoberil). ). Renk değişimi (tersi) ne kadar fazla olursa taş o kadar değerli olur.
A.E. Fersman Mineraloji Müzesi (Moskova), dünyanın en büyük alexandrite bloğuna ev sahipliği yapmaktadır. Ağırlığı 5 kilogramdır ve gündüzleri koyu yeşil, akşamları ise parlak kırmızı olmak üzere 22 kristalden oluşur. 66 karat ağırlığındaki en büyük kesilmiş alexandrite kristali Washington'daki Smithsonian Enstitüsü'nde saklanıyor.
Benzer bir etki bazı korindonlar, spinel, turmalin, garnet, kyanit ve florit için de bilinmektedir.

Fotoğraf: www.wiki.web.ru		Fotoğraf: www.wiki.web.ru

ASTERİZM VEYA YILDIZ ETKİSİ
Asterizm (Yunanca aster - yıldızdan gelen isim) veya yıldız etkisi, yıldız etkisi, bazı değerli taşların karakteristik optik bir olgusudur. Yıldız etkisi, ışığın taştaki iç kalıntılardan yansıması nedeniyle oluşur. Işınların sayısı ve yönü, kapanımların türüne, konumuna ve yönüne bağlıdır.
İki tür yıldız işareti vardır:
. diasterizm, ışık bir taştan geçtiğinde meydana gelir;
. ışık geri yansıtıldığında epiasterizm meydana gelir (ışık kaynağı cilalı yüzeyin hemen üzerinde bulunur), bu durumda yalnızca 12 ışınlı bir yıldız gözlemlenebilir.
Kabaşon formunda işlenen yakutlar ve safirler, 6 ışınlı bir yıldızla karakterize edilir (esas olarak iğne şeklindeki rutil ve/veya hematit kalıntıları nedeniyle), ancak 12 ışınlı bir yıldız da görünebilir.
Diyopsit ve enstatit kristallerinde 4 ışınlı bir yıldızın ortaya çıkmasının nedeni manyetit kalıntılarıdır. Nadir de olsa 4 ve 6 kollu yıldız bombalarına da rastlanıyor. 6 ışınlı yıldız pembe kuvarsta da görülebilir. 6 ışınlı bir yıldıza sahip yıldız şeklinde bir spinel vardır ve çok daha az sıklıkla 4 ışınlı bir yıldıza sahiptir. Asterizmi, rutil, sillimanit ve diğer minerallerin düzenli olarak yönlendirilmiş kapanımlarından kaynaklanmaktadır. Ancak dünyada bir düzineden fazla 6 ışınlı yıldız şekilli zümrüt yoktur.
Ne yazık ki, "yıldız taşlarının" popülaritesi, başta yakut ve safir olmak üzere sentetik analogların üretiminde artışa yol açtı. Sentetik taşlarda yıldızlar çok parlaktır, kontrast oluşturur, ışınlar çok belirgin ve nettir. Yapay olarak oluşturulmuş bir yıldızla kabaşonlara kesilmiş doğal korundum giderek yaygınlaşıyor.

"KEDİ GÖZÜ" ETKİSİ
“Kedi gözü”, kedi gözünü anımsatan ve ışığın küçük kapanımlardan yansımasından kaynaklanan ışık şeridi görünümünün optik etkisidir. Parlak bir çizgi (şerit) bir yandan diğer yana parlıyor ve ışık parlaması taşın hareketini takip ederek hareket ediyor. Bu optik etki en iyi cilalanmış kabaşonlarda gözlemlenir, ancak genellikle işlenmemiş bir talaş veya taş döndürülürken kesildiğinde bile görülebilir.
Mineral belirtilmeden "kedi gözü" terimi kullanılırsa, simofan olarak da bilinen bir çeşit krizoberil anlamına gelir. Simofanda bu etki, ışığın mikroskobik içi boş kanallardan yansımasından ve kristalografik eksenlerden birine paralel yönlendirilmiş en ince lifli iğne şeklindeki aktinolit veya sillimanit kristallerinin dahil edilmesinden kaynaklanmaktadır. Simofan ilk olarak 1798'de Hauis tarafından tanımlandı. Simofanın rengi bal-kahverengiden elma yeşiline kadar değişir, ancak en değerli olanı zengin altın renkleridir. En iyi örnekleri Sri Lanka ve Madagaskar'da çıkarılmaktadır.
Kedi gözü etkisinin gözlemlenebileceği pek çok mineral vardır. Bunlar turmalin, apatit, skapolit, yeşim, diyopsit, zirkon ve diğerleridir. Kuvars ayrıca sıklıkla paralel lifli agregatlar boyunca psödomorflar oluşturur ve kuvarsta güçlü bir kedi gözü etkisi görülür. (kuvars kedi gözü, kaplan gözü, şahin gözü, boğa gözü)
Çok sayıda Satışa sunulan "kedi gözü" adı verilen taşlar cam taklididir. Taklitler her boyutta ve renkte olabilir ve çok parlak vurgulara sahip olabilir. Çin'de renklendirici katkı maddeleri içeren özel fiber optik cam esas alınarak üretim kuruldu.

irisasyon
Yanardönerlik (Latince "iris" ten - gözün irisinden), bazı minerallerde, eşit şekilde yontulmuş taşlar üzerinde ve özellikle cilalandıktan sonra parlak ışıkta iç gökkuşağı renginde bir parlaklık şeklinde ortaya çıkan optik bir etki. Bu etki en iyi değerli opalde görülür. donukluk .
Adularesans - özel durum yanardöner adularia'da gözlenen yanardönerlik, gerçek "ay taşı". Adularia, beyaz ve mavi tonlarda dalgalı bir yanardönerliğe sahip, yarı saydam ila opak bir potasyum feldspat çeşididir. Şu anda, mağazalar genellikle ay taşı kisvesi altında ay taşı taklitleri satmaktadır; seri üretimleri uzun süredir mat yarı saydam renkli cam veya plastik temelinde Hindistan ve Çin'de kurulmuştur. Doğal olanlardan karakteristik bir fark, dönüş sırasında belirli yansımaların olmamasıdır; taklit her açıda eşit şekilde parlar.
Labradoresans - labradorit (feldspat grubundan bir mineral) ve spektrolitte görülebilen bir başka özel yanardönerlik durumu ( güzel çeşitlilik Fin Labradorit), kristallerin yüzlerinde ve bölünme düzlemlerinde gökkuşağı renk oyunu şeklinde.

Fotoğraf: VO "World of Stone" fonlarından

AVANTAJ
Işığın plaka benzeri kapanımlardan yansımasıyla oluşan ışıltılı optik etki. Aventurinde, bazı feldspatlarda, nadiren de berilde ve diğer bazı minerallerde görülür.
Aventurin genellikle, numunenin cilalı yüzeyinde açıkça görülebilen, yanardönerliğe dönüşen karakteristik bir ışıltıya sahip ince taneli bir kuvars agregası olarak adlandırılır. En yaygın olanları fuksit mika içeren yeşil aventurinlerdir; ayrıca küçük hematit, goetit veya mika-biyotit ve yeşilimsi gri veya beyaz mika-serisit katkılı. Aventurin içindeki pullu kapanımlar eşit şekilde dağılmış ve birbirine değişen derecelerde paralel olarak yönlendirilmiş, bu da etkileyici bir parıltı etkisi yaratıyor. Aventurin genellikle çip dolgulu taklit cam (aventurin camı) ile değiştirilir. Işıltı genellikle çok güçlüdür; bu, herhangi bir renkteki doğal aventurin için alışılmadık bir durumdur, ancak çoğunlukla mavi, yeşil ve kahverengidir.
En büyük benzerlik doğal taşlar Kuvars aventurin, “güneş taşı” olarak adlandırılan feldspatik aventurin içerir. Parlak bir altın rengi ve turuncu-kırmızı, parlak sarı veya koyu kırmızı tonlarındaki noktalı parıltılarla karakterize edilir. Feldspat aventurin ile görsel olarak karşılaştırıldığında, kuvars aventurin önemli ölçüde daha küçük boyutta parlak pullara sahiptir ve yanardönerliğin karakteristik bir yağlı parlaklığı yoktur.
Benzer bir etki, düzenli yönlendirilmiş hematit trombositlerin varlığı nedeniyle soluk mavi ve pembe berilde de gözlenir.

Antik çağlardan beri seraplar, titreşen figürler hava ortamı insanları alarma geçirdi ve korkuttu. Günümüzde bilim adamları, optik olaylar da dahil olmak üzere doğanın birçok sırrını ortaya çıkardılar. Özü uzun zamandır incelenen doğal gizemler onları şaşırtmıyor. İÇİNDE lise Bugün optik olaylar 8. sınıf fizikte öğretiliyor, böylece her öğrenci bu olayların doğasını anlayabilir.

Temel konseptler

Antik çağ bilim adamları, insan gözünün, en ince dokunaçlara sahip nesneleri hissederek gördüğüne inanıyorlardı. O dönemde optik, görme bilimiydi.

Orta Çağ'da optik, ışığı ve onun özünü inceledi.

Günümüzde optik, ışığın çeşitli ortamlarda yayılmasını ve diğer maddelerle etkileşimini inceleyen bir fizik dalıdır. Görme ile ilgili tüm konular fizyolojik optik tarafından incelenir.

Optik olaylar, ışık ışınlarının gerçekleştirdiği çeşitli eylemlerin tezahürleridir. Atmosfer optikleri tarafından incelenirler.

Atmosferdeki olağandışı süreçler

Dünya Gezegeni, atmosfer adı verilen gazdan oluşan bir kabukla çevrilidir. Kalınlığı yüzlerce kilometredir. Dünya'ya yaklaştıkça atmosfer daha yoğun, yukarı doğru inceliyor. Atmosfer kabuğunun fiziksel özellikleri sürekli değişiyor, katmanlar karışıyor. Sıcaklık göstergelerini değiştirin. Yoğunluk ve şeffaflık derecesi değişir.

Işık ışınları Güneş'ten ve diğer gök cisimlerinden Dünya'ya doğru gelir. Onlar için özelliklerini değiştiren belirli bir optik sistem görevi gören Dünya atmosferinden geçerler. yansır, dağılır, atmosferden geçer ve dünyayı aydınlatır. Belirli koşullar altında ışınların yolu bükülür, dolayısıyla çeşitli olaylar ortaya çıkar. Fizikçiler en orijinal optik fenomenin şöyle olduğunu düşünüyor:

• güneşin batışı;
• gökkuşağının görünümü;
• Kuzey ışıkları;
• serap;
• hale.

Gelin onlara daha yakından bakalım.

Güneşin etrafında Halo

Halo kelimesinin kendisi Yunanca'da "daire" anlamına gelir. Bunun altında yatan optik olay nedir?

Hale, atmosferin yüksek kısımlarındaki bulut kristallerinde meydana gelen ışığın kırılması ve yansıması sürecidir. Bu fenomen, Güneş'in yakınındaki, karanlık bir aralıkla sınırlı olan parlak ışınlara benziyor. Haleler genellikle siklonlardan önce oluşur ve onların öncüleri olabilir.

Su damlacıkları havada donarak altı kenarlı düzenli prizmatik bir şekil alır. Herkes atmosferin alt katmanlarında görülen buz sarkıtlarına aşinadır. Üstte, bu tür buz iğneleri dikey yönde serbestçe düşer. Kristal buz kütleleri yere paralel iken girdap oluşturarak yere inerler. Kişi, mercek görevi gören ve ışığı kıran kristaller aracılığıyla görüşünü yönlendirir.

Diğer prizmalar düzdür veya altı ışınlı yıldızlara benzerler. Kristallere çarpan ışık ışınları kırılmayabilir veya bir dizi başka işlemden geçmeyebilir. Nadiren tüm süreçlerin açıkça görülebildiği durumlar olur; genellikle olayın bir veya başka kısmı daha net görünürken diğerleri zayıf bir şekilde temsil edilir.

Küçük hale, güneşin etrafında yaklaşık 22 derecelik bir yarıçapa sahip bir dairedir. Çemberin rengi içten kırmızımsı olup, daha sonra sarı, beyaza doğru akıp mavi gökyüzüne karışmaktadır. Çemberin iç alanı karanlıktır. Havada uçan buz iğnelerinde ışığın kırılması sonucu oluşur. Prizmalardaki ışınlar 22 derecelik bir açıyla saptırılır, dolayısıyla kristallerden geçen ışınlar gözlemciye 22 derecelik bir açıyla sapmış gibi görünür. Bu nedenle karanlık görünür.

Kırmızı renk daha az kırılır ve güneşten en az sapmış görünür. Sonra sarı geliyor. Diğer ışınlar karışarak göze beyaz görünür.

46 derecelik bir açıya sahip bir hale var, 22 derecelik bir halenin etrafında yer alıyor. İç bölgesi de kırmızımsıdır çünkü ışık, güneşe 90 derece dönen buz iğnelerinde kırılır.

90 derecelik hale de bilinmektedir; hafifçe parlıyor, neredeyse hiç rengi yok veya dışı kırmızı renkte. Bilim adamları bu türü henüz tam olarak incelemediler.

Ayın etrafındaki Halo ve diğer türler

Bu optik olay genellikle gökyüzünde hafif bulutlar ve çok sayıda minyatür kristal buz kütleleri varsa görülebilir. Bu tür kristallerin her biri bir tür prizmadır. Temel olarak şekilleri uzun altıgenlerdir. Işık ön kristal bölgeye girer ve karşı bölgeden çıkar ve 22 derece kırılır.

İÇİNDE kış zamanı Sokak lambalarının yanında soğuk havada bir hale görebilirsiniz. Bir fenerin ışığından dolayı ortaya çıkar.

Buzlu ve karlı havada da Güneş'in etrafında bir hale oluşabilir. Kar taneleri havada, ışık bulutların arasından geçiyor. Gün batımında bu ışık kırmızıya döner. Geçtiğimiz yüzyıllarda batıl inançlı insanlar bu tür olaylar karşısında dehşete düşmüşlerdi.

Güneş'in etrafında gökkuşağı renginde bir daire şeklinde bir hale görünebilir. Atmosferde altı tarafı olan çok sayıda kristal varsa, ancak bunlar güneş ışınlarını yansıtmıyor, kırıyor gibi görünüyor. Işınların çoğu dağınıktır ve bakışlarımıza ulaşmaz. Geri kalan ışınlar insan gözüne ulaşır ve Güneş'in etrafında bir gökkuşağı çemberi fark ederiz. Yarıçapı yaklaşık 22 derece veya 46 derecedir.

Sahte Güneş

Bilim insanları hale çemberinin her zaman yanlarda daha parlak olduğunu belirtti. Bu, dikey ve yatay bir halenin burada buluşmasıyla açıklanmaktadır. Kesiştikleri yerde sahte güneşler görünebilir. Bu, özellikle Güneş ufka yakın olduğunda sıklıkla meydana gelir; bu sırada artık dikey dairenin bir kısmını göremiyoruz.

Sahte güneş aynı zamanda bir tür hale olan optik bir olgudur. Altı tarafı çivi şeklinde olan buz kristalleri nedeniyle ortaya çıkar. Bu tür kristaller atmosferde dikey yönde yüzer, ışık yan yüzlerinden kırılır.

Halo çemberinin yalnızca yüzeysel kısmı gerçek güneşin üzerinde görülebiliyorsa üçüncü bir "güneş" de oluşabilir. Bir yayın bir parçası veya anlaşılmaz bir şekle sahip parlak bir nokta olabilir. Bazen sahte güneşler o kadar parlaktır ki gerçek Güneş'ten ayırt edilemezler.

Gökkuşağı

Bu, farklı renklerde tamamlanmamış bir dairenin şeklidir.

Antik çağ dinleri gökten yeryüzüne kadar kabul edildi. Aristoteles gökkuşağının damlaların yansımasıyla ortaya çıktığına inanıyordu. Güneş ışığı. Başka hangi optik olgu bir insanı gökkuşağı kadar sevindirebilir?

17. yüzyılda Descartes gökkuşağının doğasını inceledi. Daha sonra Newton ışıkla deneyler yaptı ve Descartes'ın teorisini genişletti, ancak birkaç gökkuşağının oluşumunu ve içlerinde ayrı renk tonlarının yokluğunu anlayamadı.

Gökkuşağının tam teorisi 19. yüzyılda İngiliz gökbilimci D. Airy tarafından sunuldu. Gökkuşağının tüm süreçlerini ortaya çıkarmayı başaran oydu. Geliştirdiği teori bugün hala kabul görmektedir.

Güneş ışığı gökyüzünde Güneş'in karşısındaki bölgede yağmur suyu perdesine çarptığında gökkuşağı ortaya çıkar. Gökkuşağının merkezi Güneş'in karşı tarafında, yani insan gözünün göremediği bir noktada bulunmaktadır. Gökkuşağının yayı, dairenin bu merkezi noktanın etrafındaki kısmıdır.

Gökkuşağındaki renkler belirli bir sıraya göre yerleştirilmiştir. O süreklidir. Kırmızı - üst kenar boyunca, mor - alt kısım boyunca. Aralarında renkler sıkı bir düzendedir. Gökkuşağı mevcut tüm renkleri içermez. Yeşil rengin baskınlığı, uygun hava koşullarına geçişi gösterir.

Kutup ışıkları

Bu, güneş rüzgârının atomları ve elementlerinin etkileşimi nedeniyle atmosferin üst manyetik katmanlarında oluşan bir parıltıdır. Tipik olarak auroralar, pembe ve kırmızının arasına serpiştirilmiş yeşil veya mavi tonlara sahiptir. Şerit veya nokta şeklinde olabilirler. Patlamalarına genellikle gürültülü sesler eşlik eder.

Serap

Basit serap aldatmacaları herkese tanıdık gelir. Örneğin, ısıtılmış asfaltta araç kullanırken şöyle bir serap beliriyor: Bu kimseyi şaşırtmıyor. Serapların ortaya çıkışını hangi optik olay açıklıyor? Bu konuya daha detaylı bakalım.

Mirage optiktir fiziksel olay Atmosferde, bunun sonucunda göz, görüş alanından gizlenen nesneleri görür. normal koşullar. Bu, bir ışık ışınının hava katmanlarından geçerken kırılmasıyla açıklanmaktadır. Oldukça uzakta bulunan nesneler gerçek konumlarına göre yükselebilir veya alçalabilir veya çarpık hale gelerek tuhaf şekillere bürünebilir.

Brocken Hayaleti

Bu, gün batımında veya gün doğumunda, tepede bulunan bir kişinin gölgesinin, yakındaki bulutların üzerine düştüğü için anlaşılmaz oranlar elde ettiği bir olgudur. Bunun nedeni, sisli ortamlarda ışık ışınlarının su damlacıkları tarafından yansıması ve kırılmasıdır. Bu fenomen, adını Alman Harz Dağları'nın yükseklerinden birinden almıştır.

Aziz Elmo'nun Ateşi

Bunlar deniz gemilerinin direklerindeki mavi veya mor renkli parlak fırçalardır. Işıklar dağlık yüksekliklerde, etkileyici yükseklikteki binalarda görünebilir. Bu olay, elektriksel gerilimin artması nedeniyle iletkenlerin uçlarındaki elektriksel boşalmalar nedeniyle meydana gelir.

Bunlar 8. sınıf derslerinde tartışılan optik olaylardır. Optik cihazlar hakkında konuşalım.

Optikte tasarımlar

Optik cihazlar ışık radyasyonunu dönüştüren cihazlardır. Tipik olarak bu cihazlar görünür ışıkta çalışır.

Tüm optik cihazlar iki türe ayrılabilir:

1. Ekranda görüntünün oluşturulduğu cihazlar. Bunlar kameralar, film kameraları, projeksiyon cihazlarıdır.
2. İnsan gözüyle etkileşime giren ancak ekranda görüntü oluşturmayan cihazlar. Bunlar büyüteçler, mikroskoplar, teleskoplardır. Bu cihazlar görsel olarak kabul edilir.

Kamera, fotoğraf filmi üzerindeki bir nesnenin görüntüsünü elde etmek için kullanılan optik-mekanik bir cihazdır. Kameranın tasarımı bir kamera ve merceği oluşturan merceklerden oluşur. Objektif, nesnenin filme alınmış, ters çevrilmiş, küçültülmüş bir görüntüsünü oluşturur. Bu, ışığın etkisi nedeniyle oluşur.

Görüntü ilk etapta görünmezken gelişen çözüm sayesinde görünür hale geliyor. Açık alanların karanlık göründüğü ve bunun tersinin de geçerli olduğu bu görüntüye negatif denir. Negatif, ışığa duyarlı kağıt üzerinde pozitife dönüştürülür. Fotoğraf büyütücü kullanılarak görüntü büyütülür.

Büyüteç, nesneleri görüntülerken büyütmek için tasarlanmış bir mercek veya mercek sistemidir. Büyüteç gözün yanına yerleştirilerek nesnenin net görülebileceği mesafe seçilir. Büyüteç kullanımı, bir nesnenin görüldüğü görüş açısının arttırılmasına dayanır.

Daha büyük açısal büyütme elde etmek için mikroskop kullanılır. Bu cihazda mercek ve mercekten oluşan optik sistem sayesinde nesneler büyütülmektedir. Önce mercek, sonra mercekle görüş açısı artırılır.

Böylece ana optik olayları ve cihazları, çeşitlerini ve özelliklerini inceledik.

Farajova Leila

Gökyüzünde sıklıkla açıklanamayan olayları gözlemliyoruz. bu iş Dünya atmosferinde meydana gelen olayların özünü ortaya çıkarır.

İndirmek:

Ön izleme:

Belediye eğitim kurumu "Peschanovskaya ortaokulu"

VI bölgesel bilimsel ve pratik konferans

Atmosferdeki optik olaylar

6. sınıf Belediye eğitim kurumu "Peschanovskaya ortaokulu"

Danışman:

Makovçuk Tatyana Gennadievna

Fizik öğretmeni

S. Peschanoye

2010

Giriş 3

Optik bir sistem olarak Dünya'nın atmosferi 4

Optik fenomen türleri 5

Sonuç 12

Edebiyat 13

Ek 14

giriiş

Bu çalışmanın amacı optik atmosferik olayları ve bunların fiziksel doğasını dikkate almaktır. En erişilebilir ve aynı zamanda en renkli optik olaylar atmosferik olaylardır. Muazzam büyüklükteki bu cisimler, ışığın ve dünya atmosferinin etkileşiminin ürünüdür.

31 Aralık Yılbaşı Gecesi, gökyüzünün güney kesiminde, ufkun yükseklerinde olmayan alışılmadık bir olay gözlemlendi. Merkezde bir güneş diski ve yanlarda iki tane daha var ve bunların üstünde gökkuşağının parıltısı var. Çok güzel ve büyüleyici bir manzaraydı. Ne olduğu, nasıl oluştuğu, neden ve atmosferde başka hangi olayların meydana gelebileceğiyle hemen ilgilenmeye başladım. Bu alışılmadık atmosferik olay çalışmamın temelini oluşturdu.

Optik bir sistem olarak Dünya'nın atmosferi

Gezegenimiz atmosfer dediğimiz gazlı bir kabukla çevrilidir. Sahip olmak en yüksek yoğunluk Dünya yüzeyine yakın olan ve yükseldikçe giderek incelen bu tabaka, yüz kilometreyi aşan bir kalınlığa ulaşıyor. Ve bu, homojen fiziksel verilere sahip donmuş gazlı bir ortam değildir. Tam tersine Dünya'nın atmosferi sürekli hareket halindedir. Etki altında Çeşitli faktörler Katmanları karışır, yoğunluğu, sıcaklığı, şeffaflığı değiştirir ve farklı hızlarda uzun mesafeler boyunca hareket eder.

Güneş'ten veya diğer gök cisimlerinden gelen ışık ışınları için, Dünya atmosferi sürekli değişen parametrelere sahip bir tür optik sistemdir. Yollarında bulunarak ışığın bir kısmını yansıtır, dağıtır, atmosferin tüm kalınlığı boyunca geçirir, belirli koşullar altında dünya yüzeyinin aydınlatılmasını sağlar, onu bileşenlere ayırır ve ışınların seyrini bükerek neden olur. çeşitli atmosferik olaylar. En sıra dışı renkli olanlar gün batımları, gökkuşağı, kuzey ışıkları, seraplar, güneş ve ay haleleri ve çok daha fazlasıdır.

Optik fenomen türleri

Birçok optik fenomen türü vardır. Bunlardan bazılarına bakalım.

Halo

(itibaren Yunanχαλοσ - “daire”, “disk”; Ayrıca aura, hale, hale), üst bulutların buz kristallerinde ışığın kırılması ve yansıması olgusudur. Bunlar, Güneş'in veya Ay'ın etrafında, ışıktan karanlık bir boşlukla ayrılmış açık veya gökkuşağı halkalarıdır. Haleler sıklıkla siklonların ön kısmında gözlenir ve bu nedenle onların yaklaştığına dair bir işaret olarak hizmet edebilir. Bazen ay halelerini görebilirsiniz.

Su damlacıkları donduğunda havada görünen buz kristalleri genellikle altı kenarlı düzenli prizmaların üç biçiminden birini alır (Şekil 1 A): uzunluğu kesitlerine göre çok büyük olan prizmalar; Bunlar, soğuk kış günlerinde atmosferin en alt katmanlarında kitleler halinde yüzen ünlü buz iğneleridir.

A B C.

(Şekil 1)

Havaya serbestçe düşen bu tür iğneler, uzun eksenleri ile dikey olarak konumlandırılır. Dönen ve yavaş yavaş yere düşen bu kristallerin düzlemleri çoğu zaman yüzeye paralel olarak yönlendirilir. Güneş doğarken veya günbatımında, gözlemcinin görüş hattı bu düzlemin içinden geçebilir ve her bir kristal, güneş ışığını kıran minyatür bir mercek gibi davranabilir.

Diğer prizma türlerinde yükseklik kesite göre çok küçüktür; daha sonra altı kenarlı düz tabletler elde edilir (Şekil 1B.). Bazen, son olarak, buz kristalleri, kesiti altı ışınlı bir yıldız olan bir prizma şeklini alır (Şekil 1 B.). Buz kristallerinin üzerine düşen bir ışık ışını, kristalin türüne ve ışına göre konumuna bağlı olarak doğrudan geçebilir veya kırılmadan geçebilir veya ışınlar yalnızca kırılmaya değil, aynı zamanda bir dizi kırılmaya da maruz kalmalıdır. toplam iç yansımalar. Gerçekte, elbette, tüm parçaları eşit derecede parlak ve net bir şekilde görülebilen bir fenomeni gözlemlemek çok nadirdir: genellikle bir veya diğer kısmı daha parlak ve daha karakteristik olarak gelişir, geri kalanı ya çok zayıf bir şekilde gözlemlenir. hatta yok.

Sıradan bir daire veya küçük hale, bir yıldızı çevreleyen parlak bir dairedir ve yarıçapı yaklaşık 22°'dir. İçi kırmızımsı renktedir, sonra sarı belli belirsiz görünür, sonra renk beyaza döner ve yavaş yavaş gökyüzünün genel mavimsi tonuyla birleşir.Uzaydairenin içi nispeten karanlık görünüyor; dairenin iç sınırı keskin bir şekilde çizilmiştir. Bu daire, havada her türlü pozisyonda uçan buz iğnelerinde ışığın kırılmasıyla oluşur. Bir buz prizmasındaki ışınların minimum sapma açısı yaklaşık 22°'dir, dolayısıyla kristallerden geçen tüm ışınlar gözlemciye ışık kaynağından en az 22° sapmış gibi görünmelidir; dolayısıyla iç uzayın karanlığı. Kırmızı renk, en az kırılan renk olduğundan aynı zamanda ışıktan en az sapan renk gibi görünecektir; ardından sarı; kalan ışınlar birbirleriyle karışarak beyaz renk izlenimi verir. Daha az yaygın olanı, 22°'lik bir halenin etrafında eşmerkezli olarak konumlandırılmış, 46°'lik açısal yarıçapa sahip bir haledir. Onun iç taraf ayrıca kırmızımsı bir renk tonu vardır. Bunun nedeni de, bu durumda vücuda 90° açıyla bakan buz iğnelerinde meydana gelen ışığın kırılmasıdır; Bu daire genellikle küçük olandan daha soluktur ancak içindeki renkler daha keskin bir şekilde ayrılmıştır. Böyle bir halenin halkasının genişliği 2,5 dereceyi aşıyor. Hem 46 derecelik hem de 22 derecelik haleler halkanın üst ve alt kısımlarında en parlak olma eğilimindedir. Nadir görülen 90 derecelik hale, hafif parlak, neredeyse renksiz bir halkadır. ortak merkez diğer iki haleyle birlikte. Renkli ise yüzüğün dış kısmında kırmızı bir renk olacaktır. Bu tür halelerin ortaya çıkmasının mekanizması tam olarak anlaşılamamıştır.

Ay halesini sıklıkla gözlemleyebilirsiniz.Bu oldukça yaygın bir manzaradır ve gökyüzü milyonlarca minik buz kristalinden oluşan yüksek ince bulutlarla kaplıysa meydana gelir. Her buz kristali minyatür bir prizma görevi görür. Çoğu kristal uzun altıgen şeklindedir. Işık böyle bir kristalin bir ön yüzeyinden girer ve karşı yüzeyinden 22 derecelik bir kırılma açısıyla çıkar.º .

Kışın sokak lambalarını izlerken, elbette belirli koşullar altında, yani buz kristalleri veya kar taneleri ile doyurulmuş soğuk havada ışıklarının oluşturduğu bir hale görebilirsiniz. Bu arada, kar yağışı sırasında Güneş'ten büyük, parlak bir sütun şeklinde bir hale de görünebilir. Kışın, kar tanelerinin havada süzülüyormuş gibi göründüğü ve güneş ışığının inatla ince bulutların arasından geçtiği günler vardır. Akşam şafağının arka planında, bu sütun bazen uzaktaki bir ateşin yansıması gibi kırmızımsı görünür. Geçmişte, gördüğümüz gibi tamamen zararsız bir olay, batıl inançlı insanları korkutuyordu.

Olabilmek böyle bir hale görün: Güneş'in etrafında açık, gökkuşağı renginde bir halka. Bu dikey daire, atmosferde güneş ışınlarını yansıtmayan, ancak kıran çok sayıda altıgen buz kristali olduğunda meydana gelir. cam prizma. Bu durumda ışınların çoğu doğal olarak dağılır ve gözümüze ulaşmaz. Ancak bunların bir kısmı havadaki bu prizmalardan geçip kırılarak bize ulaşır, böylece Güneş'in etrafında bir gökkuşağı dairesi görürüz. Yarıçapı yaklaşık yirmi iki derecedir. Daha da fazlası oluyor - kırk altı derece.

Halo çemberinin her zaman yanlarda daha parlak olduğu fark ediliyor. Bunun nedeni iki halenin burada kesişmesidir: dikey ve yatay. Ve sahte güneşler çoğunlukla tam olarak kesişme noktasında oluşur. En uygun koşullar sahte güneşlerin ortaya çıkması için, Güneş ufkun üzerinde alçakta olduğunda ve dikey dairenin bir kısmı artık bizim için görülemediğinde oluşurlar.

Bu “performansta” hangi kristaller yer alıyor?

Sorunun cevabı özel deneylerle verildi. Sahte Güneşlerin, çivi şeklindeki altıgen buz kristalleri nedeniyle ortaya çıktığı ortaya çıktı. Havada dikey olarak yüzerler ve yan yüzleriyle ışığı kırarlar.

Üçüncü "güneş", gerçek güneşin üzerinde hale çemberinin yalnızca üst kısmı göründüğünde ortaya çıkar. Bazen bir yay parçası, bazen de parlak bir noktadır belirsiz biçim. Bazen sahte güneşler Güneş'in kendisi kadar parlaktır. Onları gözlemleyen eski tarihçiler üç güneş, kopmuş ateşli kafalar vb. hakkında yazdılar.

Bu olguyla bağlantılı olarak insanlık tarihinde ilginç bir gerçek kaydedilmiştir. 1551'de Almanya'nın Magdeburg şehri, İspanyol kralı V. Charles'ın birlikleri tarafından kuşatıldı. Şehrin savunucuları şimdiden kararlı davrandılar. bir yıldan fazla kuşatma sürdü. Sonunda sinirlenen kral, kararlı bir saldırıya hazırlanma emrini verdi. Ancak daha sonra benzeri görülmemiş bir şey oldu: Saldırıdan birkaç saat önce kuşatma altındaki şehrin üzerinde üç güneş parlıyordu. Ölümcül derecede korkan kral, Magdeburg'un cennet tarafından korunduğuna karar verdi ve kuşatmanın kaldırılmasını emretti.

Gökkuşağı atmosferde meydana gelen ve gökkubbede çok renkli bir yay görünümüne sahip optik bir olgudur.

Eski halkların dini inanışlarında gökkuşağı, yer ile gök arasında bir köprü rolüne atfedilirdi. Greko-Romen mitolojisinde özel bir gökkuşağı tanrıçası bile bilinmektedir - İris. Yunan bilim adamları Anaximenes ve Anaxagoras, gökkuşağının Güneş'in kara bir bulutta yansımasıyla oluştuğuna inanıyorlardı. Aristoteles Meteoroloji kitabının özel bir bölümünde gökkuşağıyla ilgili fikirleri özetledi. Gökkuşağının ışığın yansıması nedeniyle oluştuğuna inanıyordu, ancak yalnızca bulutun tamamından değil, damlalarından da kaynaklanıyordu.

1637'de ünlü Fransız filozof ve bilim adamı Descartes, matematiksel teori gökkuşağı ışığın kırılmasına dayanmaktadır. Daha sonra bu teori, bir prizma kullanarak ışığın renklere ayrışması üzerine yaptığı deneylere dayanarak Newton tarafından desteklendi. Descartes'ın Newton tarafından desteklenen teorisi, birkaç gökkuşağının aynı anda varlığını, farklı genişliklerini, renkli şeritlerde belirli renklerin zorunlu olarak bulunmamasını, bulut damlalarının boyutunun etkisini açıklayamadı. dış görünüş fenomen. Işığın kırınımı hakkındaki fikirlere dayanan gökkuşağının kesin teorisi, 1836'da İngiliz gökbilimci D. Airy tarafından verildi. Yağmur perdesini kırınımın oluşmasını sağlayan mekansal bir yapı olarak gören Airy, gökkuşağının tüm özelliklerini anlattı. Onun teorisi zamanımız için önemini tamamen korumuştur.

Gökkuşağı, atmosferde ortaya çıkan ve gökkubbede çok renkli bir yay gibi görünen optik bir olgudur. Güneş ışınlarının gökyüzünün Güneş'in karşısındaki tarafında bulunan bir yağmur perdesini aydınlatması durumunda görülür. Gökkuşağı yayının merkezi, güneş diskinden (bulutlar tarafından gözlemlenmekten gizlenmiş olsa bile) ve gözlemcinin gözünden geçen düz bir çizgi yönündedir; Güneş'in tam tersi bir noktada. Gökkuşağının yayı, bu nokta etrafında tanımlanan ve yarıçapı 42°30" (açısal boyutta) olan bir dairenin parçasıdır.

Gökkuşağındaki renklerin dizilişi ilginçtir. Her zaman sabittir. Ana gökkuşağının kırmızı rengi üst kenarında, menekşe rengi ise alt kenarında bulunur. Bu aşırı renkler arasında kalan renkler, güneş spektrumunda olduğu gibi aynı sırayla birbirini takip eder. Prensip olarak gökkuşağı hiçbir zaman spektrumun tüm renklerini içermez. Çoğu zaman mavi, lacivert ve zengin saf kırmızı renkler yoktur veya zayıf bir şekilde ifade edilir. Yağmur damlalarının boyutu arttıkça gökkuşağının renk şeritleri daralır ve renkler daha doygun hale gelir. Bu fenomende yeşil tonların baskınlığı genellikle daha sonra iyi havalara geçişi gösterir. Gökkuşağının renklerinin genel resmi, genişletilmiş bir ışık kaynağı tarafından oluşturulduğu için bulanıktır.

Bu fenomeni laboratuvarda yapay olarak yeniden üretirken, 19'a kadar gökkuşağı elde etmek mümkün oldu. Rezervuarın üzerinde birbirlerine göre eşmerkezli olmayan ek gökkuşakları gözlemlenebilir. Bunlardan biri için ışık kaynağı Güneş, diğeri için ise su yüzeyinden yansımasıdır. Bu koşullar altında “baş aşağı” konumlanmış gökkuşağılar da meydana gelebilir. Geceleri ay ışığı ve sisli havalarda dağlarda ve deniz kıyılarında beyaz bir gökkuşağı görülebilir. Bu tür gökkuşağı sis güneş ışığına maruz kaldığında da ortaya çıkabilir. Dışı sarımsı ve turuncu-kırmızı, içi mavi-mor boyalı, parlak beyaz bir yay gibi görünüyor. Gökkuşakları sadece yağmur perdesinde görülmez. Daha küçük ölçekte şelalelerin, çeşmelerin yakınındaki su damlalarında ve sörfte görülebilir. Bu durumda sadece Güneş ve Ay değil, aynı zamanda bir spot ışığı da ışık kaynağı görevi görebilir.

Kutup ışıkları - güneş rüzgârının yüklü parçacıklarıyla etkileşimi nedeniyle manyetosferli bir gezegenin atmosferinin üst katmanlarının parlaması (ışıldama). Çoğu durumda, auroralar yeşil veya mavi-yeşil bir renk tonuna sahiptir ve ara sıra noktalar veya pembe veya kırmızı kenarlıklar bulunur. Auroralar iki ana biçimde gözlenir: şeritler halinde ve bulut benzeri noktalar şeklinde. Yoğun ışık parlamalarına genellikle gürültüyü ve çatırtıyı anımsatan sesler eşlik eder. Auroralar iyonosferde güçlü değişikliklere neden olur ve bu da radyo iletişim koşullarını etkiler. Çoğu durumda radyo iletişimi önemli ölçüde bozulur. Güçlü bir parazit var ve bazen tamamen alım kaybı yaşanıyor.

Serap - herhangi birimiz bunun en basitini görmüştür. Örneğin ısıtılmış asfalt yolda giderken çok ileride bir su yüzeyi gibi görünür. Ve bu tür bir şey uzun zamandır kimseyi şaşırtmadı, çünkü serap, normal koşullar altında gözlemden gizlenen nesnelerin görüntülerinin görsel bölgede ortaya çıkması nedeniyle atmosferik bir optik olaydan başka bir şey değildir. Bunun nedeni, ışığın farklı yoğunluktaki hava katmanlarından geçerken kırılmasıdır. Bu durumda, uzaktaki nesneler gerçek konumlarına göre yükseltilmiş veya alçaltılmış gibi görünebilir, ayrıca çarpık hale gelebilir ve düzensiz, fantastik şekillere bürünebilir.

Brocken'ın Hayaletleri - Dünyanın bazı bölgelerinde, gün doğumu veya gün batımı sırasında bir tepe üzerinde bulunan gözlemcinin gölgesi, kısa mesafede bulunan bulutların üzerine düştüğünde çarpıcı bir etki ortaya çıkar: gölge devasa boyutlar kazanır. Bu, ışığın sisteki küçük su damlacıkları tarafından yansıması ve kırılması nedeniyle oluşur. Açıklanan fenomen, adını Almanya'daki Harz Dağları'ndaki bir zirveden alıyor.

Aziz Elmo'nun Ateşi- Genellikle denizdeki gemilerin direklerinin tepelerinde veya tersanelerinin uçlarında, uzunlukları 30 cm ila 1 m veya daha fazla olan parlak soluk mavi veya mor fırçalar. Bazen geminin tüm donanımının fosfor ve parıltılarla kaplı olduğu görülüyor. Aziz Elmo'nun Ateşi bazen dağ zirvelerinde, ayrıca kulelerde ve keskin köşeler yüksek binalar. Bu olay, etraflarındaki atmosferdeki elektrik alan kuvveti büyük ölçüde arttığında, elektrik iletkenlerinin uçlarındaki fırça elektrik boşalmalarını temsil eder.

Çözüm

Işığın fiziksel doğası çok eski zamanlardan beri insanların ilgisini çekmektedir. Ama kendimi kanıtlamadan önce modern görünüm Işığın doğası ve ışık ışınının insan yaşamında uygulamasını bulması üzerine, herkesin bildiği gökkuşağından karmaşık, periyodik seraplara kadar, Dünya atmosferinin her yerinde meydana gelen birçok optik olay tanımlanmış, tanımlanmış, bilimsel olarak kanıtlanmış ve deneysel olarak doğrulanmıştır. . Ancak buna rağmen ışığın tuhaf oyunu her zaman insanları cezbetmiştir ve çekmiştir. Ne kış halesinin tefekkürü, ne parlak gün batımı, ne geniş, yarı gökyüzündeki kuzey ışıkları şeridi, ne de su yüzeyindeki mütevazı ay yolu kimseyi kayıtsız bırakmaz. Gezegenimizin atmosferinden geçen bir ışık huzmesi onu aydınlatmakla kalmıyor, aynı zamanda ona eşsiz bir görünüm kazandırarak onu güzelleştiriyor.

Elbette gezegenimizin atmosferinde bu çalışmada tartışılan çok daha fazla optik olay meydana geliyor. Bunlar arasında bizim tarafımızdan çok iyi bilinen ve bilim adamları tarafından çözülmüş olanlar olduğu gibi, hala keşfedicisini bekleyenler de var. Ve zamanla optik atmosferik olaylar alanında sıradan bir ışık ışınının çok yönlülüğünü gösteren daha fazla keşfe tanık olacağımızı umabiliriz.

Edebiyat

Bludov M.I. “Fizik Üzerine Konuşmalar, Bölüm II” - M .: Eğitim, 1985

Bulat V.L. “Doğadaki optik olaylar” - M.: Eğitim, 1974.

Gershenzon E.M., Malov N.N., Mansurov A.N. "Kuyu genel fizik» - M.: Aydınlanma, 1988

Korolev F.A. “Fizik dersi” M., “Aydınlanma” 1988

Myakishev G.Ya. Bukhovtsev B.B. “Fizik 10 - M .: Eğitim, 1987

Tarasov L.V. “Doğada Fizik” - M.: Eğitim, 1988.

Tarasov L.V. "Doğada Fizik"- M.: Aydınlanma, 1988

Trubnikov P.R. Pokusaev N.V. “Optik ve atmosfer - St. Petersburg: Eğitim, 2002.”

Shakhmaev N.M. Shodiev D.Ş. “Fizik 11 - Yüksek Lisans: Eğitim, 1991.

İnternet kaynakları

Başvuru

Yayın türü, renklerin parlaklığı ve şeritlerin genişliği su damlacıklarının boyutuna ve sayısına bağlıdır. Büyük damlalar daha dar bir gökkuşağı oluşturur, renkleri keskin bir şekilde öne çıkar, küçük damlalar ise bulanık, soluk ve hatta beyaz bir yay oluşturur.

Doğanın en güzel optik olaylarından biri auroradır.

Göl veya alt seraplar en yaygın olanlardır

serap, uzun zamandır bilinen bir doğa olayı...

fotoğraf, Brocken'in hayaleti, akşam bulutlarının arka planında görülen bir dağın gölgesi:

Halo en güzel ve sıradışı doğa olaylarından biridir

Görünür her olayın optik olgusu, ışığın fiziksel ve biyolojik maddi ortamlarla etkileşiminin sonucudur. Yeşil ışık huzmesi optik bir olgunun bir örneğidir.

Yaygın optik olaylar genellikle güneşten veya aydan gelen ışığın atmosfer, bulutlar, su, toz ve diğer parçacıklarla etkileşimi nedeniyle ortaya çıkar. Bazıları, yeşil bir ışık huzmesi gibi, o kadar nadir görülen bir olgudur ki, bazen efsanevi olarak kabul edilirler.

Optik olgular, atmosferin ve doğanın geri kalan kısmının (diğer olgular) optik özelliklerinden kaynaklanan olayları içerir; Gözlerimizin fenomenlerin entoptik doğasına sahip olduğu doğal veya insani doğadaki nesnelerden (optik etkiler).

Işığın kuantum veya dalga doğasından kaynaklanan birçok olay vardır. Bazıları oldukça incedir ve yalnızca bilimsel araçlar kullanılarak yapılan hassas ölçümlerle gözlemlenebilir.

Çalışmamda günlük yaşamda sıklıkla karşılaştığımız aynalarla ilişkili optik olguları (yansıma, zayıflama) ve atmosferik olayları (serap, gökkuşağı, auroralar) ele almak ve bunlardan bahsetmek istiyorum.

Ayna optik fenomeni

Işığım, aynam, söyle bana...

Basit olanı alırsak ve kesin tanım Ayna, ışığı (veya diğer radyasyonu) yansıtacak şekilde tasarlanmış pürüzsüz bir yüzeydir. En ünlü örnek- düz ayna.

Aynaların modern tarihi 13. yüzyıla, daha doğrusu Avrupa'nın cam kapları üflemeyi öğrendiği 1240 yılına kadar uzanıyor. Gerçek cam aynanın icadı, Fransiskan John Peckham'ın camı ince bir kalay tabakasıyla kaplama yöntemini tanımladığı 1279 yılına kadar uzanır.

İnsan tarafından icat edilen ve yaratılan aynalara ek olarak, yansıtıcı yüzeylerin listesi geniş ve kapsamlıdır: bir rezervuarın yüzeyi, bazen buz, bazen cilalı metal, belli bir açıdan bakarsanız sadece cam, ancak yine de, pratik olarak ideal yansıtıcı yüzey olarak adlandırılabilecek insan yapımı bir aynadır.

Işığın dalga doğasını hesaba katmadan geometrik optik yasalarını uygularsak, aynadan yansıyan ışınların yolu ilkesi basittir. Üzerine bir ışık ışını düşüyor ayna yüzeyi(tamamen opak bir aynayı düşünüyoruz), ışının aynaya geldiği noktaya çizilen normale (dik) alfa açısında. Yansıyan ışının açısı aynı değere (alfa) eşit olacaktır. Aynanın düzlemine dik açıyla gelen bir ışın, aynanın kendisine geri yansıyacaktır.

En basit düz ayna için görüntü, aynanın düzlemine göre nesneye simetrik olarak aynanın arkasına yerleştirilecektir; sanal, düz ve nesnenin kendisiyle aynı boyutta olacaktır.

Durgun suya yansıyan manzaranın gerçekte olduğundan farklı olmadığı, sadece ters çevrilmiş olduğu gerçeği gerçek olmaktan uzaktır. Bir kişi akşam geç saatlerde lambaların suya nasıl yansıdığına veya suya inen kıyının nasıl yansıtıldığına bakarsa, o zaman yansıma ona kısalmış görünecek ve gözlemcinin yüzeyden yüksekte olması durumunda tamamen "kaybolacaktır". su. Ayrıca bir kısmı suya batırılmış bir taşın tepesinin yansımasını asla göremezsiniz. Manzara, gözlemciye, gözlemcinin gözünün yüzeyin üstünde olduğu kadar, su yüzeyinin çok altında bulunan bir noktadan bakılıyormuş gibi görünür. Göz suyun yüzeyine yaklaştıkça ve nesne uzaklaştıkça manzara ile görüntüsü arasındaki fark azalır. İnsanlar genellikle göletteki çalıların ve ağaçların yansımasının daha parlak renklere ve daha zengin tonlara sahip olduğunu düşünürler. Bu özellik aynı zamanda nesnelerin aynadaki yansımasına bakılarak da fark edilebilir. Burada psikolojik algı, olgunun fiziksel yönünden daha büyük bir rol oynar. Ayna çerçevesi, gölet kıyısı sınırı küçük alan manzara, bir kişinin çevresel görüşünü tüm gökyüzünden gelen ve gözlemciyi kör eden aşırı dağınık ışıktan korur, yani manzaranın küçük bir alanına sanki karanlık, dar bir borunun içinden bakıyormuş gibi bakar. Doğrudan ışığa kıyasla yansıyan ışığın parlaklığını azaltmak, insanların gökyüzünü, bulutları ve doğrudan bakıldığında göz için fazla parlak olan diğer parlak aydınlatılmış nesneleri gözlemlemesini kolaylaştırır.

Adam kum üzerinde havada kaleler inşa etmede büyük bir usta. Ancak uygulama onun Doğa Ana'dan uzak olduğunu gösteriyor. Tanrı'nın zanaatkârı, duygularımızı öylesine aldatabilir ki, nefesimizi keser! Ancak örneklerini ele alacağımız optik fenomenler ne kadar büyülü görünürse görünsün, bunlar bir fantazmagori değil, fiziksel süreçlerin akışının sonucudur. Dünyanın heterojen atmosferinde ışık ışınları bükülerek birçok yanılsamaya neden olur. Peki ama hayallerin ve vizyonların olmadığı bir dünya hayal etmek mümkün mü? O kadar gri olurdu ki...

Işık ve renk

Işıktan ve formlarının birden fazla nesil tarafından gözlemlendiğine değinirken, renklerin atmosferde ortaya çıkmasının nedeninin de bu olduğunu vurguluyoruz. Beyaz ışık atmosferdeki malzemelerle etkileşimi sırasında bileşen parçalarına (spektrum) ayrılır. Bu etkileşim üç ana formdan biriyle gerçekleşir: yansıma, kırılma (kırılma) ve kırınım.

Eğer spektrumdan bahsediyorsak, çocuğunuza, bir ışık huzmesi kırılma ortamından geçtiğinde oluşan renk şeritleri koleksiyonunu hatırlamayı nasıl öğreteceğinizi düşünün. Basit bir cümle yardımcı olacaktır: "Her (kırmızı) avcı (turuncu), (sarı) (mavi) sülün (mor) nerede oturduğunu bilmek (yeşil) ister."

İki ortamın sınırından birinci ortama doğru yayılan ikincil dalgaların ortaya çıkması söz konusudur. Kırılma, ışınların iki ortamın sınırında kırılmasıdır. Kırınım, atmosferde bulunan katı parçacıkların, sıvı damlacıkların ve diğer malzemelerin ışık akılarıyla bükülmesidir. Bütün bunlar Evrende gelişen “optik görme yanılsamasının” nedenidir. Gökyüzünün mavi renginden, seraplara ve gökkuşağına, sahte güneşlerden güneş sütunlarına kadar pek çok örnek var.

İç yansıma

Fizikteki optik olaylar, derinlemesine çalışmaya değer önemli bir bölümdür. Öyleyse devam edelim. Düşerken yansıma meydana gelir yumuşak yüzey ve gelene eşit bir açıyla geri dönün. Bu olgu, rengin kökenini açıklamaktadır: Beyazın bazı kısımları diğerlerinden daha kolay emilir ve yansıtılır. Örneğin, yeşil görünen bir nesne yeşil görünür çünkü yansıyan yeşil dışındaki beyaz ışığın tüm dalga boylarını emer.

Optik olayların açıklanmasında bir biçim olan iç yansıma sıklıkla mevcuttur. Işık, şeffaf bir fiziksel bedene (maddeye), örneğin bir su damlasına, dış yüzeyden girer ve iç kısımdan parlar. Sonra ikinci kez - malzemeden. Gökkuşağının rengi kısmen iç yansımayla açıklanabilir.

Gökkuşağı yayı

Gökkuşağı, güneş ışığı ve yağmurun belirli bir şekilde bir araya gelmesiyle ortaya çıkan optik bir olgudur. Güneş ışınları yağmur damlalarına girdiğinde gökkuşağında gördüğümüz renklere ayrılır. Bu, ışın Dünya'ya belirli bir açıyla yönlendirilen "yağmurların" üzerine düştüğünde, renkler ayrıldığında (beyaz ışık bir spektruma ayrıştırıldığında) ve yarım daire biçimli dev bir köprüyü anımsatan parlak, şenlikli bir gökkuşağı gördüğümüzde gerçekleşir.

Kavisli şeritlerin çeşitliliği doğrudan başınızın üstünde asılı duruyor gibi görünüyor. Yayan kaynak her zaman arkamızda olacaktır: Berrak güneşi ve güzel gökkuşağını aynı anda görmek imkansızdır (bu amaçla bir ayna kullanmadığınız sürece). Bu fenomen Ay'a yabancı değil. Ne zaman Ayışığı gecesi parlak, Selena'nın yakınında bir gökkuşağı "hayranı" görebilirsiniz.

Etrafta neredeyse hiçbir şey görünmediğinde, insan gözünün ışığa en duyarlı fotoreseptörleri olan "çubuklar" çalışır. Spektrumun zümrüt yeşili kısmına duyarlıdırlar ve diğer renkleri “görmezler”. Sonuç olarak gökkuşağı beyazımsı görünür. Aydınlatma yoğunlaştığında “koniler” bu sayede birbirine bağlanır. sinir uçları yay daha renkli görünüyor.

Serap

Dünya'dan birincil gökkuşağının çevresinin yalnızca bir kısmını görüyoruz. Bu durumda ışık tek bir yansımaya uğrar. Dağlarda yuvarlak bir gökkuşağı görebilirsiniz. İki hatta üç “güzelliğin” olduğunu biliyor muydunuz? Gökkuşağının üzerinde yükselen gökkuşağı daha az parlaktır ve "tersine çevrilmiştir" (sonuçta ilkinin bir yansımasıdır). Üçüncüsü, havanın kristal berraklığında ve şeffaf olduğu yerde (örneğin dağlarda) meydana gelir. Bu olağan gösteriyle ilgili.

Serap, sıradan denemeyecek optik bir olgudur. Rusya'da nispeten nadirdir. Ne zaman sihirli bir kelime söylesek hayalet gemi efsanesini hatırlıyoruz." Uçan Hollandalı"Efsaneye göre kaptanın işlediği suçlardan dolayı ikinci gelene kadar okyanuslara yelken açacaktır.

Ve işte başka bir "Hollandalı". Aralık 1941'de Seylan açıklarında batan Repulse kruvazörü istikrarsızlaştı. Maldivler bölgesinde bulunan İngiliz gemisi Vendor'un mürettebatı tarafından "çok yakından" görüldü. Aslında gemiler arasında 900 kilometre mesafe vardı!

Fata Morgana

"Uçan Hollandalı" ve diğerleri optik fenomenlerdir; baş döndürücü "Fata Morgana" serapları (adını İngiliz destanının kahramanından almıştır) grubundan örneklerdir. Alışılmadık bir optik fenomen, aynı anda birkaç formun birleşimidir. Gökyüzünde karmaşık, hızla değişen bir görüntü oluşuyor. Ufuk çizgisinin çok ötesindeki manzaralara baktığınızda çıldırabileceğiniz anlaşılıyor, o kadar "somut"lar ki.

Atmosfer koşullarının neden olduğu mucizeler herkesi şaşırtabilir. Özellikle çölde veya sıcak bir yolda ışınların kırılmasından kaynaklanan bir "su tabakasının" ortaya çıkması gibi. Sadece çocuklar değil yetişkinler de hayvanların, kuyuların, ağaçların, binaların gerçek olduğu hissinden kurtulamıyor. Ama ne yazık ki!

Işık, eşit olmayan şekilde ısıtılan hava katmanlarından geçerek bir tür 3 boyutlu görüntü oluşturur. Seraplar daha düşüktür (uzaktaki düz bir yüzey görünümü alır) açık su), yanal (yüksek derecede ısıtılmış dikey bir yüzeyin yanında meydana gelir), krono- (geçmişin olaylarını yeniden üretir).

Kuzey ışıkları

Hangi optik olayların var olduğunu düşünürken kuzey (kutup) ışıklarından bahsetmemek mümkün değil. İki ana formu vardır: güzel parlak şeritler ve bulut benzeri noktalar. Yoğun parlaklık genellikle "şeride benzer". Renkli parlak şeritlerin bileşenlere ayrılmadan varlığı sona eriyor.

Gökyüzünün karanlığında perde genellikle doğudan batıya doğru uzanır. "İz" birkaç bin kilometre genişliğe ve birkaç yüz yüksekliğe ulaşabilir. Bu yoğun değil, içinden yıldızların parıldadığı ince bir "ekran". Çok güzel bir manzara.

"Sahnenin" alt kenarı net, kırmızımsı veya pembe bir renk tonuna sahip, üst kenarı karanlıkta çözülüyor gibi görünüyor, bu sayede ifade edilemez alan derinliği açıkça hissediliyor. Dört tür aurorayı tartışalım.

Homojen yapı

Aşağıdan parlak olan ve üstte eriyen sakin, basit bir parlaklık biçimine düzgün yay denir; aktif, hareketli, küçük kıvrımlar ve akıntılarla - parlak bir yay. Birbiriyle örtüşen (büyükten küçüğe) radyan kıvrımlara “radyan çizgi” adı verilir.

Ve dördüncü tip, kıvrımların ve ilmeklerin alanının çok büyük hale gelmesidir. Faaliyetin bitiminden sonra bant homojen bir yapı kazanır. Homojenliğin “Ekselansları”nın ana özelliği olduğu yönünde bir görüş var. Kıvrımlar yalnızca atmosferik aktivitenin arttığı dönemlerde ortaya çıkar.

Başka optik olaylar da var. Aşağıda örnekleri sıralamaktan çekinmeyeceğiz. Fırtına, kutup başlığının tamamına beyazımsı yeşil bir parlaklık veren bir parıltıdır. Dünyanın güney ve kuzey kutuplarında, İzlanda'da, Norveç'te vb. gözlenir. Bu olay, güneş rüzgârının yüklü parçacıklarıyla etkileşime girdiğinde atmosferin mıknatıslanmış üst katmanlarının parlaması sonucu ortaya çıkar (bu, Plazmanın helyum ve hidrojenden uzaya çıkışına verilen isim).

Bu konuda şunları söyleyebiliriz: Soğuk günlerde sık görülürler ve oldukça etkilidirler.

Yeşil ışınlar ve halelerden oluşan taçlar içindeki Aziz Elmo

Başka optik olaylar da var. Örneğin, görünümü atmosferde oluşan buz kristalleriyle ilişkilendirilen bir halo. Sadece bir damlada değil, buzun katı yapısında dağılma (ışığın bileşenlere ayrışması) açısından gökkuşağına benzer.

Gökkuşakları birbirine benzer, çünkü damlalar aynıdır, ancak düşebilirler. Halonun yüz türü vardır, çünkü kristaller farklı ve çok "çevik"tir: ya uçarlar, dönerler ya da Dünya'ya doğru koşarlar.

Bir kez daha "aldatılmayı" hayal ederek, sahte güneşe (parhelion) veya yüksek binaların keskin tepelerinde "oturan Son Olanlar"a hayran kalabilirsiniz. Mistisizmin bununla hiçbir ilgisi yoktur. Bu atmosferdeki bir elektrik boşalmasıdır. Genellikle fırtına veya kum fırtınası sırasında (parçacıklar elektriklendiğinde) meydana gelir.

Fotoğrafçılar “yeşil ışını” (güneşin üzerindeki flaş ve ışınların ufukta kırılması) yakalamayı severler. En iyi açık alanlarda, bulutsuz havalarda yakalanır. Ancak alan sisle kaplandığında (arabanızın farlarının etrafındaki gökkuşağı halkaları - bunlar taçlardır) ve gökyüzü bir bulut örtüsüyle kaplandığında, taçlar (ışığın kırınımı) açıkça görülebilir. Küçük damlacıklardan oluşan siste daireler özellikle güzeldir. Sis yoğunlaştığında bulanıklaşıyorlar. Bu nedenle gökkuşağı halkalarının sayısındaki azalma, hava koşullarının kötüleştiğinin bir işareti olarak kabul ediliyor. Bu ne kadar büyük bir dünya - optik fenomen! Bahsettiğimiz örnekler buzdağının sadece görünen kısmıdır. Bu olayları bildiğimiz için herhangi bir atmosferik yanılsamayı bilimsel olarak açıklayabiliriz.