Fényjelenségek a légkörben. Jelentés: Optikai légköri jelenségek

09.10.2019

Vissza előre

Figyelem! A dia-előnézetek csak tájékoztató jellegűek, és nem feltétlenül képviselik a prezentáció összes jellemzőjét. Ha érdekli ez a munka, töltse le a teljes verziót.

Az óra célja: képet alkotni a légkör optikai jelenségeiről.

Tervezett eredmény: a tanulók ismerjék/értsék és magyarázzák el, hogyan keletkeznek légköri jelenségek a reflexióval kapcsolatos napfény; elektromossággal kapcsolatos jelenségek.

Alapfogalmak és fogalmak: optikai jelenségek a légkörben, szivárvány, délibáb, halo, aurora, villámlás, „Szent Elmo tüze”.

Erőforrások:
– tankönyv – 106–109. o.;
– a tankönyv elektronikus kiegészítése;
– előadás a leckéhez.

Felszerelés:
- Projektor;
- Képernyő;
– A tanárnak van számítógépe;
- Laptop minden asztalon;
– Hajó be keleti stílus;
– Old Man Hottabych jelmeze.

Az órák alatt

-Van takaró gyerekek?
Hogy az egész Földet beborítsák?
Hogy mindenkinek legyen elég,
De nem látszott?
Ne hajtsd össze, ne bontsd ki,
Ne nyúlj hozzá, ne nézd?
Beengedné az esőt és a fényt,
Igen, de úgy tűnik, nem?
-Miféle takaró ez? (A légkör a Föld légburoka.)

És továbbra is tanulmányozzuk a „Légkör” témát. Először is felteszek néhány kérdést:

1. Miből áll a Föld légköre? (Gázok, apró vízcseppek és jégkristályok, por, korom, szerves anyagok keveréke.)

2. Milyen formában van a levegőben a nedvesség? (Vízgőz, vízcseppek és jégkristályok.)

3. Nem homogén a légkör, több rétegű? (Tropo-sztrato-mezo-termo-exo-ionoszféra.)

4. Milyen rétegekben jelenik meg az aurora? (Ionoszféra.)

– Az ókorban az Auróra, a villámlás és a délibábok megijesztették az embereket. Ma a tudósoknak sikerült feltárniuk e titokzatos jelenségek titkait. Leckénk témája pedig „Optikai jelenségek a légkörben”.

Mi ez a titokzatos edény az asztalomon? Nem tudod? Nézzük meg?

(Kinyitja az edényt, füst száll ki belőle, megjelenik Hottabych öreg.)

– Apchhi! Üdvözlettel, bölcs uram! (Dszavakon túl Hottabych, az egyik diák által játszott, aláhúzott betűtípussal vannak kiemelve.)
- Honnan jöttél? Színházból jöttél?
– Ó, nem, uram! Ebből a hajóból származom!
– Szóval te..?
– Igen, én vagyok a hatalmas és híres dzsinn, Hassan Abdurahman ibn Hottab a világ mind a négy országában, vagyis Hottab fia!
- Hottabych?!
– Kik ezek a gyönyörű fiatalok?
- A Ők 6. "A" osztályos tanulók, most földrajzórát tartunk.
– Földrajz óra! Tudd, ó, a legszebbek közül a legszebb, hogy hihetetlenül szerencsés vagy, mert gazdag vagyok a földrajz tudásában. Megtanítalak, és híres leszel iskolád diákjai és a régiód összes iskolájának diákjai között!
– Ennek nagyon örülünk, kedves Hottabych.
– Mik ezek a varázslatos fekete dobozok, amelyek előtted hevernek?
– Ezek olyan számítógépek, amelyekkel a modern gyerekek földrajzot tanulnak. Meghívom Önt, kedves Hottabych, hogy ma dolgozzon velünk. És megkérem a srácokat, hogy nyissák meg az „Optikai jelenségek a légkörben. Ön szerint mit jelentenek az optikai jelenségek? (fény, vizuális)” lecke képernyőjét.
Ma megismerkedünk néhány optikai jelenséggel, és kitöltjük az előtted lévő táblázatot. Nos, kedves Hottabychünk elmondja, hogyan képviselték az ókori tudósok ezt vagy azt a jelenséget.

Tehát kezdjük!

A napfény visszaverődésével kapcsolatos jelenségek.

Szivárvány - A nyári eső elmúlt, és újra kisütött a nap. És mintha varázsütésre szivárványív jelent meg az égen.

Tudom, hogy Isten teremtette a szivárványt ókori Babilon annak jeleként, hogy úgy döntött, megállítja a globális árvizet.

Mit gondolnak erről a modern tudósok?

A napfény számunkra fehérnek tűnik, de valójában 7 színű fényhullámokból áll: piros, narancssárga, zöld, kék, indigó és lila. A vízcseppeken áthaladva a napsugár megtörik és feltörik különböző színek. Ezért láthatunk szivárványt eső után vagy vízesések közelében. (írja be a táblázatba).

– Sok sivatagi utazó tanúja egy másik légköri jelenségnek -Délibáb.

Az ókori egyiptomiak azt hitték, hogy a délibáb egy már nem létező ország szelleme.

(A gyerekek elektronikus alkalmazásban tanulmányozzák ezt a részt, és beszélik a modern verziót)

Miért fordulnak elő délibábok? Ez akkor történik, amikor a forró levegő a felszín fölé emelkedik. Sűrűsége növekedni kezd. Különböző hőmérsékletű levegőnek van különböző sűrűségűek, és a rétegről rétegre mozgó fénysugár meggörbül, vizuálisan közelebb hozva a tárgyat. Az M. forró felület (sivatag, aszfalt), vagy éppen ellenkezőleg, lehűlt felület (víz) felett jelennek meg.

Halo . Fagyos időben kifejezett gyűrűk jelennek meg a Nap és a Hold körül -Halo.

- Ez azt jelenti, hogy ilyenkor a boszorkányok szombatja van.

(A gyerekek elektronikus alkalmazásban tanulmányozzák ezt a részt, és beszélik a modern verziót.)

Akkor fordulnak elő, amikor a fény visszaverődik a cirrostratus felhők jégkristályaiban. Koronák - több gyűrű fészkelt egymásban. (Felvételek.)
A levegő nem vezet áramot, de bizonyos esetekben azt tapasztalják, hogy egyszerűen túlcsordul az elektromosság.

Az elektromossággal kapcsolatos jelenségek.

Sarki fények - A sarki régiók lakói megcsodálhatják az Aurora Borealis-t.

– Eh majd az önvilágító levegő a Földön lévő lyukon keresztül kilép.

(A gyerekek elektronikus alkalmazásban tanulmányozzák ezt a részt, és beszélik a modern verziót.)

A Nap elektromosan töltött részecskék áramlását küldi a Földre, amelyek a levegő részecskéivel ütköznek, és izzani kezdenek. (Felvételek.)

Villám - „Repül a tüzes nyílvessző, senki sem tudja elkapni – sem a király, sem a királyné, sem a szép leány.

- Ez az Isten, Perun, aki kőfegyverével megüti a kígyót.

(A gyerekek elektronikus alkalmazásban tanulmányozzák ezt a részt, és beszélik a modern verziót.)

Látható elektromos kisülés a felhők között, vagy a felhő és a talaj között. Villámdörgés. A levegő a villámok belsejében akár 30 000 fokra is felmelegedhet (ez 5-ször több, mint a Nap felszínén).

A villámok típusai (lineáris és golyós), miért veszélyesek? (Rekordok.)

Egy másik jelenség, amely a légkör elektromos izzásával kapcsolatos

"Szent Elmo tüze"

– A tengerészek rossz jelnek tartják.

(A gyerekek elektronikus alkalmazásban tanulmányozzák ezt a részt, és beszélik a modern verziót.)

Ma a természet szokatlan jelenségeivel ismerkedtünk meg.

– A Hottabychnek köszönhetően megismerhettük a régiek nézeteit a légkör optikai jelenségeiről.

– Nos, megtanultam, hogyan magyaráznak meg a modern tudósai sok rejtélyes jelenséget.

(Ha van időd: javaslom, teszteld magad egy teszttel.)

Ma jó munkát végeztél, ez a téma nagyon összetett, és 10-11. osztályos fizika tanfolyamon fogod mélyebben tanulmányozni.

D.Z. : Töltse ki a tesztet ehhez a leckéhez.

Érdeklődőknek: további információforrásokból tájékozódjon, milyen szokatlan atm. jelenségek valaha is előfordultak az Ön területén. Hogyan írják le?

1. Optikai jelenségek a légkörben voltak az első ember által megfigyelt optikai hatások. E jelenségek természetének és az emberi látás természetének megértésével megkezdődött a fényprobléma kialakulása.

Teljes szám optikai jelenségek a légkörben nagyon nagy. Itt csak a legismertebb jelenségeket vesszük figyelembe - délibábok, szivárványok, fényudvarok, koronák, csillogó csillagok, kék ég és skarlát hajnal. Ezeknek a hatásoknak a kialakulása a fény olyan tulajdonságaival függ össze, mint a határfelületi törés, az interferencia és a diffrakció.

2. Légköri fénytörés – ez a fénysugarak elhajlása, amint áthaladnak a bolygó légkörén. A sugarak forrásától függően megkülönböztetik őket csillagászati és földi fénytörés. Az első esetben a sugarak égitestekről (csillagokról, bolygókról), a második esetben földi objektumokról származnak. A légköri fénytörés eredményeként a megfigyelő egy tárgyat nem ott lát, ahol van, vagy nem olyan alakban, mint amilyennek van.

3. Csillagászati fénytörés már Ptolemaiosz idejében (Kr. u. II. században) ismerték. 1604-ben J. Kepler azt javasolta, hogy a Föld légkörének sűrűsége független a magasságtól és bizonyos vastagsága h(199. ábra). Az 1. sugár a csillagból jön S egyenesen a szemlélőhöz A egyenes vonalban, nem találja el a szemét. Miután megtört a vákuum és az atmoszféra határán, eltalálja a lényeget BAN BEN.

A 2-es sugár eléri a megfigyelő szemét, amelynek a légkörben történő fénytörés hiányában el kellene haladnia. A fénytörés (törés) következtében a megfigyelő a csillagot más irányban fogja látni, mint S, valamint a légkörben megtört nyaláb folytatásán, azaz irányban S 1 .

Sarok γ , amellyel a zenit felé tér el Z a csillag látszólagos helyzete S 1 a valós pozícióhoz képest S, hívott törésszög. Kepler idejében az eredményekből már ismerték a törésszögeket csillagászati megfigyelések néhány csillag. Ezért Kepler ezt a sémát használta a légkör vastagságának becslésére h. Számításai szerint kiderült h» 4 km. Ha a légkör tömegével számolunk, akkor ez körülbelül kétszer kevesebb, mint a valódi.

A valóságban a Föld légkörének sűrűsége a magassággal csökken. Ezért a levegő alsó rétegei optikailag sűrűbbek, mint a felső rétegek. A Föld felé ferdén haladó fénysugarak nem törnek meg egy ponton a vákuum és a légkör határán, mint Kepler sémájában, hanem fokozatosan elhajlanak a teljes út mentén. Ez hasonló ahhoz, ahogy egy fénysugár áthalad egy halom átlátszó lemezen, amelynek törésmutatója annál magasabb, minél alacsonyabban helyezkedik el a lemez. A fénytörés összhatása azonban ugyanúgy megnyilvánul, mint Kepler sémájában. Figyeljünk meg két csillagászati fénytörés okozta jelenséget.

A. Az égi objektumok látszólagos helyzete a zenit felé tolódik el törési szög szerint γ . Minél lejjebb van egy csillag a horizonthoz képest, annál észrevehetőbben emelkedik látszólagos helyzete az égen a valódihoz képest (200. ábra). Ezért a kép csillagos égbolt, a Földről megfigyelt, némileg deformálódott a középpont felé. Csak a pont nem mozdul S, a zenitben található. A légköri fénytörésnek köszönhetően a geometriai horizont alatt kissé elhelyezkedő csillagok figyelhetők meg.

Törésszög értékek γ gyorsan csökken a szög növekedésével β a világítótest magassága a horizont felett. Nál nél β = 0 γ = 35" . Ez a maximális törésszög. Nál nél β = 5º γ = 10" , nál nél β = 15º γ = 3" , nál nél β = 30º γ = 1" . Világítótesteknek, akiknek magassága β > 30º, fénytörési eltolódás γ < 1" .

b. A nap a felület több mint felét bevilágítja földgolyó . 1-1 sugarak, amelyeknek légkör hiányában meg kell érinteniük a Földet az átmérőjű szakasz pontjain DD, a légkörnek köszönhetően kicsit korábban érintik meg (201. ábra).

A Föld felszínét a 2-2 sugarak érintik, amelyek a légkör nélkül elhaladnának. Ennek eredményeként a terminátor sor BB, elválasztja a fényt az árnyéktól, az éjszakai félteke területére tolódik. Ezért a Föld nappali felszíne nagyobb, mint az éjszakai felület.

4. Földi fénytörés. Ha a csillagászati fénytörés jelenségei annak köszönhetőek a légkör globális fénytörő hatása, akkor a földi fénytörés jelenségei annak köszönhetők helyi légköri változások, amely általában hőmérsékleti anomáliákkal jár. A földi fénytörés legfigyelemreméltóbb megnyilvánulásai az délibábok.

A. Superior Mirage(fr. délibáb). Általában azokon a sarkvidéki területeken figyelhető meg, ahol tiszta levegő és alacsony a Föld felszíni hőmérséklete. A felszín erős lehűlése itt nemcsak a nap horizont feletti alacsony helyzetének köszönhető, hanem annak is, hogy a hóval vagy jéggel borított felület a sugárzás nagy részét visszaveri az űrbe. Ennek eredményeként a talajrétegben, ahogy közeledünk a Föld felszínéhez, a hőmérséklet nagyon gyorsan csökken, és a levegő optikai sűrűsége nő.

A sugarak görbülete a Föld felé néha olyan jelentős, hogy a geometriai horizont vonalán messze túl lévő objektumokat figyelnek meg. A 202. ábrán látható 2. sugár, amely normál légkörben a felső rétegeibe menne, be ebben az esetben a Föld felé hajlik és belép a megfigyelő szemébe.

Úgy tűnik, pontosan ez a fajta délibáb képviseli a legendás „repülő hollandokat” - a hajók szellemeit, amelyek valójában több száz, sőt több ezer kilométerre találhatók. Ami meglepő a kiváló délibábokban, az az, hogy a testek látszólagos méretében nincs észrevehető csökkenés.

Például 1898-ban a brémai Matador hajó legénysége egy szellemhajót figyelt meg, amelynek látszólagos méretei 3-5 mérföldes távolságnak feleltek meg. Valójában, mint később kiderült, ez a hajó akkoriban körülbelül ezer mérföldre volt tőle. (1 tengeri mérföld egyenlő 1852 m-rel). A felszíni levegő nemcsak meghajlítja a fénysugarakat, hanem összetett optikai rendszerként fókuszálja is azokat.

Normál körülmények között a levegő hőmérséklete a magasság növekedésével csökken. A hőmérséklet fordított lefolyását, amikor a hőmérséklet a magasság növekedésével emelkedik, nevezzük hőmérsékleti mező. Hőmérséklet-inverzió nem csak a sarkvidéki övezetekben, hanem más, alacsonyabb szélességi körökben is előfordulhat. Ezért kiváló délibábok fordulhatnak elő mindenhol, ahol a levegő kellően tiszta, és ahol hőmérsékleti inverziók következnek be. Például a Földközi-tenger partján néha távoli látó délibábokat figyelnek meg. A hőmérséklet-inverziót itt a Szaharából érkező forró levegő hozza létre.

b. Inferior Mirage akkor fordul elő, amikor a hőmérséklet megfordul, és általában a sivatagokban figyelhető meg a meleg időben. Délben, amikor magasan süt a nap, a sivatag homokos talaja, amely szilárd ásványi anyagok részecskéiből áll, 50 fokra vagy még többre melegszik fel. Ugyanakkor több tíz méteres magasságban a levegő viszonylag hideg marad. Ezért a fent elhelyezkedő levegőrétegek törésmutatója észrevehetően nagyobb a talajközeli levegőhöz képest. Ez is a sugarak elhajlásához vezet, de az ellenkező irányba (203. ábra).

Az égboltnak a horizont felett, a megfigyelővel szemben elhelyezkedő részeiről érkező fénysugarak folyamatosan felfelé hajlanak, és alulról felfelé haladva hatolnak be a megfigyelő szemébe. Ennek eredményeként a megfigyelő a földfelszínen való folytatásuk során az égbolt visszatükröződését látja, amely vízfelületre emlékeztet. Ez az úgynevezett „tó” délibáb.

A hatás még inkább fokozódik, ha sziklák, dombok, fák és épületek vannak a megfigyelés irányában. Ebben az esetben szigetekként láthatók egy hatalmas tó közepén. Ráadásul nemcsak a tárgy látható, hanem a tükröződése is. A sugarak görbületének természeténél fogva a levegő felszíni rétege a vízfelszín tükreként működik.

5. Szivárvány. Színes egy esőben megfigyelhető, a nap által megvilágított, koncentrikus színes ívek rendszerét ábrázoló optikai jelenség.

A szivárvány első elméletét Descartes dolgozta ki 1637-ben. Ekkor már a következő kísérleti tények voltak ismertek a szivárvánnyal kapcsolatban:

A. Az O szivárvány középpontja azon az egyenesen van, amely összeköti a Napot a megfigyelő szemével(204. ábra).

b. A Szem-Nap szimmetriavonal körül egy színes ív található, melynek szögsugara kb 42° . A színek a középponttól számítva a következő sorrendben vannak elrendezve: kék (d), zöld (h), piros (k)(1. sorcsoport). Ez fő szivárvány. A fő szivárvány belsejében halvány, többszínű, vöröses és zöldes árnyalatú ívek láthatók.

V. A második ívrendszer, amelynek sarok sugara kb 51° másodlagos szivárványnak nevezik. A színei sokkal halványabbak, és mennek fordított sorrendben, a középponttól számítva, piros, zöld, kék (vonalak csoportja 2) .

G. A fő szivárvány csak akkor jelenik meg, ha a nap a horizont felett van, legfeljebb 42°-os szögben.

Descartes megállapította, hogy a fő és másodlagos szivárvány kialakulásának fő oka a fénysugarak törése és visszaverődése az esőcseppekben. Tekintsük elméletének főbb rendelkezéseit.

6. Monokróm sugár törése és visszaverődése cseppben. Legyen egy monokromatikus intenzitásnyaláb én 0 egy gömb alakú sugarú cseppre esik R a távolságon y tengelyétől a keresztmetszet síkjában (205. ábra). Az ütközés pontján A a sugár egy része visszaverődik, a fő része pedig az intenzitás én 1 bemegy a cseppbe. Azon a ponton B a sugár nagy része a levegőbe kerül (a 205. ábrán kilépett BAN BEN a sugár nem látható), és egy kisebb része visszaverődik és leesik a ponton VAL VEL. A ponton kilépve VAL VEL sugárintenzitás én 3 részt vesz a fő szivárvány és a gyenge másodlagos sávok kialakulásában a fő szivárványon belül.

Keressük a szöget θ , amely alatt a gerenda előbukkan én 3 a beeső sugárhoz képest én 0 . Vegye figyelembe, hogy a sugár és a cseppen belüli normál között minden szög azonos és egyenlő a törésszöggel β . (Háromszögek OAVÉs OBC egyenlő szárú). Nem számít, mennyire „pörög” a nyaláb a csepp belsejében, minden beesési és visszaverődési szög azonos és egyenlő a törésszöggel β . Emiatt minden olyan sugár, amely pontokon egy cseppből jön ki BAN BEN, VAL VEL stb., ugyanabban a szögben jön ki, egyenlő a szöggel esik α .

Megtalálni a szöget θ gerenda eltérítése én 3. az eredetihez képest, összegeznie kell a pontok eltérési szögeit A, BAN BENÉs VAL VEL: q = (α – β) + (π – 2β) + (α - β) = π + 2α – 4β . (25.1)

Kényelmesebb a mérés éles sarok φ = π – q = 4β – 2α . (25.2)

Több száz sugárra végzett számítások elvégzése után Descartes megállapította, hogy a szög φ növekedéssel y, vagyis ahogy a sugár eltávolodik én 0 a leejtés tengelyétől, először abszolút értéknövekedés, at y/R≈ 0,85 felveszi a maximális értéket, majd csökkenni kezd.

Most ez a szög határértéke φ függvény vizsgálatával megtalálhatjuk φ az extrémum által nál nél. A bűn óta α = yçR, és a bűn β = yçR· n, Azt α = arcsin( yçR), β = arcsin( yçRn). Akkor

, . (25.3)

A tagokat az egyenlet különböző részeire szétosztva és négyzetre emelve a következőket kapjuk:

, Þ (25,4)

Sárgához D-nátrium vonalak λ = 589,3 nm víz törésmutatója n= 1,333. Pont távolság A ennek a sugárnak a tengelyről való előfordulása y= 0,861R. Ennek a sugárnak a határszöge a

Vajon mi értelme van BAN BEN a sugár első visszaverődése a cseppben is maximális távolságra van a csepp tengelyétől. Miután megvizsgálta a szélső szöget d= p– α – ε = p– α – (p– 2β ) = 2β – α méretben nál nél, ugyanazt a feltételt kapjuk, nál nél= 0,861RÉs d= 42,08°/2 = 21,04°.

A 206. ábra a szög függését mutatja φ , amely alatt a sugár az első visszaverődés utáni cseppből kiemelkedik (25.2 képlet), a pont helyzetéből A a sugár bejutása a cseppbe. Minden sugár egy ≈ 42º csúcsszögű kúp belsejében verődik vissza.

A szivárvány kialakulásához nagyon fontos, hogy a sugarak hengeres vastagságú rétegben lépjenek be a cseppbe. уçR 0,81-től 0,90-ig, a kúp vékony falában való tükröződés után a 41,48º és 42,08º közötti szögtartományban jön ki. A kúp külső fala sima (van a szög szélső része φ ), a belseje laza. Szögfalvastagság ≈ 20 ívperc. Az áthaladó sugarak esetében a csepp úgy viselkedik, mint egy lencse gyújtótávolság f= 1,5R. A sugarak az első félgömb teljes felületén bejutnak a cseppbe, egy széttartó nyaláb verődik vissza egy ≈ 42º tengelyszögű kúp terében, és áthaladnak egy ≈ 21º szögsugarú ablakon (207. ábra). ).

7. A cseppből kilépő sugarak intenzitása. Itt csak az 1. visszaverődés után a cseppből előbukkanó sugarakról lesz szó (205. ábra). Ha egy sugár szögben beeső cseppre α , van intenzitása én 0, akkor a cseppbe átmenő nyaláb intenzitású én 1 = én 0 (1 – ρ ), Ahol ρ – intenzitás-visszaverődési együttható.

Polarizálatlan fényhez, reflexióhoz ρ a Fresnel-képlet (17.20) segítségével számítható ki. Mivel a képlet tartalmazza a különbség és a szögösszeg függvényeinek négyzetét α És β , akkor a visszaverődési együttható nem attól függ, hogy a nyaláb a cseppbe vagy a cseppből kerül-e be. Mert a szögek α És β pontokon A, BAN BEN, VAL VEL azonosak, akkor az együttható ρ minden ponton A, BAN BEN, VAL VEL ugyanaz. Ezért a sugarak intenzitása én 1 = én 0 (1 – ρ ), én 2 = én 1 ρ = én 0 ρ (1 – ρ ), én 3 = én 2 (1 – ρ ) = én 0 ρ (1 – ρ ) 2 .

A 25.1. táblázat mutatja a szögértékeket φ , együttható ρ és intenzitási arányok én 3 çI 0 különböző távolságokra számítva уçR nyalábbemenet a sárga nátriumvonalhoz λ = 589,3 nm. Ahogy a táblázatból is látszik, mikor nál nél≤ 0,8R a gerendába én 3, a cseppre beeső sugár energiájának kevesebb, mint 4%-a esik. És csak attól kezdve nál nél= 0,8Rés még több nál nél= R a kiengedett sugár intenzitása én 3 többszörösére nő.

25.1. táblázat
y/R	α ,º	β ,º	φ ,º	ρ	én 3 /én 0
0	0	0	0	0,020	0,019
0,30	17,38	12,94	16,99	0,020	0,019
0,50	29,87	21,89	27,82	0,021	0,020
0,60	36,65	26,62	33,17	0,023	0,022
0,65	40,36	29,01	35,34	0,025	0,024
0,70	44,17	31,52	37,73	0,027	0,025
0,75	48,34	34,09	39,67	0,031	0,029
0,80	52,84	36,71	41,15	0,039	0,036
0,85	57,91	39,39	42,08	0,052	0,046
0,90	63,84	42,24	41,27	0,074	0,063
0,95	71,42	45,20	37,96	0,125	0,095
1,00	89,49	48,34	18,00	0,50	0,125

Tehát a cseppből a maximális szögben kilépő sugarak φ két okból is lényegesen nagyobb intenzitásúak más sugarakhoz képest. Először is a sugárnyaláb erős szögösszenyomódása miatt a kúp vékony falában, másodszor pedig az esésben bekövetkező kisebb veszteségek miatt. Csak ezeknek a sugaraknak az intenzitása elegendő ahhoz, hogy a szemcsepp csillogásának érzetét keltse.

8. A fő szivárvány kialakulása. Amikor a fény a diszperzió miatt egy cseppre esik, a sugár meghasad. Ennek eredményeként a fényes visszaverődés kúpjának fala szín szerint rétegeződik (208. ábra). lila sugarak ( l= 396,8 nm) szögben jönnek ki j= 40°36", piros ( l= 656,3 nm) – szögben j= 42°22". Ebben a D szögtartományban φ = 1°46" tartalmazza a cseppből kiinduló sugarak teljes spektrumát. Az ibolya sugarak alkotják a belső kúpot, a vörösek a külsőt. Ha a nap által megvilágított esőcseppeket látja a megfigyelő, akkor azokat, amelyeknek a kúpból a sugarai bejutnak a szem látható a legfényesebbnek. Ennek eredményeként a megfigyelő szemén áthaladó napsugárhoz viszonyított összes csepp, amely egy vörös kúp szögében van, vörösnek, a zöld kúp szögében pedig zöldnek látszik (209. ábra).

9. Másodlagos szivárvány kialakulása a második visszaverődés után a cseppből kilépő sugarak miatt következik be (210. ábra). A sugarak intenzitása a második visszaverődés után körülbelül egy nagyságrenddel kisebb az első visszaverődés utáni sugarakhoz képest, és a változással megközelítőleg azonos lefolyású. уçR.

A második visszaverődés után a cseppből kilépő sugarak egy kúpot alkotnak, amelynek csúcsszöge ≈ 51º. Ha az elsődleges kúpnak van egy sima oldala a külső oldalon, akkor a másodlagos kúpnak van egy sima oldala a belső oldalon. A kúpok között gyakorlatilag nincsenek sugarak. Minél nagyobbak az esőcseppek, annál világosabb a szivárvány. Ahogy a cseppek mérete csökken, a szivárvány elhalványul. Amikor az eső szitálásba fordul át R≈ 20-30 µm, a szivárvány fehéres ívvé degenerálódik, szinte megkülönböztethetetlen színekkel.

10. Halo(görögből halōs- gyűrű) egy optikai jelenség, amely általában reprezentálja szivárvány körök a Nap vagy a Hold korongja körül szögsugárral 22º És 46º. Ezeket a köröket a hatszögletű szabályos prizmák alakú, pehelyfelhőkben elhelyezkedő jégkristályok fénytörése következtében alakítják ki.

A földre hulló hópelyhek nagyon változatos alakúak. A kristályok azonban gőzkondenzáció következtében keletkeztek felső rétegek főként hatszögletű prizma alakúak. Mindenböl lehetséges opciók A gerenda hatszögletű prizmán való áthaladásához három a legfontosabb (211. ábra).

Az (a) esetben a nyaláb hasadás vagy elhajlás nélkül halad át a prizma ellentétes párhuzamos felületein.

A (b) esetben a sugár áthalad a prizma lapjain, és 60°-os szöget zár be egymással, és megtörik, mint egy spektrális prizmában. A 22º-os legkisebb eltérési szögben kilépő nyaláb intenzitása maximális. A harmadik esetben (c) a gerenda áthalad a prizma oldalfelületén és alapján. A törésszög 90º, a legkisebb eltérés szöge 46º. Utóbbi mindkét esetben a fehér sugarak széthasadnak, a kék sugarak jobban eltérnek, a vörösek kevésbé. A (b) és (c) eset gyűrűk megjelenését idézi elő az áteresztett sugarakban, amelyek szögmérete 22º és 46º (212. ábra).

A külső gyűrű (46º) általában világosabb, mint a belső, és mindkettő vöröses árnyalatú. Ezt nem csak a kék sugarak felhőben való intenzív szóródása magyarázza, hanem az is, hogy a kék sugarak szóródása a prizmában nagyobb, mint a vöröseké. Ezért a kristályokból kék sugarak erősen divergens sugárban jönnek ki, ezért intenzitásuk csökken. A vörös sugarak pedig keskeny sugárban, lényegesen nagyobb intenzitással jönnek ki. Kedvező körülmények között, amikor lehetséges a színek megkülönböztetése, belső rész A gyűrűk pirosak, a külsők kékek.

10. Koronák– könnyű ködös gyűrűk a lámpatest korongja körül. Szögsugaruk sokkal kisebb, mint a halo sugara, és nem haladja meg az 5º-t. A koronák a sugarak diffrakciós szóródása miatt keletkeznek a vízcseppeken, amelyek felhőt vagy ködöt képeznek.

Ha az esés sugara R, akkor a párhuzamos sugarak első diffrakciós minimumát szögben figyeljük meg j = 0,61∙lçR(lásd a 15.3 képletet). Itt l- a fény hullámhossza. A párhuzamos nyalábokban lévő egyes cseppek diffrakciós mintázata egybeesik, ennek következtében a fénygyűrűk intenzitása nő.

A koronák átmérője alapján meghatározható a felhőben lévő cseppek mérete. Minél nagyobbak a cseppek (több R), annál kisebb a gyűrű szögmérete. A legnagyobb gyűrűket a legkisebb cseppektől figyeljük meg. Több kilométeres távolságban a diffrakciós gyűrűk még akkor is észrevehetők, ha a csepp mérete legalább 5 mikron. Ebben az esetben j max = 0,61 lçR≈ 5 ¸ 6°.

A koronák világos gyűrűinek színe nagyon halvány. Amikor észrevehető, a gyűrűk külső széle vöröses színű. Vagyis a színek eloszlása a koronákban fordított a színek eloszlásával a halogyűrűkben. kívül szögméretek ez is lehetővé teszi a korona és a glóriák megkülönböztetését. Ha a légkörben széles méretű cseppek vannak, akkor a koronák egymást átfedő gyűrűi általános fényes fényt képeznek a lámpatest korongja körül. Ezt a kisugárzást hívják halo.

11. Az ég kék színe és a hajnal skarlát színe. Amikor a Nap a horizont felett van, a felhőtlen égbolt kéknek tűnik. A helyzet az, hogy a nap spektrumának sugaraiból, Rayleigh törvényének megfelelően én diss ~ 1 /l 4 rövid kék, cián és ibolya sugár a legintenzívebben szóródott.

Ha a Nap alacsonyan van a horizont felett, akkor a korongját ugyanezen okból bíborvörösnek érzékeljük. A rövidhullámú fény intenzív szórása miatt főként gyengén szórt vörös sugarak jutnak el a megfigyelőhöz. A felkelő vagy lenyugvó Nap sugarainak szóródása különösen nagy, mert a sugarak utaznak távolsági a Föld felszíne közelében, ahol különösen magas a szóródó részecskék koncentrációja.

Reggel vagy este hajnal - az égbolt Naphoz közeli részének színezése rózsaszín szín– a fény diffrakciós szóródásával a légkör felső rétegeiben lévő jégkristályokon és a fénynek a kristályokról való geometriai visszaverődésével magyarázható.

12. Csillogó csillagok- Ezek a csillagok fényességének és színének gyors változásai, különösen a horizont közelében. A csillagok pislákolását a gyorsan áthaladó légáramok sugarainak törése okozza, amelyeknek az eltérő sűrűségük miatt eltérő a törésmutatója. Ennek eredményeként az atmoszféra rétege, amelyen a sugár áthalad, változó gyújtótávolságú lencseként viselkedik. Ez lehet gyűjtő vagy szétszórt. Az első esetben a fény koncentrálódik, a csillag fényessége nő, a második esetben a fény szétszóródik. Az előjel ilyen változását másodpercenként akár százszor rögzítik.

A diszperzió következtében a nyaláb sugarakra bomlik különböző színek, amelyek különböző utakat követnek, és minél jobban eltérhetnek, annál lejjebb van a csillag a horizonthoz képest. Az ibolya és a vörös sugarak távolsága egy csillagtól elérheti a 10 métert a Föld felszínén. Ennek eredményeként a megfigyelő folyamatos változást lát a csillag fényességében és színében.

Elektromos és optikai jelenségek a légkörben. Légköri jelenségek. A légkör elektromos és optikai jelenségei elképesztő és néha veszélyes légköri jelenségek.

Elektromos jelenségek a légkörben.

3. Elektromos jelenségek ez egy megnyilvánulás légköri elektromosság(zivatar, villámlás, sarki fények).

A zivatarok erős elektromos kisülések a légkörben. Fúvós szél, eső, erős fény (villámlás) és éles hanghatások (mennydörgés) kíséretében. Mennydörgés akár húsz kilométeres távolságból is hallható. Az ok a gomolyfelhők. Elektromos kisülések előfordulhatnak a felhők között, magukban a felhőkben, a felhők és a föld felszíne között. A zivatar lehet frontális, amikor a légtömegek hideg vagy meleg frontja mozog, vagy tömegen belüli. Tömegen belüli zivatar alakul ki, amikor a levegő helyileg felmelegszik. A zivatar nagyon veszélyes természeti jelenség egy személy számára. Az elhurcoltak száma szerint emberi életeket a zivatarok a második helyen állnak az árvizek után. Kíváncsi tudósok megállapították, hogy a Földön egyidejűleg másfél ezer zivatar fordul elő. Másodpercenként negyvenhat villám csap le! Csak a sarkokon és a sarkvidékeken nincs zivatar.

Zarnitsa egy fényjelenség, amelyben egy kis idő felhők vagy villámlás által megvilágított horizont. Magát a villámlást nem figyelik meg. Az ok egy távoli zivatar (több mint húsz kilométeres távolságban). Mennydörgés a villámban nem hallatszik.

Sarki fény– az éjszakai égbolt sokszínű ragyogása magas szélességeken. Ennek oka a jelentős ingadozás mágneses mező Föld. Ugyanakkor kiemelkedik nagyszámú energia. A jelenség időtartama néhány perctől több napig terjedhet.

Optikai jelenségek a légkörben.

4. Az optikai jelenségek a Napról vagy a Holdról érkező fény diffrakciójának (törésének) az eredménye (délibáb, szivárvány, halo).

A délibáb egy valóban létező tárgy képzeletbeli képének megjelenése. A képzeletbeli tárgyak általában fejjel lefelé vagy erősen torzulva jelennek meg. Ennek oka a fénysugarak elhajlása a levegő optikai inhomogenitása miatt. A légkör heterogenitása akkor jelenik meg, ha a levegőt különböző magasságokban egyenetlenül melegítik fel.

Szivárvány– egy nagy, sokszínű ív az esőfelhők hátterében. A Szivárványnál külső rész piros, a belső pedig lila. Gyakran együtt kívül A szivárvány után egy másodlagos szivárvány jelenik meg, amelyben a színek váltakozása megfordul. Ennek oka a fénysugarak törése és visszaverődése a vízgőzcseppekben. A szivárvány csak akkor látható, ha a nap alacsonyan van a horizonton.

Halo– a Nap vagy a Hold körül megjelenő világos vöröses ívek, körök, foltok. Az ok a cirrostratus felhőkben lévő jégkristályokból származó fénysugarak törése és visszaverődése.

5. A besorolatlan légköri jelenségek mind olyan jelenségek, amelyeket nehéz más típusnak tulajdonítani (zúgás, tornádó, forgószél, köd).

Szélroham Ez a szél hirtelen és hirtelen megnövekedése egy-két perc alatt. A szél sebessége meghaladja a 10 métert másodpercenként. Ennek oka a felszálló és leszálló légtömegek mozgása. A zivatarokat zivatar, eső és gomolyfelhők kísérik.

Örvény- Ez nagy légtömegek forgó és transzlációs mozgása. Az örvény átmérője elérheti a több ezer kilométert. Légköri örvények: ciklon, tájfun.

Tornádó vagy egy tornádó - egy nagyon erős forgószél, amely egy óriási tölcsér vagy felhőoszlop. Egy ilyen oszlop átmérője a víz felett akár 100 méter, a talaj felett pedig akár egy kilométer is lehet. A tornádó magassága eléri a 10 kilométert.

A tölcsér vagy oszlop belsejében, amikor a levegő forog, egy ritkított levegő zóna képződik. A légmozgás sebességét a tölcsérben még nem határozták meg. Egyszerűen nincs olyan vakmerő, aki megkockáztatná, hogy egy tölcsérbe essen a műszerekkel. A tornádó vizet, homokot, port és egyéb tárgyakat szív magába, és jelentős távolságokra viszi őket. A tornádó élettartama néhány perctől másfél óráig terjed. Meleg időben alakult ki, és gomolyfelhőből származik. Az emberek még nem határozták meg teljesen a tornádók mechanizmusát.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma

Szövetségi állam költségvetése oktatási intézmény felsőfokú szakmai végzettség.

"Kazani Nemzeti Kutatási Technológiai Egyetem"

A témában: Optikai jelenségek a légkörben

Befejezte a munkát: Zinnatov Rustam Ramilovich

Ellenőrizve: Salmanov Robert Salikhovich

1. A fénytöréssel kapcsolatos jelenségek

2. A fényszóródással kapcsolatos jelenségek

3. A fény interferenciájával kapcsolatos jelenségek

Következtetés

1. Jelenségek, a fénytöréssel kapcsolatos

Inhomogén közegben a fény nemlineárisan terjed. Ha elképzelünk egy olyan közeget, amelyben a törésmutató alulról felfelé változik, és gondolatban vékony vízszintes rétegekre osztjuk, akkor, figyelembe véve a fénytörés feltételeit rétegről rétegre haladva, megjegyezzük, hogy egy ilyen közegben A fénysugárnak fokozatosan kell változtatnia irányát.

A fénysugár olyan meghajláson megy keresztül a légkörben, amelyben ilyen vagy olyan okok miatt, elsősorban az egyenetlen felmelegedés miatt, a levegő törésmutatója a magassággal változik.

A levegőt általában a talaj melegíti fel, ami energiát vesz fel napsugarak. Ezért a levegő hőmérséklete a magassággal csökken. Az is ismert, hogy a levegő sűrűsége a magassággal csökken. Megállapítást nyert, hogy a magasság növekedésével a törésmutató csökken, így a légkörön áthaladó sugarak elhajlanak, a Föld felé hajlanak. Ezt a jelenséget normál légköri fénytörésnek nevezzük. A fénytörés miatt az égitestek valamivel a horizont fölé „magasodva” (valódi magasságuk fölé) tűnnek számunkra.

A délibábok három osztályba sorolhatók.

Az első osztályba tartoznak a legelterjedtebb és legegyszerűbb eredetűek, az úgynevezett tavi (vagy alacsonyabb) délibábok, amelyek oly sok reményt és csalódást okoznak a sivatagi utazókban.

A jelenség magyarázata egyszerű. A talajból felhevült alsó levegőrétegeknek még nem volt idejük felfelé emelkedni; fénytörési mutatójuk kisebb, mint a felsőké. Ezért a tárgyakból kiáramló, a levegőben meghajló fénysugarak alulról jutnak a szembe.

Ahhoz, hogy délibábot lássunk, nem kell Afrikába menni. Meleg, csendes nyári napon, aszfaltos autópálya fűtött felülete felett figyelhető meg.

A második osztályba tartozó délibábokat felsőbb vagy távoli látású délibáboknak nevezzük.

Akkor jelennek meg, ha a légkör felső rétegei valamilyen okból különösen megritkulnak, például amikor felmelegített levegő kerül oda. Ekkor a földi tárgyakból kiáramló sugarak erősebben meghajlanak, és a horizonthoz képest nagy szögben érik el a földfelszínt. A megfigyelő szeme abba az irányba vetíti őket, amerre belépnek.

Nyilvánvalóan a Szahara okolható azért, hogy a Földközi-tenger partján nagyszámú távoli látás délibábja figyelhető meg. A forró légtömegek föléje emelkednek, majd északra szállnak, és kedvező feltételeket teremtenek a délibábok előfordulásához.

Az északi országokban is megfigyelhetőek a délibábok, amikor meleg déli szél fúj. A légkör felső rétegei felmelegednek, az alsó rétegek pedig lehűlnek a nagy tömegű olvadó jég és hó miatt.

A harmadik osztályba tartozó – ultra-nagy hatótávolságú látás – mirázsait nehéz megmagyarázni. Feltételezések születtek azonban a légkörben óriási léglencsék kialakulásáról, másodlagos délibáb, vagyis délibábból délibáb létrejöttéről. Lehetséges, hogy itt szerepet játszik az ionoszféra, amely nemcsak a rádióhullámokat, hanem a fényhullámokat is visszaveri.

2. A fényszóródással kapcsolatos jelenségek

A szivárvány egy gyönyörű égi jelenség, amely mindig is felkeltette az emberek figyelmét. Régen, amikor az emberek még nagyon keveset tudtak az őket körülvevő világról, a szivárványt „égi jelnek” tekintették. Tehát az ókori görögök úgy gondolták, hogy száz szivárvány Írisz istennő mosolya. Szivárvány figyelhető meg a Nappal ellentétes irányban, esőfelhők vagy eső hátterében. A többszínű ív általában 1-2 km távolságra helyezkedik el az Ra megfigyelőtől, néha 2-3 m távolságra is megfigyelhető a szökőkutak vagy vízpermetek által alkotott vízcseppek hátterében

A szivárványnak hét alapszíne van, amelyek zökkenőmentesen váltanak át egyikről a másikra.

Az ív típusa, a színek fényereje és a csíkok szélessége a vízcseppek méretétől és számától függ. A nagy cseppek keskenyebb szivárványt hoznak létre, élesen feltűnő színekkel; a kis cseppek homályos, kifakult és egyenletes fehér ívet hoznak létre. Ezért nyáron egy erős, keskeny szivárvány látható egy zivatar után, amely alatt nagy cseppek hullanak.

A szivárvány elméletét először 1637-ben R. Descartes adta meg. A szivárványt a fény esőcseppekben való visszaverődésével és törésével kapcsolatos jelenségként magyarázta.

A színek kialakulását és sorrendjüket később, a fehér fény összetett természetének és a közegben való eloszlásának feltárása után fejtették ki. A szivárvány diffrakciós elméletét Ehry és Pertner dolgozta ki.

3. A fény interferenciájával kapcsolatos jelenségek

A Nap vagy a Hold körüli fehér fényköröket, amelyek a légkörben lévő jég- vagy hókristályok fénytöréséből vagy visszaverődéséből származnak, halóknak nevezzük. A légkörben kisméretű vízkristályok találhatók, és amikor az arcuk derékszöget zár be a Napon áthaladó síkkal, a hatást és a kristályokat megfigyelő jellegzetes fehér glóriát fog látni a Nap körül az égen. Tehát az arcok 22°-os eltéréssel visszaverik a fénysugarakat, glóriát alkotva. A hideg évszakban a föld felszínén jég- és hókristályok alkotta fényudvarok visszaverik a napfényt és szétszórják azt a föld felszínén. különböző irányokba, létrehozva a „gyémántpor” nevű hatást.

A legtöbb híres példa A nagy halo a híres, gyakran ismételt "Broken Vision". Például egy ember, aki egy dombon vagy hegyen áll, miközben a nap felkel vagy lenyugszik a háta mögött, felfedezi, hogy a felhőkre hulló árnyéka hihetetlenül hatalmas lesz. Ez azért történik, mert az apró ködcseppek különleges módon megtörik és visszaverik a napfényt. A jelenség nevét a németországi Brocken csúcsról kapta, ahol a gyakori ködök miatt ez a hatás rendszeresen megfigyelhető.

Parhelia.

A "Parhélium" görögül fordítva azt jelenti, hogy "hamis nap". Ez a halo egyik formája (lásd a 6. pontot): a Nap egy vagy több további képe látható az égen, amelyek a látóhatár felett azonos magasságban helyezkednek el, mint a valódi Nap. A Napot visszaverő, függőleges felületű jégkristályok milliói alkotják ezt a gyönyörű jelenséget.

Parhelia nyugodt időben figyelhető meg, amikor alacsonyan jár a Nap, amikor jelentős mennyiségű A prizmák a levegőben úgy helyezkednek el, hogy a fő tengelyük függőleges legyen, és a prizmák lassan ereszkedjenek le, mint a kis ejtőernyők. Ebben az esetben a legfényesebb megtört fény a függőlegesen elhelyezkedő arcoktól 220 -os szögben kerül a szembe, és függőleges oszlopokat hoz létre a Nap mindkét oldalán a horizont mentén. Ezek az oszlopok helyenként különösen fényesek lehetnek, hamis Nap benyomását keltve.

Sarki fény.

A természet egyik legszebb optikai jelensége az aurora. Lehetetlen szavakkal átadni a sarki szélességi körök sötét éjszakai égboltjának hátterében az irizáló, pislákoló, lángoló aurorák szépségét.

A legtöbb esetben az aurorák zöld vagy kékeszöld árnyalatúak, alkalmi foltokkal vagy rózsaszín vagy piros szegéllyel. fénytörés diszperziós interferencia fény

Az aurorák két fő formában figyelhetők meg - szalagok és felhőszerű foltok formájában. Amikor a ragyogás intenzív, szalagok formájában jelenik meg. Az intenzitás elvesztésével foltokká alakul. Sok szalag azonban eltűnik, mielőtt még foltokra törne. Úgy tűnik, hogy a szalagok az ég sötét terében lógnak, és egy óriási függönyre vagy drapériára emlékeztetnek, és általában több ezer kilométeren keresztül húzódnak keletről nyugatra. A függöny magassága több száz kilométer, vastagsága nem haladja meg a több száz métert, és olyan finom és átlátszó, hogy rajta keresztül látszanak a csillagok. A függöny alsó széle meglehetősen világosan és élesen körvonalazódik, és gyakran vörös vagy rózsaszínes árnyalatú, amely függönyszegélyre emlékeztet; a felső széle fokozatosan eltűnik a magasságban, és ez különösen lenyűgöző benyomást kelt a tér mélységéről.

Az aurorák négy típusa létezik:

1. Homogén ív - a világító csíknak a legegyszerűbb, legnyugodtabb formája van. Alulról világosabb, és fokozatosan eltűnik felfelé az égbolt fényének hátterében;

2. Sugárzó ív - a szalag valamivel aktívabbá és mozgékonyabbá válik, kis redőket és patakokat képez;

3. Ragyogó csík - növekvő aktivitással a nagyobb redők átfedik a kicsiket;

4. Fokozott aktivitással a redők vagy hurkok óriási méretűre tágulnak (akár több száz kilométerre), a szalag alsó széle rózsaszín fénnyel ragyog. Amikor az aktivitás alábbhagy, a redők eltűnnek, és a szalag egységes alakot kap. Ez arra utal, hogy a homogén szerkezet az aurora fő formája, és a redők az aktivitás növekedéséhez kapcsolódnak.

Gyakran más típusú sugárzások jelennek meg. Az egész sarkvidéket lefedik, és nagyon intenzívek. A naptevékenység növekedése során fordulnak elő. Ezek az aurorák fehéres-zöld fényként jelennek meg a sarki sapkában. Az ilyen aurórákat squall-nak nevezik.

Következtetés

Egyszer régen a repülő holland és Fata Morgana délibábjai megrémítették a tengerészeket. 1898. március 27-én éjjel a Csendes-óceán közepén a Matador legénysége látomástól rémült meg, amikor az éjfél nyugalmában egy hajót láttak tőle 2 mérföldre (3,2 km), amely küszködött. erős viharral. Mindezek az események valójában 1700 km távolságban történtek.

Ma mindenki, aki ismeri a fizika törvényeit, vagy inkább az optika ágát, meg tudja magyarázni ezeket a rejtélyes jelenségeket.

Munkámban nem írtam le a természet összes optikai jelenségét. Nagyon sok van belőlük. csodáljuk kékégbolt, pirospozsgás hajnal, tűző naplemente – ezek a jelenségek a napfény elnyelésével és szétszóródásával magyarázhatók. Kiegészítő irodalommal dolgozva meggyőződtem arról, hogy a minket körülvevő világ megfigyelése során felmerülő kérdésekre mindig meg lehet válaszolni. Igaz, ismerni kell a természettudományok alapjait.

KÖVETKEZTETÉS: A természetben az optikai jelenségeket a fény törésével vagy visszaverődésével, vagy a fény hullámtulajdonságaival – diszperzióval, interferencia-, diffrakcióval, polarizációval vagy a fény kvantumtulajdonságaival – magyarázzák. A világ titokzatos, de mi tudjuk

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

Hasonló dokumentumok

A fény törésével, diszperziójával és interferenciájával kapcsolatos jelenségek. Távoli látás délibábjai. Szivárvány diffrakcióelmélete. Halo formáció. Gyémántpor hatás. A "Broken Vision" jelenség. Parhelia, korona és aurora megfigyelése az égen.

bemutató, hozzáadva 2014.01.14

Mi az optika? Típusai és szerepe a modern fizika fejlődésében. A fény visszaverődésével kapcsolatos jelenségek. A visszaverődési együttható függése a fény beesési szögétől. Biztonsági szemüveg. A fénytöréssel kapcsolatos jelenségek. Szivárvány, délibáb, aurorák.

absztrakt, hozzáadva: 2010.06.01

Ötletek az optikáról, a Föld légköréről, mint optikai rendszerről. Optikai jelenségek és magyarázatuk: égbolt színe, fényudvarok, hamis napok, fényoszlopok, koronák, szivárványok, összetört kísértetek, Szent Elmo fényei, égboltozatok, délibábok, aurorák.

absztrakt, hozzáadva: 2009.11.15

Az optika típusai. A Föld légköre olyan, mint egy optikai rendszer. Napnyugta. Színváltozás az égen. Szivárványképződés, szivárványok változatossága. Sarki fény. A napszél, mint az aurorák okozója. Délibáb. Az optikai jelenségek rejtélyei.

tanfolyami munka, hozzáadva 2007.01.17

Spekuláris optikai és légköri jelenségek vizsgálata. A fény teljes belső visszaverődése. A délibábok, szivárványok és az aurora eredetének megfigyelése a Föld felszínén. A fény kvantum- és hullámtermészetéből adódó jelenségek tanulmányozása.

absztrakt, hozzáadva: 2014.11.06

A Föld légköre, mint optikai rendszer. A légkör fényjelenségeit tanulmányozó tudományok. Az égbolt színe, parhélium (hamis napok). Fény (nap)oszlop. Közel vízszintes ív vagy tüzes szivárvány. Az éjszakai égbolt szórt ragyogása.

bemutató, hozzáadva 2014.06.15

Az optika definíciója. Kvantumtulajdonságok fény és a kapcsolódó diffrakciós jelenségek. A fényenergia terjedésének törvényei. A sugárzás, a fényhullámok terjedésének és az anyaggal való kölcsönhatásának klasszikus törvényei. A fénytörés és abszorpció jelenségei.

bemutató, hozzáadva 2014.10.02

A jelenség meghatározása és lényege. A délibábok előfordulásának okai, osztályozása és típusai, előrejelzésük. Dupla és hármas délibábok. A megnyilvánulás eloszlása és mértéke. Felfedezések és megfigyelések története. Az ultra-hosszú látás mirázsai, Fata Morgana.

absztrakt, hozzáadva: 2013.04.17

Elektrodinamikai jelenségek klímamodellekben: elektromos töltések és elektrosztatikus tér, keletkezésük és újraeloszlásuk mechanizmusai konvektív felhőben. A villámcsapások előfordulása nitrogén-oxidok forrásaként a légkörben és tűzveszély.

tanfolyami munka, hozzáadva 2013.08.07

A délibáb egy optikai jelenség a légkörben: a fény visszaverődése a sűrűségben élesen eltérő levegőrétegek határvonalán. A délibábok osztályozása alsó, a tárgy alatt látható, felső és oldalsó részekre. Fata Morgana (torz kép) megjelenése és leírása.

11. „B” osztályos tanuló készítette

Lukjanenko Anasztázia

Optikai jelenségek a légkörben

Mirages

A délibáboknak három osztálya van. Az első osztály az alsó délibábok. Ezzel a fajta délibábbal a sivatag alsó része, i.e. egy kis homokcsík optikailag egyfajta tóvá változik. Ez látható, ha egy szinttel a sáv felett van. Az ilyen délibábok a leggyakoribbak. A délibábok második típusa a kiváló délibábok. Ez ritkább jelenség, és kevésbé festői is. Kiváló délibábok jelennek meg hosszútávés tovább nagy magasságban a horizont felett. A délibábok harmadik osztálya dacol minden magyarázattal, és a tudósok sok éven át töprengenek e rejtély megoldásán.

Mi az oka az ilyen csodálatos jelenségek megjelenésének? Ez annak köszönhetően történik csodálatos játékok fény és levegő. Itt van, hogyan kell megérteni. Amikor a levegő hőmérséklete meglehetősen magas, és a föld felszínén magasabb, mint a magasabb rétegekben, akkor kedvező feltételek alakulnak ki a délibábok kialakulásához. A levegő sűrűsége a hőmérséklet emelkedésével csökken, és fordítva. És mint tudod, minél sűrűbb a levegő, annál jobban megtöri a fényt. Az égből hulló sugarak kék spektrummal rendelkeznek, és egy részük megtörik, míg mások az emberi látást érik el és alkotják a látható égbolt összképét. A sugárzásnak az a része, amely megtörik, az ember előtt éri el a talajt, és annak felületén megtörve szintén az ember látóterébe esik. Ezeket a sugarakat a kék spektrumban látjuk, ezért úgy tűnik, hogy egy kék víztömeg áll előttünk. Ezt a benyomást erősíti az előttünk oszcilláló felforrósodott levegő.

Ha egy délibáb jelenik meg a tenger felszíne felett, akkor minden pontosan az ellenkezője történik. Lent, a víz felszíne felett a levegő hőmérséklete alacsonyabb, magassággal magasabb. A körülmények ilyen kombinációjával felső délibábok keletkeznek, amelyekben egy-egy tárgy képét figyeljük meg az égen.

Szivárvány.

A szivárvány egy gyönyörű égi jelenség, amely mindig is felkeltette az emberek figyelmét. A korábbi időkben, amikor az emberek még nagyon keveset tudtak az őket körülvevő világról, a szivárványt „égi jelnek” tekintették. Tehát az ókori görögök úgy gondolták, hogy száz szivárvány Írisz istennő mosolya. Szivárvány figyelhető meg a Nappal ellentétes irányban, esőfelhők vagy eső hátterében. A többszínű ív általában a megfigyelőtől 1-2 km távolságra található, néha 2-3 m távolságra is megfigyelhető a szökőkutak vagy vízpermetek által alkotott vízcseppek hátterében. A szivárványnak hét alapszíne van, amelyek zökkenőmentesen váltanak át egyikről a másikra.

Parhelia.

A "Parhélium" görögül fordítva azt jelenti: "hamis nap". Ez a halo egy formája az égen, ahol a Nap egy vagy több további képét figyelik meg, amelyek a horizont felett azonos magasságban helyezkednek el, mint a valódi Nap. A Napot visszaverő, függőleges felületű jégkristályok milliói alkotják ezt a gyönyörű jelenséget.

A Parhelia szélcsendes időben, a Nap alacsony helyzetével figyelhető meg, amikor a prizmák jelentős része a levegőben helyezkedik el úgy, hogy a fő tengelyeik függőlegesek, és a prizmák lassan ereszkednek le, mint kis ejtőernyők. Ebben az esetben a legfényesebb megtört fény a függőlegesen elhelyezkedő arcoktól 220 -os szögben kerül a szembe, és függőleges oszlopokat hoz létre a Nap mindkét oldalán a horizont mentén. Ezek az oszlopok helyenként különösen fényesek lehetnek, hamis Nap benyomását keltve.

Auroras

A legtöbb esetben az aurorák zöld vagy kékeszöld árnyalatúak, alkalmi foltokkal vagy rózsaszín vagy piros szegéllyel.

Az aurora látható az űrből. És ez nem csak látható, hanem sokkal jobban látható, mint a Föld felszínéről, hiszen az űrben sem a nap, sem a felhők, sem a légkör alsó sűrű rétegeinek torzító hatása nem zavarja az aurora megfigyelését. Az űrhajós szerint az ISS pályájáról az aurórák hatalmas zöld, folyamatosan mozgó amőbáknak tűnnek.

Az aurora napokig tarthat. Vagy talán csak néhány tíz perc.

Az aurora nemcsak a Földön figyelhető meg. Úgy gondolják, hogy más bolygók (például a Vénusz) légköre is képes aurórákat generálni. A Jupiter és a Szaturnusz auróráinak természete a legújabb tudományos adatok szerint hasonló földi társaikéhoz.