پدیده های نوری پدیده های نوری در جو: شفق قطبی. پدیده های نوری آینه ای

جو محیطی کدر و از نظر نوری ناهمگن است. پدیده های نوری نتیجه بازتاب، شکست و پراش پرتوهای نور در جو هستند.

بسته به علل وقوع، همه پدیده های نوری به چهار گروه تقسیم می شوند:

1) پدیده های ناشی از پراکندگی نور در جو (گرگ و میش، سپیده دم).

2) پدیده های ناشی از شکست پرتوهای نور در جو (انکسار) - سراب ها، چشمک زدن ستاره ها و غیره.

3) پدیده های ناشی از شکست و انعکاس پرتوهای نور بر روی قطرات و بلورهای ابرها (رنگین کمان، هاله).

4) پدیده های ناشی از پراش نور در ابرها و مه - تاج ها، شکوه.

گرگ و میش ناشی از پراکندگی نور خورشید در جو. گرگ و میش دوره انتقال از روز به شب (گرگ و میش عصر) و از شب به روز (گرگ و میش صبح) است. گرگ و میش عصر از لحظه غروب خورشید و تا غروب تاریکی کامل آغاز می شود، گرگ و میش صبح - برعکس.

مدت زمان گرگ و میش با زاویه بین جهت حرکت روزانه ظاهری خورشید و افق تعیین می شود. بنابراین، مدت زمان گرگ و میش بستگی به عرض جغرافیایی دارد: هر چه به خط استوا نزدیکتر باشد، گرگ و میش کوتاهتر است.

سه دوره گرگ و میش وجود دارد:

1) گرگ و میش مدنی (نزول خورشید در زیر افق از 6 درجه تجاوز نمی کند) - نور.

2) ناوبری (غوطه ور شدن خورشید در زیر افق تا 12 درجه) - شرایط دید به شدت بدتر می شود.

3) نجومی (غوطه ور شدن خورشید در زیر افق تا 18 درجه) - در حال حاضر در سطح زمین تاریک است، اما سپیده دم هنوز در آسمان قابل توجه است.

زاریا - مجموعه ای از پدیده های نوری رنگارنگ در جو که قبل از طلوع یا هنگام غروب خورشید مشاهده می شود. تنوع رنگ سپیده دم به موقعیت خورشید نسبت به افق و وضعیت جو بستگی دارد.

رنگ آسمان توسط پرتوهای مرئی پراکنده خورشید تعیین می شود. در یک اتمسفر تمیز و خشک، پراکندگی نور طبق قانون رایلی رخ می دهد. پرتوهای آبی حدود 16 برابر شدیدتر از قرمز پراکنده می شوند، بنابراین رنگ آسمان (نور پراکنده خورشید) آبی است و رنگ خورشید و پرتوهای آن در افق قرمز است، زیرا. در این حالت نور مسیر طولانی تری را در جو طی می کند.

ذرات بزرگ جو (قطرات، ذرات غبار و غیره) نور را به صورت خنثی پراکنده می کنند، به همین دلیل است که ابرها و مه سفید هستند. با رطوبت زیاد و گرد و غبار، کل آسمان نه آبی، بلکه سفید می شود. در نتیجه، با درجه آبی آسمان می توان در مورد خلوص هوا و ماهیت توده های هوا قضاوت کرد.

شکست اتمسفر - پدیده های جوی مرتبط با شکست پرتوهای نور. انکسار ناشی از: چشمک زدن ستارگان، مسطح شدن قرص مرئی خورشید و ماه در افق، افزایش چند دقیقه طول روز و همچنین سراب است. سراب یک تصویر خیالی قابل مشاهده در افق، بالای افق یا زیر افق است که به دلیل نقض شدید چگالی لایه های هوا ایجاد می شود. سراب های پایینی، فوقانی و جانبی وجود دارد. سراب های متحرک - "Fata Morgana" - به ندرت مشاهده می شوند.

رنگين كمان - این یک قوس نور است که در تمام رنگ های طیف رنگ شده است، در برابر پس زمینه ابری که توسط خورشید روشن شده است، که از آن قطرات باران می ریزد. لبه بیرونی قوس قرمز است، لبه داخلی بنفش است. اگر خورشید بالاتر از افق باشد، فقط نیمی از دایره را می بینیم. هنگامی که خورشید بلند است، قوس کوچکتر می شود، زیرا مرکز دایره در زیر افق قرار می گیرد. هنگامی که ارتفاع خورشید از 42 درجه بیشتر باشد، رنگین کمان قابل مشاهده نیست. از هواپیما می توانید یک رنگین کمان را در یک دایره تقریبا کامل ببینید.

رنگین کمان از شکست و انعکاس نور خورشید در قطرات آب تشکیل می شود. روشنایی و عرض رنگین کمان به اندازه قطرات بستگی دارد. قطرات بزرگ رنگین کمان کوچکتر اما درخشان تری تولید می کنند. با قطرات کوچک تقریباً سفید است.

هاله - اینها دایره ها یا کمان هایی در اطراف خورشید و ماه هستند که در ابرهای یخی سطح بالایی (اغلب در سیروسراتوس) ظاهر می شوند.

تاج ها - حلقه های روشن و کمی رنگی در اطراف خورشید و ماه که به دلیل پراش نور در ابرهای آب و یخ لایه های بالایی و میانی ظاهر می شوند.

همه ما به خوبی می دانیم که یکی از شاخص های اصلی ارزش سنگ های مورد استفاده در ساخت جواهرات، خلوص یا شفافیت و همچنین درخشندگی و ثبات رنگ آنهاست. از زمان های قدیم، عباراتی مانند "الماس آب خالص"، "یقوت های خون کبوتر"، "یاقوت کبود آبی گل ذرت" تا به امروز باقی مانده است. با این حال، سنگ های قیمتی وجود دارند که برجسته ترین ویژگی آن ها توانایی نمایش جلوه های نوری غیر معمول است. برخی از آنها بسته به طول موج منبع نور (الکساندریت) می توانند رنگ خود را تغییر دهند، "ستاره های" چند پرتویی روی سطح دیگران ظاهر می شوند، برخی دیگر مانند عنبیه چشم می درخشند و در برخی دیگر اجزای کوچک میکا رنگ طلایی ایجاد می کنند. -درخشش نقره ای "Aventurine". علاوه بر این، پدیده های طبیعی مانند رنگین کمانی (اوپال ها، سنگ های ماه و غیره)، شکست نور بر روی سطوح رشد کریستالی مواد معدنی (آستروفیلیت، مالاکیت، اودیالیت، کارویت)، انعکاس از سطوح اجزای داخلی در کوارتز شفاف ( "کرم های مو"، کریستال سنگی با سریسیت و کلریت) یا کلسدونی (عقیق آتشی حاوی پولک های هماتیت) و بسیاری موارد دیگر. حتی حباب های کوچکی از مواد گازی مایع، که لایه به لایه در شیشه ابسیدین آتشفشانی چیده شده اند، موهای خاکستری رنگین کمانی به آن می دهند.

اکنون همه این پدیده ها از نقطه نظر علم خواص نوری کانی ها توضیح داده شده است. با این حال، در طول سال ها، بشریت خواص عرفانی متعددی را دقیقاً به دلیل تأثیرات نور غیر معمول به چنین سنگ هایی متصل کرده است. بنابراین، سنگ های "چشم" قرار بود از صاحبان خود در برابر چشم بد محافظت کنند، ماجراجویی ها قرار بود ثروت به ارمغان بیاورند، "استریک ها" قرار بود ارتباط با جهان های دیگر را فراهم کنند.

افکت اسکندریت یا اثر تغییر رنگ
اثر الکساندریت تغییر در رنگ مرئی یک ماده معدنی بسته به ماهیت نور است. مواد معدنی با این اثر در نور طبیعی یک سایه رنگ و در نور مصنوعی کاملاً متفاوت نشان می دهند. برجسته ترین نماینده این پدیده الکساندریت (نوعی کریزوبریل) است که رنگ آن را از زرد، قهوه ای، خاکستری و سبز مایل به آبی (در نور خورشید در روز) به قرمز مایل به نارنجی، قرمز مایل به قهوه ای و قرمز بنفش (در نور مصنوعی) تغییر می دهد. ). هرچه تغییر رنگ بیشتر باشد (معکوس)، سنگ ارزشمندتر است.
موزه کانی شناسی A.E. Fersman (مسکو) بزرگترین بلوک الکساندریت جهان را در خود جای داده است. وزن آن 5 کیلوگرم است و از 22 کریستال تشکیل شده است که در طول روز سبز تیره و در عصر به رنگ قرمز روشن است. بزرگترین کریستال الکساندریت برش خورده با وزن 66 قیراط در موسسه اسمیتسونین در واشنگتن نگهداری می شود.
اثر مشابهی برای برخی از کوراندوم، اسپینل، تورمالین، گارنت، کیانیت و فلوریت نیز شناخته شده است.

عکس: www.wiki.web.ru		عکس: www.wiki.web.ru

ستاره یا افکت ستاره
آستریسم (نامی از aster - ستاره یونانی)، یا اثر ستاره، اثر ستاره یک پدیده نوری مشخصه برخی از سنگ های قیمتی است. اثر ستاره به دلیل انعکاس نور از اجزای داخلی در سنگ رخ می دهد. تعداد و جهت پرتوها به نوع، محل و جهت آخال ها بستگی دارد.
دو نوع ستاره وجود دارد:
. diasterism، ​​زمانی رخ می دهد که نور از یک سنگ عبور می کند.
. epiasterism زمانی رخ می دهد که نور به عقب بازتاب می شود (منبع نور مستقیماً بالای سطح صیقلی قرار دارد)، در این حالت فقط یک ستاره 12 پرتو قابل مشاهده است.
یاقوت‌ها و یاقوت‌های کبود فرآوری شده به شکل کابوشون با یک ستاره 6 پرتو مشخص می‌شوند (عمدتاً به دلیل ادغام‌های سوزنی شکل روتیل و/یا هماتیت)، اما یک ستاره 12 پرتو نیز می‌تواند ظاهر شود.
در بلورهای دیوپسید و انستاتیت، دلیل پیدایش یک ستاره 4 پرتو، ادغام مگنتیت است. اگرچه نادر است، نارنجک های ستاره ای 4 و 6 بازویی یافت می شود. این ستاره 6 پرتو در رز کوارتز نیز دیده می شود. یک اسپینل ستاره ای شکل با یک ستاره 6 پرتو، و خیلی کمتر با یک ستاره 4 پرتو وجود دارد. آستریسم آن ناشی از ترکیبات منظم روتیل، سیلیمانیت و سایر مواد معدنی است. اما بیش از دوازده زمرد 6 پرتوی ستاره ای شکل در جهان وجود ندارد.
متأسفانه، محبوبیت "سنگ های ستاره ای" منجر به افزایش تولید آنالوگ های مصنوعی، عمدتاً یاقوت و یاقوت کبود شده است. در سنگ های مصنوعی، ستارگان بسیار روشن، متضاد هستند، پرتوها بسیار برجسته و واضح هستند. کوراندوم طبیعی که به شکل کابوشون با یک ستاره مصنوعی ساخته شده است، به طور فزاینده ای گسترش می یابد.

اثر "چشم گربه".
"چشم گربه" اثر نوری ظاهر یک نوار نور است که یادآور چشم گربه است و ناشی از انعکاس نور از اجزای کوچک است. یک خط روشن (نوار) ​​از یک طرف به طرف دیگر می درخشد و شعله نور به دنبال حرکت سنگ حرکت می کند. این اثر نوری به بهترین وجه در کابوشن های صیقلی مشاهده می شود، اما اغلب حتی بر روی یک تراشه یا برش سنگ درمان نشده هنگام چرخاندن آن قابل مشاهده است.
اگر اصطلاح "چشم گربه" بدون مشخص کردن ماده معدنی استفاده شود، به انواع کریزوبریل اشاره دارد که به عنوان سیموفون نیز شناخته می شود. در سیموفان، این اثر به دلیل انعکاس نور از کانال های توخالی میکروسکوپی و گنجاندن بهترین کریستال های فیبری سوزنی شکل اکتینولیت یا سیلیمانیت است که به موازات یکی از محورهای کریستالوگرافی قرار دارند. Cymophane اولین بار توسط Hauis در سال 1798 توصیف شد. رنگ سیموفان از قهوه ای عسلی تا سبز سیبی متغیر است، اما رنگ های طلایی غنی از ارزش بیشتری برخوردار است. بهترین نمونه های آن در سریلانکا و ماداگاسکار استخراج می شود.
مواد معدنی زیادی وجود دارد که می توان اثر چشم گربه را در آنها مشاهده کرد. اینها تورمالین، آپاتیت، اسکاپولیت، یشم، دیوپساید، زیرکون و غیره هستند. کوارتز همچنین اغلب در امتداد سنگدانه های فیبری موازی شبه شکل می دهد و یک اثر چشم گربه ای قوی در کوارتز ظاهر می شود. (چشم گربه کوارتز، چشم ببر، چشم شاهین، چشم گاو نر)
تعداد زیادی از سنگ های موجود به نام "چشم گربه" تقلیدی از شیشه هستند. تقلیدها می توانند هر اندازه و رنگی داشته باشند و دارای هایلایت های بسیار روشن باشند. تولید در چین بر اساس شیشه فیبر نوری ویژه با افزودنی های رنگ آمیزی ایجاد شد.

IRISATION
رنگین کمانی (از کلمه لاتین "عنبیه" - عنبیه چشم)، یک اثر نوری که در برخی از مواد معدنی به شکل یک درخشش رنگین کمان رنگ داخلی در نور روشن بر روی سنگ های یکنواخت تراشیده شده و به ویژه پس از صیقل دادن آنها ظاهر می شود. این اثر به بهترین وجه در عقیق گرانبها دیده می شود - مادی .
بلوغ - یک مورد خاص از رنگین کمانی، مشاهده شده در آدولاریا رنگین کمانی، "سنگ ماه" واقعی. آدولاریا گونه ای شفاف تا مات از فلدسپات پتاسیمی با رنگ موجی در رنگ های سفید و آبی است. در حال حاضر، فروشگاه ها اغلب تقلیدی از سنگ ماه را تحت پوشش سنگ ماه به فروش می رسانند؛ تولید انبوه آنها از مدت ها قبل در هند و چین بر اساس شیشه های رنگی یا پلاستیکی مات شفاف ایجاد شده است. تفاوت مشخصه با طبیعی عدم وجود انعکاس خاص در طول چرخش است؛ تقلید به طور مساوی در هر زاویه می درخشد.
لابرادورسانس - مورد خاص دیگری از رنگین کمانی که در لابرادوریت (یک کانی از گروه فلدسپات) و اسپکترولیت (نوعی زیبا از لابرادوریت فنلاندی) به شکل بازی رنگین کمانی از رنگ ها بر روی صورت ها و سطوح برش کریستال ها دیده می شود.

عکس: از بودجه VO "World of Stone"

پیشرفت
اثر نوری درخشان، که توسط انعکاس نور از اجزای صفحه مانند شکل می گیرد. در آونتورین، برخی فلدسپات ها، به ندرت در بریل و برخی کانی های دیگر مشاهده می شود.
آونتورین معمولاً یک سنگدانه کوارتز ریزدانه نامیده می شود که دارای یک درخشش مشخص است که به رنگ کمانی تبدیل می شود و به وضوح روی سطح صیقلی نمونه قابل مشاهده است. رایج‌ترین آن‌ها آونتورین‌های سبز با محتویات میکای فوشیت هستند؛ همچنین آونتورین‌های قهوه‌ای متمایل به قرمز و زرد مایل به خاکستری با رنگ طلایی ناشی از ادغام تکه‌های کوچک هماتیت، گوتیت یا میکای بیوتیت و خاکستری متمایل به سبز یا سفید با محتویات سریسیت وجود دارند. میکا اجزای پوسته پوسته در آونتورین به طور مساوی پراکنده شده و به درجات مختلف موازی با یکدیگر قرار گرفته اند، که باعث ایجاد اثر زرق و برق رسا می شود. آونتورین اغلب با شیشه بدلی (شیشه آونتورین) با پرکننده چیپس جایگزین می شود. درخشش معمولاً بسیار قوی است، که برای آونتورین طبیعی، هر رنگی غیرمعمول است، اما اغلب آبی، سبز و قهوه ای است.
آونتورین کوارتز بیشترین شباهت را در بین سنگ های طبیعی با آونتورین فلدسپاتیک، به اصطلاح "سنگ خورشید" دارد. با رنگ طلایی درخشان و درخشش های خال خالی از سایه های نارنجی مایل به قرمز، زرد روشن یا زرشکی مشخص می شود. هنگامی که از نظر بصری با فلدسپات آونتورین مقایسه می شود، کوارتز آونتورین دارای اندازه قابل توجهی کوچکتر از تکه های درخشان است و رنگین کمانی دارای درخشندگی چرب مشخصی نیست.
اثر مشابهی در بریل آبی کم‌رنگ و صورتی مشاهده می‌شود، به دلیل وجود پلاکت‌های هماتیت منظم.

سالن ورزشی شماره 1 ولگوگراد

برگه امتحان

در فیزیک با موضوع:

"پدیده های نوری در طبیعت"

تکمیل شد

دانش آموزان پایه نهم "ب"

پوکوساوا V.O.

Trubnikova M.V.

طرح

1. معرفی

الف) اپتیک چیست؟

ب) انواع اپتیک

ج) نقش اپتیک در توسعه فیزیک مدرن

2. پدیده های مرتبط با بازتاب نور

الف) شی و انعکاس آن

ب) وابستگی ضریب بازتاب به زاویه تابش نور

ج) عینک ایمنی

ه) بازتاب کامل نور

ه) راهنمای نور استوانه ای

ز) الماس و گوهر

3. پدیده های مرتبط با شکست نور

ب) رنگین کمان

4. شفق های قطبی

معرفی

اپتیک چیست؟

اولین ایده های دانشمندان باستان در مورد نور بسیار ساده لوحانه بود. اعتقاد بر این بود که شاخک های نازک خاصی از چشم ها بیرون می آیند و تأثیرات بصری هنگام احساس اشیاء ایجاد می شود. در آن زمان اپتیک به عنوان علم بینایی شناخته می شد. این معنای دقیق کلمه "اپتیک" است. در قرون وسطی، اپتیک به تدریج از علم بینایی به علم نور تبدیل شد که با اختراع لنزها و دوربین تاریک امکان پذیر شد. در دوران مدرن، اپتیک شاخه‌ای از فیزیک است که به بررسی گسیل نور، انتشار آن در رسانه‌های مختلف و تعامل با ماده می‌پردازد. در مورد مسائل مربوط به بینایی، ساختار و عملکرد چشم، آنها به یک رشته علمی خاص به نام اپتیک فیزیولوژیکی تبدیل شدند.

انواع اپتیک

هنگام در نظر گرفتن بسیاری از پدیده های نوری، می توان از ایده پرتوهای نور استفاده کرد - خطوط هندسی که در امتداد آنها انرژی نور منتشر می شود. در این مورد، ما در مورد اپتیک هندسی (پرتو) صحبت می کنیم.

اپتیک هندسی به طور گسترده در مهندسی روشنایی و در بررسی عملکرد ابزارها و دستگاه های متعدد - از ذره بین ها و عینک ها گرفته تا پیچیده ترین میکروسکوپ های نوری و تلسکوپ ها استفاده می شود.

در آغاز قرن نوزدهم، تحقیقات فشرده در مورد پدیده های قبلی کشف شده تداخل، پراش و قطبش نور آغاز شد. این پدیده ها را نمی توان در چارچوب اپتیک هندسی توضیح داد، لازم بود نور را به صورت امواج عرضی در نظر بگیریم. اینگونه بود که اپتیک موج پدید آمد. در ابتدا اعتقاد بر این بود که نور امواجی الاستیک در یک محیط خاص (اتر جهان) است که ظاهراً تمام فضای جهان را پر می کند.

در سال 1864، فیزیکدان انگلیسی، جیمز ماکسول، نظریه الکترومغناطیسی نور را ایجاد کرد که بر اساس آن امواج نور، امواج الکترومغناطیسی با محدوده طول موج متناظر هستند.

تحقیقات انجام شده در آغاز قرن بیستم نشان داد که برای توضیح برخی از پدیده ها، به عنوان مثال اثر فوتوالکتریک، لازم است یک پرتو نور را به شکل جریانی از ذرات عجیب و غریب - کوانتوم های نور (فوتون) تصور کنیم. در اوایل 200 سال پیش، اسحاق نیوتن دیدگاه مشابهی در مورد ماهیت نور در «نظریه تراوش نور» خود داشت. اکنون مفهوم کوانتوم نور توسط اپتیک کوانتومی مورد مطالعه قرار می گیرد.

نقش اپتیک در توسعه فیزیک مدرن.

نقش اپتیک در توسعه فیزیک مدرن بسیار زیاد است. ظهور دو نظریه از مهم ترین و انقلابی ترین نظریه های قرن بیستم (مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت) به طور قابل توجهی با تحقیقات نوری مرتبط است. روشهای نوری برای تجزیه و تحلیل ماده در سطح مولکولی زمینه علمی خاصی را ایجاد کرده است - اپتیک مولکولی. ارتباط نزدیکی با طیف‌سنجی نوری دارد که در علم مواد مدرن، تحقیقات پلاسما و اخترفیزیک استفاده می‌شود. اپتیک های الکترونی و نوترونی نیز وجود دارد. یک میکروسکوپ الکترونی و یک آینه نوترونی ساخته شد. مدل‌های نوری هسته‌های اتمی توسعه یافته‌اند.

در حالی که خود اپتیک در توسعه حوزه های مختلف فیزیک مدرن مشارکت دارد، در حال حاضر دوره ای از توسعه سریع را تجربه می کند. انگیزه اصلی برای این توسعه اختراع منابع شدید نور منسجم - لیزرها بود. در نتیجه، اپتیک موج به سطح بالاتری رسیده است که مربوط به اپتیک منسجم است. حتی فهرست کردن آخرین حوزه های علمی و فنی که به لطف ظهور لیزر در حال توسعه هستند، دشوار است. از جمله آنها می توان به اپتیک غیرخطی، هولوگرافی، اپتیک رادیویی، اپتیک پیکوثانیه، اپتیک تطبیقی ​​و غیره اشاره کرد. اپتیک رادیویی در تقاطع مهندسی رادیو و اپتیک بوجود آمد. او روش های نوری برای انتقال و پردازش اطلاعات را مطالعه می کند. این روش ها معمولاً با روش های الکترونیکی سنتی ترکیب می شوند. در نتیجه یک جهت علمی و فنی به نام اپتوالکترونیک پدید آمد. انتقال سیگنال های نور از طریق فیبرهای دی الکتریک موضوع فیبر نوری است. با استفاده از دستاوردهای اپتیک غیرخطی، می توان جبهه موج یک پرتو نور را تصحیح کرد، که هنگام انتشار نور در یک محیط خاص، به عنوان مثال، در جو یا در آب، تحریف می شود. در نتیجه، به اصطلاح اپتیک تطبیقی ​​بوجود آمد و به شدت در حال توسعه است. ارتباط نزدیک با آن نور انرژی است که در برابر چشمان ما ظاهر می شود و به ویژه با مسائل انتقال کارآمد انرژی نور در طول پرتوی نور سروکار دارد. تکنولوژی مدرن لیزر امکان تولید پالس های نوری با مدت زمان تنها پیکو ثانیه را فراهم می کند. چنین پالس ها یک "ابزار" منحصر به فرد برای مطالعه تعدادی از فرآیندهای سریع در ماده و به ویژه در ساختارهای بیولوژیکی هستند. جهت خاصی پدیدار شده و در حال توسعه است - اپتیک پیکوثانیه. فوتوبیولوژی ارتباط نزدیکی با آن دارد. بدون اغراق می توان گفت که استفاده عملی گسترده از دستاوردهای اپتیک مدرن، پیش نیاز پیشرفت علمی و فناوری است. اپتیک راه را به عالم صغیر برای ذهن انسان باز کرد و همچنین به آن اجازه داد تا به اسرار جهان های ستاره ای نفوذ کند. اپتیک تمام جنبه های عمل ما را پوشش می دهد.

پدیده های مرتبط با بازتاب نور.

شیء و انعکاس آن

این واقعیت که منظره منعکس شده در آب ساکن با چشم انداز واقعی تفاوتی ندارد، بلکه فقط وارونه شده است، دور از واقعیت است.

اگر شخصی در اواخر غروب به نحوه انعکاس لامپ ها در آب یا نحوه انعکاس ساحلی که به سمت آب فرود می آید نگاه کند، در این صورت انعکاس برای او کوتاه شده و اگر ناظر در بالای سطح قرار گیرد کاملاً "ناپدید" می شود. آب. همچنین هرگز نمی توانید انعکاس بالای سنگی را که قسمتی از آن در آب غوطه ور شده است ببینید.

منظره به نظر ناظر به نظر می رسد که گویی از نقطه ای در زیر سطح آب به اندازه چشم ناظر در بالای سطح دیده می شود. تفاوت بین منظره و تصویر آن با نزدیک شدن چشم به سطح آب و همچنین با دور شدن جسم کاهش می یابد.

مردم اغلب فکر می کنند که انعکاس بوته ها و درختان در یک حوض دارای رنگ های روشن تر و رنگ های غنی تر است. با مشاهده انعکاس اجسام در آینه نیز می توان به این ویژگی پی برد. در اینجا ادراک روانشناختی نقش بیشتری نسبت به جنبه فیزیکی پدیده دارد. قاب آینه و کناره‌های حوض، ناحیه کوچکی از منظره را محدود می‌کند و دید جانبی فرد را از نور پراکنده بیش از حد که از کل آسمان می‌آید و ناظر را کور می‌کند، محافظت می‌کند، یعنی به ناحیه کوچکی نگاه می‌کند. منظره گویی از طریق یک لوله باریک تاریک. کاهش روشنایی نور منعکس شده در مقایسه با نور مستقیم، رصد آسمان، ابرها و سایر اشیاء روشن را که در صورت مشاهده مستقیم، برای چشم بسیار روشن هستند، آسان تر می کند.

وابستگی ضریب بازتاب از زاویه تابش نور

در مرز دو محیط شفاف، نور تا حدی منعکس می شود، تا حدی به محیط دیگری می گذرد و شکست می خورد و تا حدی توسط محیط جذب می شود. نسبت انرژی منعکس شده به انرژی فرودی را ضریب بازتاب می گویند. نسبت انرژی نوری که از یک ماده عبور می کند به انرژی نور فرودی، عبوری نامیده می شود.

ضرایب بازتاب و عبور به خواص نوری، محیط مجاور و زاویه تابش نور بستگی دارد. بنابراین، اگر نور به صورت عمود بر روی یک صفحه شیشه ای بیفتد (زاویه تابش α = 0)، تنها 5٪ از انرژی نور منعکس می شود و 95٪ از سطح مشترک عبور می کند. با افزایش زاویه تابش، کسر انرژی منعکس شده افزایش می یابد. در زاویه تابش α=90˚ برابر با وحدت است.

وابستگی شدت نور منعکس شده و ارسال شده از طریق یک صفحه شیشه ای را می توان با قرار دادن صفحه در زوایای مختلف نسبت به پرتوهای نور و ارزیابی شدت توسط چشم ردیابی کرد.

همچنین ارزیابی شدت نور منعکس شده از سطح یک مخزن، بسته به زاویه تابش، برای مشاهده انعکاس پرتوهای خورشید از پنجره های یک خانه در زوایای تابش مختلف در طول روز، جالب است. در غروب و هنگام طلوع خورشید

عینک ایمنی

شیشه پنجره معمولی تا حدی پرتوهای گرما را منتقل می کند. این برای استفاده در مناطق شمالی و همچنین برای گلخانه ها خوب است. در جنوب اتاق ها به حدی گرم می شوند که کار در آنها دشوار است. محافظت در برابر نور خورشید به سایه انداختن ساختمان با درختان یا انتخاب جهت گیری مطلوب ساختمان در حین بازسازی خلاصه می شود. هر دو گاهی اوقات دشوار هستند و همیشه قابل اجرا نیستند.

برای جلوگیری از انتقال پرتوهای گرما توسط شیشه، آن را با لایه‌های شفاف نازک اکسیدهای فلزی می‌پوشانند. بنابراین، یک فیلم قلع آنتیموان بیش از نیمی از پرتوهای حرارتی را منتقل نمی کند و پوشش های حاوی اکسید آهن به طور کامل پرتوهای فرابنفش و 35-55٪ از پرتوهای حرارتی را منعکس می کنند.

محلول‌های نمک‌های تشکیل‌دهنده فیلم از یک بطری اسپری به سطح داغ شیشه در طول عملیات حرارتی یا قالب‌گیری آن اعمال می‌شوند. در دماهای بالا، نمک ها به اکسید تبدیل می شوند که محکم به سطح شیشه متصل می شوند.

عینک های مخصوص عینک آفتابی نیز به روشی مشابه ساخته می شوند.

بازتاب کلی نور

یک منظره زیبا فواره است که فواره های بیرون زده آن از درون روشن می شوند. این را می توان در شرایط عادی با انجام آزمایش زیر به تصویر کشید (شکل 1). در یک قوطی حلبی بلند، یک سوراخ گرد به ارتفاع 5 سانتی متر از پایین دریل کنید. آ) با قطر 5-6 میلی متر. لامپ با سوکت باید به دقت در کاغذ سلفون پیچیده شود و در مقابل سوراخ قرار گیرد. باید آب را داخل شیشه بریزید. باز کردن سوراخ آ , ما یک جت دریافت می کنیم که از داخل روشن می شود. در یک اتاق تاریک روشن می درخشد و بسیار چشمگیر به نظر می رسد. با قرار دادن شیشه های رنگی در مسیر پرتوهای نور می توان به جریان هر رنگی داد ب. اگر انگشت خود را در مسیر نهر قرار دهید، آب پاشیده می شود و این قطرات به شدت می درخشند.

توضیح این پدیده بسیار ساده است. پرتوی از نور در امتداد جریانی از آب می گذرد و با زاویه ای بیشتر از سطح محدود کننده به سطح منحنی برخورد می کند، بازتاب کامل درونی را تجربه می کند و سپس دوباره با زاویه ای بیشتر از سطح محدود کننده به سمت مخالف جریان برخورد می کند. بنابراین پرتو از امتداد جت عبور می کند و همراه با آن خم می شود.

اما اگر نور به طور کامل در داخل جت منعکس می شد، از بیرون قابل مشاهده نبود. بخشی از نور توسط آب، حباب های هوا و ناخالصی های مختلف موجود در آن و همچنین به دلیل سطح ناهموار جت پراکنده می شود، بنابراین از بیرون قابل مشاهده است.

راهنمای نور استوانه ای

اگر یک پرتو نور را به یک انتهای یک استوانه منحنی شیشه ای جامد هدایت کنید، متوجه خواهید شد که نور از انتهای دیگر آن خارج می شود (شکل 2). تقریباً هیچ نوری از سطح جانبی سیلندر خارج نمی شود. عبور نور از یک استوانه شیشه ای با این واقعیت توضیح داده می شود که نور با قرار گرفتن در سطح داخلی سیلندر با زاویه ای بیشتر از حد محدود کننده، بارها تحت بازتاب کامل قرار می گیرد و به انتهای آن می رسد.

هرچه استوانه نازک تر باشد، پرتو بیشتر منعکس می شود و قسمت بزرگ تری از نور در سطح داخلی استوانه در زوایایی بیشتر از سطح محدود کننده می افتد.

الماس و جواهرات

نمایشگاهی از صندوق الماس روسیه در کرملین وجود دارد.

نور سالن کمی کم شده است. خلاقیت های جواهرسازان در پنجره ها می درخشد. در اینجا می توانید الماس هایی مانند "اورلوف"، "شاه"، "ماریا"، "والنتینا ترشکووا" را ببینید.

راز بازی شگفت انگیز نور در الماس این است که این سنگ دارای ضریب شکست بالا (n=2.4173) و در نتیجه زاویه کمی از بازتاب داخلی کل (α=24˚30′) و پراکندگی بیشتر است. باعث تجزیه نور سفید به رنگ های ساده می شود.

علاوه بر این، بازی نور در الماس به درستی تراش آن بستگی دارد. وجوه الماس نور را چندین بار در داخل کریستال منعکس می کند. به دلیل شفافیت زیاد الماس های درجه یک، نور درون آنها تقریباً انرژی خود را از دست نمی دهد، بلکه فقط به رنگ های ساده تجزیه می شود که پرتوهای آن در جهات مختلف و غیرمنتظره منفجر می شود. وقتی سنگ را می چرخانید، رنگ های ناشی از سنگ تغییر می کند و به نظر می رسد که خود منشأ بسیاری از پرتوهای چند رنگ روشن است.

الماس هایی به رنگ قرمز، آبی و یاسی وجود دارد. درخشش الماس به تراش آن بستگی دارد. اگر از میان یک الماس شفاف تراش خورده به نور نگاه کنید، سنگ کاملاً مات به نظر می رسد و برخی از وجوه آن به سادگی سیاه به نظر می رسند. این به این دلیل اتفاق می افتد که نور، تحت بازتاب کامل داخلی، در جهت مخالف یا به طرفین خارج می شود.

وقتی از کنار نور به آن نگاه کنید، برش بالایی با رنگ های زیادی می درخشد و در جاهایی براق است. درخشش درخشان لبه های بالایی الماس را درخشش الماس می گویند. به نظر می رسد که سطح زیرین الماس از بیرون با نقره اندود شده و درخشندگی فلزی دارد.

شفاف ترین و بزرگ ترین الماس ها به عنوان تزئین عمل می کنند. الماس های کوچک به طور گسترده ای در فناوری به عنوان ابزار برش یا سنگ زنی برای ماشین های فلزکاری استفاده می شود. از الماس برای تقویت سر ابزارهای حفاری برای حفاری چاه در سنگ های سخت استفاده می شود. این استفاده از الماس به دلیل سختی زیاد آن امکان پذیر است. سایر سنگ های قیمتی در بیشتر موارد کریستال های اکسید آلومینیوم با ترکیبی از اکسیدهای عناصر رنگی - کروم (یاقوت)، مس (زمرد)، منگنز (آمتیست) هستند. آنها همچنین از نظر سختی، دوام و رنگ های زیبا و "نور بازی" متمایز می شوند. در حال حاضر قادرند کریستال های بزرگ اکسید آلومینیوم را به صورت مصنوعی بدست آورند و به رنگ دلخواه رنگ آمیزی کنند.

پدیده های پراکندگی نور با تنوع رنگ های طبیعت توضیح داده می شود. مجموعه کاملی از آزمایشات نوری با منشورها توسط دانشمند انگلیسی اسحاق نیوتن در قرن هفدهم انجام شد. این آزمایشات نشان داد که نور سفید اساسی نیست، باید آن را مرکب ("ناهمگن") در نظر گرفت. اصلی ترین آنها رنگ های مختلف هستند (پرتوهای "یکنواخت" یا پرتوهای "تک رنگ"). تجزیه نور سفید به رنگ های مختلف به این دلیل اتفاق می افتد که هر رنگ درجه انکسار خاص خود را دارد. این نتیجه گیری های نیوتن با ایده های علمی مدرن سازگار است.

همراه با پراکندگی ضریب شکست، پراکندگی ضرایب جذب، انتقال و بازتاب نور مشاهده می شود. این تأثیرات مختلف هنگام روشن کردن اجسام را توضیح می دهد. به عنوان مثال، اگر جسمی شفاف نسبت به نور وجود داشته باشد، که ضریب عبور برای نور قرمز بزرگ و ضریب بازتاب کوچک است، اما برای نور سبز برعکس است: ضریب عبور کوچک و ضریب انعکاس بزرگ است. سپس در نور عبوری بدن به رنگ قرمز و در نور بازتاب شده سبز است. به عنوان مثال، کلروفیل، یک ماده سبز رنگ موجود در برگ های گیاه و مسئول رنگ سبز آن، دارای چنین خواصی است. محلول کلروفیل در الکل وقتی در مقابل نور دیده شود قرمز رنگ به نظر می رسد. در نور منعکس شده، همان محلول سبز به نظر می رسد.

اگر جسمی دارای ضریب جذب بالا و ضریب عبور و بازتاب پایین باشد، چنین جسمی سیاه و مات (مثلاً دوده) به نظر می رسد. یک جسم بسیار سفید و مات (مثلاً اکسید منیزیم) دارای بازتابی نزدیک به واحد برای تمام طول موج ها و ضرایب عبور و جذب بسیار پایین است. جسمی (شیشه ای) که در برابر نور کاملاً شفاف است دارای ضرایب بازتاب و جذب کم و ضریب عبوری نزدیک به وحدت برای تمام طول موج ها است. در شیشه های رنگی، برای برخی از طول موج ها، ضرایب عبور و بازتاب عملا برابر با صفر است و بر این اساس، ضریب جذب برای همان طول موج ها نزدیک به واحد است.

پدیده های مرتبط با شکست نور

سراب

برخی از انواع سراباز انواع بزرگتر سراب ها، ما چندین نوع را برجسته می کنیم: سراب های "دریاچه ای" که سراب های پایینی نیز نامیده می شوند، سراب های بالایی، سراب های دو و سه گانه، سراب های دید فوق العاده دوربرد.

سراب های پایین تر ("دریاچه") در بالای سطح بسیار گرم ظاهر می شوند. برعکس سراب های برتر بر روی یک سطح بسیار خنک ظاهر می شوند، به عنوان مثال روی آب سرد. اگر سراب های پایین تر، به طور معمول، در بیابان ها و استپ ها مشاهده شوند، سراب های بالایی در عرض های جغرافیایی شمالی مشاهده می شوند.

سراب های بالایی متنوع هستند. در برخی موارد آنها یک تصویر مستقیم می دهند، در موارد دیگر یک تصویر وارونه در هوا ظاهر می شود. سراب ها می توانند دوتایی باشند، زمانی که دو تصویر مشاهده می شود، یکی ساده و دیگری معکوس. این تصاویر ممکن است با یک نوار از هوا جدا شوند (یکی ممکن است بالای خط افق باشد، دیگری در زیر آن)، اما ممکن است مستقیماً با یکدیگر ادغام شوند. گاهی اوقات یکی دیگر ظاهر می شود - یک تصویر سوم.

سراب های دید فوق العاده دوربرد بسیار شگفت انگیز هستند. K. Flammarion در کتاب خود "اتمسفر" نمونه ای از چنین سرابی را شرح می دهد: "بر اساس شهادت چندین نفر از افراد قابل اعتماد، من می توانم از سرابی که در شهر Verviers (بلژیک) در ژوئن 1815 مشاهده شد گزارش کنم. یک روز صبح. اهالی شهر در لشکر آسمان می دیدند و آنقدر واضح بود که می شد لباس توپخانه ها را تشخیص داد و حتی مثلاً توپی با چرخ شکسته که در شرف افتادن بود... صبح بود. از نبرد واترلو!» سراب توصیف شده به صورت آبرنگ رنگی توسط یکی از شاهدان عینی به تصویر کشیده شده است. فاصله واترلو تا ورویه در یک خط مستقیم بیش از 100 کیلومتر است. موارد شناخته شده ای وجود دارد که سراب های مشابه در فواصل زیاد - تا 1000 کیلومتر - مشاهده شد. هلندی پرنده را باید در زمره این سراب ها قرار داد.

توضیح سراب پایین (دریاچه)اگر هوای نزدیک سطح زمین بسیار گرم باشد و در نتیجه چگالی آن نسبتاً کم باشد، ضریب شکست در سطح کمتر از لایه‌های هوای بالاتر خواهد بود. تغییر ضریب شکست هوا nبا ارتفاع ساعتدر نزدیکی سطح زمین برای مورد مورد بررسی در شکل 3 نشان داده شده است.

طبق قانون تعیین شده، پرتوهای نور نزدیک سطح زمین در این حالت خم می شوند تا مسیر حرکت آنها به سمت پایین محدب باشد. بگذارید یک ناظر در نقطه A وجود داشته باشد. یک پرتو نور از ناحیه خاصی از آسمان آبی وارد چشم ناظر می شود و انحنای مشخص شده را تجربه می کند. این بدان معنی است که ناظر بخش مربوطه از آسمان را نه بالای خط افق، بلکه در زیر آن خواهد دید. به نظر می رسد که او آب را می بیند، اگرچه در واقع تصویری از آسمان آبی در مقابل او وجود دارد. اگر تصور کنیم که در نزدیکی خط افق تپه‌ها، درختان نخل یا اشیاء دیگری وجود دارند، ناظر به لطف انحنای پرتوها، آنها را وارونه می‌بیند و آنها را به‌عنوان انعکاس اجسام مربوطه در حالت ناموجود درک می‌کند. اب. اینگونه است که یک توهم بوجود می آید که سراب "دریاچه" است.

سراب های برتر سادهمی توان فرض کرد که هوا در سطح زمین یا آب گرم نمی شود، بلکه برعکس، در مقایسه با لایه های هوای بالاتر، به طور قابل توجهی خنک می شود. تغییر n با ارتفاع h در شکل 4 نشان داده شده است. در مورد مورد بررسی، پرتوهای نور به گونه ای خم می شوند که مسیر حرکت آنها به سمت بالا محدب است. بنابراین، اکنون ناظر می تواند اجسامی را که از او در پشت افق پنهان شده است، ببیند و آنها را در بالا مشاهده می کند، گویی بالای خط افق آویزان هستند. بنابراین، چنین سراب هایی را بالا می نامند.

سراب برتر می تواند هم یک تصویر عمودی و هم یک تصویر معکوس ایجاد کند. تصویر مستقیم نشان داده شده در شکل زمانی رخ می دهد که ضریب شکست هوا با ارتفاع نسبتاً آهسته کاهش می یابد. هنگامی که ضریب شکست به سرعت کاهش می یابد، یک تصویر معکوس تشکیل می شود. این را می توان با در نظر گرفتن یک مورد فرضی تأیید کرد - ضریب شکست در ارتفاع معین h به طور ناگهانی کاهش می یابد (شکل 5). پرتوهای جسم، قبل از رسیدن به ناظر A، بازتاب داخلی کاملی را از مرز BC تجربه می‌کنند که در زیر آن هوای متراکم‌تری وجود دارد. مشاهده می شود که سراب برتر تصویری معکوس از جسم می دهد. در حقیقت، هیچ مرز ناگهانی بین لایه‌های هوا وجود ندارد، انتقال به تدریج اتفاق می‌افتد. اما اگر به اندازه کافی واضح رخ دهد، آنگاه سراب برتر تصویری معکوس ارائه می دهد (شکل 5).

سراب های دو و سه گانه.اگر ضریب شکست هوا ابتدا سریع و سپس آهسته تغییر کند، در این صورت پرتوهای ناحیه I سریعتر از ناحیه II خم می شوند. در نتیجه، دو تصویر ظاهر می شود (شکل 6، 7). پرتوهای نور 1 که در منطقه هوا منتشر می شوند تصویری معکوس از جسم را تشکیل می دهند. پرتوهای 2، که عمدتاً در ناحیه II منتشر می شوند، به میزان کمتری خم شده و یک تصویر مستقیم را تشکیل می دهند.

برای درک اینکه چگونه یک سراب سه گانه ظاهر می شود، باید سه ناحیه هوایی متوالی را تصور کنید: منطقه اول (نزدیک سطح)، جایی که ضریب شکست به آرامی با ارتفاع کاهش می یابد، منطقه بعدی، جایی که ضریب شکست به سرعت کاهش می یابد، و منطقه سوم، که در آن ضریب شکست به آرامی کاهش می یابد. ضریب شکست دوباره به آرامی کاهش می یابد. شکل تغییر در نظر گرفته شده در ضریب شکست با ارتفاع را نشان می دهد. شکل نشان می دهد که چگونه یک سراب سه گانه رخ می دهد. پرتوهای 1 تصویر پایینی جسم را تشکیل می دهند، آنها در ناحیه هوای I گسترش می یابند. پرتوهای 2 یک تصویر وارونه را تشکیل می دهند. من در منطقه هوایی II سقوط می کنم، این پرتوها انحنای شدیدی را تجربه می کنند. پرتوهای 3 تصویر مستقیم بالای جسم را تشکیل می دهند.

سراب بینایی بسیار دوربرد.ماهیت این سراب ها کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. واضح است که جو باید شفاف، عاری از بخار آب و آلودگی باشد. اما این کافی نیست. یک لایه پایدار از هوای خنک شده باید در ارتفاع معینی از سطح زمین تشکیل شود. در زیر و بالای این لایه هوا باید گرمتر باشد. پرتو نوری که در داخل یک لایه هوای متراکم سرد قرار می گیرد، همان طور که گفته می شود، در داخل آن "قفل" شده و از طریق یک نوع هدایت کننده نور از طریق آن پخش می شود. مسیر پرتو در شکل 8 همیشه به سمت مناطق کم تراکم هوا محدب است.

وقوع سراب های دوربرد را می توان با انتشار پرتوهایی در داخل چنین "راهنماهای نور" توضیح داد که طبیعت گاهی اوقات آنها را ایجاد می کند.

رنگين كمان

رنگین کمان یک پدیده زیبای آسمانی است که همواره توجه انسان ها را به خود جلب کرده است. در زمان های قبلی، زمانی که مردم هنوز اطلاعات کمی در مورد دنیای اطراف خود داشتند، رنگین کمان به عنوان یک "نشانه بهشتی" در نظر گرفته می شد. بنابراین، یونانیان باستان فکر می کردند که رنگین کمان لبخند الهه آیریس است.

رنگین کمان در جهت مخالف خورشید، در پس زمینه ابرهای بارانی یا باران مشاهده می شود. قوس چند رنگ معمولاً در فاصله 1-2 کیلومتری ناظر قرار دارد و گاهی اوقات می توان آن را در فاصله 2-3 متری در پس زمینه قطرات آب ایجاد شده توسط فواره ها یا پاشش های آب مشاهده کرد.

مرکز رنگین کمان در ادامه خط مستقیمی که خورشید و چشم ناظر را به هم متصل می کند - روی خط ضد خورشیدی قرار دارد. زاویه بین جهت به سمت رنگین کمان اصلی و خط ضد خورشیدی 41-42 درجه است (شکل 9).

در لحظه طلوع خورشید نقطه ضد خورشید (نقطه M) روی خط افق قرار دارد و رنگین کمان به شکل نیم دایره است. با طلوع خورشید، نقطه ضد خورشید به زیر افق حرکت می کند و اندازه رنگین کمان کاهش می یابد. این فقط بخشی از یک دایره را نشان می دهد.

یک رنگین کمان ثانویه اغلب مشاهده می شود، متحدالمرکز با اولی، با شعاع زاویه ای حدود 52 درجه و رنگ ها برعکس.

هنگامی که ارتفاع خورشید 41 درجه است، رنگین کمان اصلی دیگر قابل مشاهده نیست و تنها بخشی از رنگین کمان جانبی بالای افق بیرون می زند و زمانی که ارتفاع خورشید بیش از 52 درجه باشد، رنگین کمان جانبی نیز قابل مشاهده نیست. بنابراین، در عرض های جغرافیایی میانه استوایی این پدیده طبیعی هرگز در ساعات ظهر مشاهده نمی شود.

رنگین کمان دارای هفت رنگ اصلی است که به آرامی از یکی به دیگری تغییر می کند.

نوع قوس، روشنایی رنگ ها و پهنای نوارها به اندازه قطرات آب و تعداد آنها بستگی دارد. قطره های بزرگ رنگین کمان باریک تری را با رنگ های به شدت برجسته ایجاد می کنند، قطره های کوچک یک قوس تار، محو و حتی سفید ایجاد می کنند. به همین دلیل است که یک رنگین کمان باریک روشن در تابستان پس از رعد و برق قابل مشاهده است که در طی آن قطرات بزرگ می ریزند.

نظریه رنگین کمان اولین بار در سال 1637 توسط رنه دکارت ارائه شد. وی رنگین کمان را پدیده ای مرتبط با انعکاس و شکست نور در قطرات باران توضیح داد.

شکل‌گیری رنگ‌ها و توالی آنها بعداً پس از کشف ماهیت پیچیده نور سفید و پراکندگی آن در محیط توضیح داده شد. نظریه پراش رنگین کمان توسط ایری و شریک توسعه داده شد.

می‌توانیم ساده‌ترین حالت را در نظر بگیریم: اجازه دهید پرتوی از پرتوهای موازی خورشیدی روی قطره‌هایی به شکل توپ بیفتد (شکل 10). اشعه ای که روی سطح یک قطره در نقطه A فرو می زند، طبق قانون شکست در داخل آن شکست می شود:

n sin α=n sin β، که در آن n=1، n≈1.33 –

به ترتیب ضریب شکست هوا و آب، α زاویه تابش و β زاویه شکست نور است.

در داخل قطره، پرتو AB در یک خط مستقیم حرکت می کند. در نقطه B، پرتو تا حدی شکست و تا حدی منعکس می شود. باید توجه داشت که هر چه زاویه تابش در نقطه B و در نتیجه در نقطه A کمتر باشد، شدت پرتو بازتابی کمتر و شدت پرتو شکسته بیشتر می شود.

پرتو AB، پس از بازتاب در نقطه B، در زاویه β`=β b رخ می دهد و به نقطه C برخورد می کند، جایی که بازتاب جزئی و شکست جزئی نور نیز رخ می دهد. پرتو شکست شده قطره را با زاویه γ ترک می کند، و پرتو بازتاب شده می تواند بیشتر به نقطه D و غیره حرکت کند. بنابراین، پرتو نور در قطره تحت بازتاب و شکست متعدد قرار می گیرد. با هر بازتاب مقداری از پرتوهای نور خارج شده و از شدت آنها در داخل قطره کاسته می شود. شدیدترین پرتوهایی که به هوا می‌آیند، پرتوهایی است که از افت در نقطه B بیرون می‌آیند. اما مشاهده آن دشوار است، زیرا در پس‌زمینه نور مستقیم روشن خورشید از بین می‌رود. پرتوهای شکسته شده در نقطه C با هم یک رنگین کمان اولیه را در پس زمینه ابر تیره ایجاد می کنند و پرتوهای شکسته شده در نقطه D یک رنگین کمان ثانویه ایجاد می کنند که شدت کمتری نسبت به رنگین کمان اولیه دارد.

هنگام بررسی تشکیل یک رنگین کمان، یک پدیده دیگر باید در نظر گرفته شود - شکست نابرابر امواج نور با طول های مختلف، یعنی پرتوهای نور با رنگ های مختلف. این پدیده پراکندگی نامیده می شود. به دلیل پراکندگی، زاویه شکست γ و زاویه انحراف Θ پرتوها در یک قطره برای پرتوهای با رنگ های مختلف متفاوت است.

اغلب ما یک رنگین کمان را می بینیم. غیر معمول نیست که دو نوار رنگین کمانی به طور همزمان در آسمان ظاهر شوند که یکی پس از دیگری قرار دارند. آنها همچنین تعداد حتی بیشتر از کمان های آسمانی را مشاهده می کنند - سه، چهار و حتی پنج به طور همزمان. این پدیده جالب توسط لنینگرادها در 24 سپتامبر 1948 مشاهده شد، زمانی که بعد از ظهر چهار رنگین کمان در میان ابرها بر فراز نوا ظاهر شد. به نظر می رسد که رنگین کمان ها نه تنها از پرتوهای مستقیم ایجاد می شوند. اغلب در پرتوهای منعکس شده خورشید ظاهر می شود. این را می توان در سواحل خلیج های دریایی، رودخانه های بزرگ و دریاچه ها مشاهده کرد. سه یا چهار رنگین کمان - معمولی و منعکس شده - گاهی اوقات یک تصویر زیبا ایجاد می کنند. از آنجایی که پرتوهای خورشید منعکس شده از سطح آب از پایین به بالا می روند، رنگین کمان تشکیل شده در این پرتوها گاهی اوقات می تواند کاملاً غیرعادی به نظر برسد.

نباید فکر کنید رنگین کمان فقط در روز دیده می شود. در شب نیز اتفاق می افتد، اگرچه همیشه ضعیف است. شما می توانید چنین رنگین کمانی را بعد از باران شبانه ببینید، زمانی که ماه از پشت ابرها ظاهر می شود.

برخی از شباهت های رنگین کمان را می توان از طریق آزمایش زیر به دست آورد: شما باید یک فلاسک پر از آب را با نور خورشید یا یک لامپ را از سوراخی در یک تخته سفید روشن کنید. سپس یک رنگین کمان به وضوح روی تخته قابل مشاهده است و زاویه واگرایی پرتوها نسبت به جهت اولیه حدود 41-42 درجه خواهد بود. در شرایط طبیعی، هیچ صفحه نمایشی وجود ندارد، تصویر روی شبکیه چشم ظاهر می شود و چشم این تصویر را بر روی ابرها پخش می کند.

اگر یک رنگین کمان در عصر قبل از غروب خورشید ظاهر شود، رنگین کمان قرمز مشاهده می شود. در پنج یا ده دقیقه آخر قبل از غروب آفتاب، تمام رنگ های رنگین کمان به جز قرمز ناپدید می شوند و حتی ده دقیقه بعد از غروب خورشید بسیار روشن و قابل مشاهده می شود.

رنگین کمان روی شبنم منظره زیبایی است. می توان آن را در طلوع خورشید روی چمن پوشیده از شبنم مشاهده کرد. این رنگین کمان شبیه هذلولی است.

شفق های قطبی

یکی از زیباترین پدیده های نوری طبیعت شفق قطبی است.

در بیشتر موارد، شفق‌های قطبی دارای رنگ سبز یا آبی-سبز با لکه‌های گاه به گاه یا حاشیه صورتی یا قرمز هستند.

شفق های قطبی به دو شکل اصلی مشاهده می شوند - به شکل روبان و به صورت لکه های ابر مانند. هنگامی که درخشندگی شدید باشد، به شکل روبان به خود می گیرد. از دست دادن شدت، به لکه تبدیل می شود. با این حال، بسیاری از نوارها قبل از اینکه زمانی برای شکستن لکه‌ها داشته باشند ناپدید می‌شوند. به نظر می‌رسد که روبان‌ها در فضای تاریک آسمان آویزان شده‌اند، شبیه پرده یا پارچه‌ای غول‌پیکر، که معمولاً از شرق به غرب برای هزاران کیلومتر امتداد دارند. ارتفاع این پرده چند صد کیلومتر و ضخامت آن از چند صد متر فراتر نمی رود و به قدری ظریف و شفاف است که ستارگان از میان آن قابل مشاهده هستند. لبه پایینی پرده کاملاً واضح و واضح است و اغلب به رنگ قرمز یا صورتی رنگ می شود که یادآور حاشیه پرده است؛ لبه بالایی به تدریج از نظر ارتفاع از بین می رود و این تصور به خصوص تأثیرگذار از عمق فضا ایجاد می کند.

چهار نوع شفق وجود دارد:

یک قوس همگن - یک نوار نورانی ساده ترین و آرام ترین شکل را دارد. از پایین روشن تر است و به تدریج در برابر پس زمینه درخشش آسمان به سمت بالا ناپدید می شود.

قوس تابشی - نوار تا حدودی فعال تر و متحرک تر می شود، چین ها و جریان های کوچکی را تشکیل می دهد.

نوار شعاعی - با افزایش فعالیت، چین های بزرگتر با چین های کوچک همپوشانی دارند.

با افزایش فعالیت، چین‌ها یا حلقه‌ها به اندازه‌های عظیمی گسترش می‌یابند و لبه پایینی روبان با درخشش صورتی روشن می‌درخشد. هنگامی که فعالیت کاهش می یابد، چین ها ناپدید می شوند و نوار به شکل یکنواخت باز می گردد. این نشان می دهد که یک ساختار همگن شکل اصلی شفق است و چین ها با افزایش فعالیت همراه هستند.

تشعشعات از نوع متفاوت اغلب ظاهر می شوند. آنها کل منطقه قطبی را پوشش می دهند و بسیار شدید هستند. آنها در طول افزایش فعالیت خورشیدی رخ می دهند. این شفق ها به صورت کلاهک سبز مایل به سفید ظاهر می شوند. به چنین شفق هایی اسکال می گویند.

بر اساس روشنایی شفق، آنها به چهار کلاس تقسیم می شوند که با یک مرتبه قدر (یعنی 10 برابر) با یکدیگر تفاوت دارند. طبقه اول شامل شفق های قطبی است که به سختی قابل توجه هستند و تقریباً از نظر روشنایی با کهکشان راه شیری برابری می کنند، در حالی که شفق های طبقه چهارم زمین را به روشنی ماه کامل روشن می کنند.

لازم به ذکر است که شفق حاصله با سرعت 1 کیلومتر بر ثانیه به سمت غرب گسترش می یابد. لایه های بالایی جو در ناحیه فلاش های شفق گرم می شوند و به سمت بالا می شتابند که بر افزایش ترمز ماهواره های مصنوعی زمین که از این مناطق عبور می کنند تأثیر می گذارد.

در طول شفق‌های قطبی، جریان‌های الکتریکی گردابی در جو زمین به وجود می‌آیند و مناطق وسیعی را می‌پوشانند. آنها میدان های مغناطیسی ناپایدار اضافی، به اصطلاح طوفان های مغناطیسی را تحریک می کنند. در طول شفق‌های قطبی، اتمسفر پرتوهای ایکس ساطع می‌کند که ظاهراً ناشی از کاهش سرعت الکترون‌ها در جو است.

فلاش های شدید درخشندگی اغلب با صداهایی که یادآور سر و صدا و ترق ترق هستند همراه است. شفق های قطبی تغییرات شدیدی در یونوسفر ایجاد می کنند که به نوبه خود بر شرایط ارتباط رادیویی تأثیر می گذارد. در بیشتر موارد، ارتباطات رادیویی به طور قابل توجهی بدتر می شود. تداخل شدید و گاهی اوقات از دست دادن کامل دریافت وجود دارد.

شفق های قطبی چگونه به وجود می آیندزمین آهنربای عظیمی است که قطب جنوب آن در نزدیکی قطب جغرافیایی شمال و قطب شمال در نزدیکی جنوب قرار دارد. خطوط میدان مغناطیسی زمین که خطوط ژئومغناطیسی نامیده می شوند، از ناحیه مجاور قطب شمال مغناطیسی زمین بیرون می آیند، کره زمین را در بر می گیرند و در قطب مغناطیسی جنوبی وارد آن می شوند و شبکه حلقوی دور زمین را تشکیل می دهند.

از دیرباز اعتقاد بر این بود که محل خطوط میدان مغناطیسی نسبت به محور زمین متقارن است. اکنون مشخص شده است که به اصطلاح "باد خورشیدی" - جریانی از پروتون ها و الکترون های ساطع شده از خورشید، از ارتفاع حدود 20000 کیلومتری به پوسته ژئومغناطیسی زمین برخورد کرده و آن را از خورشید دور می کند. تشکیل نوعی "دم" مغناطیسی روی زمین.

یک الکترون یا پروتون که در میدان مغناطیسی زمین گرفتار شده است به صورت مارپیچی حرکت می کند، گویی به دور یک خط ژئومغناطیسی می پیچد. الکترون ها و پروتون هایی که از باد خورشیدی وارد میدان مغناطیسی زمین می شوند به دو قسمت تقسیم می شوند. برخی از آنها بلافاصله در امتداد خطوط مغناطیسی نیرو به مناطق قطبی زمین جریان می یابند. دیگران به داخل تروئید می روند و در داخل آن حرکت می کنند، همانطور که می توان طبق قانون سمت چپ، در امتداد منحنی بسته ABC انجام داد. این پروتون‌ها و الکترون‌ها در نهایت در امتداد خطوط ژئومغناطیسی به ناحیه قطب‌ها جریان می‌یابند، جایی که افزایش غلظت آنها اتفاق می‌افتد. پروتون ها و الکترون ها یونیزاسیون و تحریک اتم ها و مولکول های گازها را تولید می کنند. برای این کار آنها انرژی کافی دارند، زیرا پروتون ها با انرژی های 10000-20000 ولت (1 eV = 1.6 10 J) و الکترون ها با انرژی 10-20 eV به زمین می رسند. برای یونیزه کردن اتم ها شما نیاز دارید: برای هیدروژن - 13.56 eV، برای اکسیژن - 13.56 eV، برای نیتروژن - 124.47 eV، و برای تحریک حتی کمتر.

اتم‌های گاز برانگیخته انرژی دریافتی را به شکل نور پس می‌دهند، مشابه آنچه در لوله‌های گاز کمیاب هنگام عبور جریان از آنها اتفاق می‌افتد.

یک مطالعه طیفی نشان می دهد که درخشش سبز و قرمز متعلق به اتم های اکسیژن برانگیخته است، در حالی که درخشش مادون قرمز و بنفش متعلق به مولکول های نیتروژن یونیزه است. برخی از خطوط انتشار اکسیژن و نیتروژن در ارتفاع 110 کیلومتری تشکیل می شوند و درخشش قرمز اکسیژن در ارتفاع 200-400 کیلومتری رخ می دهد. یکی دیگر از منابع ضعیف نور قرمز اتم های هیدروژن است که در لایه های بالایی جو از پروتون هایی که از خورشید می آیند تشکیل شده اند. با گرفتن یک الکترون، چنین پروتونی به یک اتم هیدروژن برانگیخته تبدیل می شود و نور قرمز ساطع می کند.

شعله های شفق معمولاً یک یا دو روز پس از شعله های خورشیدی رخ می دهند. این امر ارتباط بین این پدیده ها را تأیید می کند. تحقیقات با استفاده از موشک نشان داده است که در مکان هایی با شدت بیشتر شفق ها، یونیزاسیون قابل توجهی گازها توسط الکترون ها وجود دارد.

اخیراً دانشمندان دریافته‌اند که شفق‌های قطبی در نزدیکی سواحل اقیانوس‌ها و دریاها شدیدتر هستند.

اما توضیح علمی همه پدیده‌های مرتبط با شفق‌های قطبی با مشکلات متعددی مواجه است. به عنوان مثال، مکانیسم دقیق برای شتاب دادن ذرات به انرژی های نشان داده شده ناشناخته است، مسیر حرکت آنها در فضای نزدیک به زمین کاملا مشخص نیست، همه چیز از نظر کمی در تعادل انرژی یونیزاسیون و برانگیختگی ذرات، مکانیسم تشکیل انواع مختلف همگرا نیست. انواع لومینسانس کاملاً واضح نیست و منشأ صداها نامشخص است.

ادبیات:

5. "فرهنگ دایره المعارف یک فیزیکدان جوان"، گردآوری شده توسط V. A. Chuyanov، انتشارات Pedagogika، مسکو، 1984.

6. "کتاب راهنمای فیزیک دانش آموزان"، گردآوری شده توسط - انجمن فلسفی "Slovo"، مسکو، 1995.

7. "فیزیک 11"، N. M. Shakhmaev، S. N. Shakhmaev، D. Sh. Shodiev، انتشارات Prosveshchenie، مسکو، 1991.

8. "حل مسائل در فیزیک"، V. A. Shevtsov، انتشارات کتاب Nizhne-Volzhskoe، ولگوگراد، 1999.

پدیده های نوری در طبیعت: انعکاس، تضعیف، بازتاب کلی درونی، رنگین کمان، سراب.

آکادمی کشاورزی دانشگاه دولتی کشاورزی روسیه مسکو به نام K.A. تیمیریازوا

موضوع: پدیده های نوری در طبیعت

انجام

باختینا تاتیانا ایگورونا

معلم:

مومجی سرگئی جورجیویچ

مسکو، 2014

1. انواع پدیده های نوری

3. بازتاب داخلی کل

نتیجه

1. انواع پدیده های نوری

پدیده نوری هر رویداد مرئی، نتیجه تعامل نور و رسانه های مادی فیزیکی و بیولوژیکی است. یک پرتو سبز نور نمونه ای از یک پدیده نوری است.

پدیده های نوری رایج اغلب به دلیل برهمکنش نور خورشید یا ماه با جو، ابرها، آب، غبار و ذرات دیگر رخ می دهند. برخی از آنها، مانند پرتو سبز نور، پدیده ای نادر هستند که گاه افسانه ای به حساب می آیند.

پدیده های نوری شامل پدیده هایی هستند که از خواص نوری جو، بقیه طبیعت (پدیده های دیگر) ناشی می شوند. از اجسام، اعم از طبیعت یا انسانی (اثرات نوری)، که در آن چشمان ما طبیعت آنتوپتیک از پدیده ها را دارد.

پدیده های زیادی وجود دارند که در نتیجه ماهیت کوانتومی یا موجی نور به وجود می آیند. برخی از آنها کاملاً ظریف هستند و تنها از طریق اندازه گیری های دقیق با استفاده از ابزارهای علمی قابل مشاهده هستند.

در کارم می‌خواهم پدیده‌های نوری مرتبط با آینه‌ها (انعکاس، تضعیف) و پدیده‌های جوی (سراب، رنگین کمان، شفق‌های قطبی) را که اغلب در زندگی روزمره با آن‌ها مواجه می‌شویم، در نظر بگیرم و درباره آن صحبت کنم.

2. پدیده های نوری آینه ای

نور من آینه به من بگو...

اگر تعریف ساده و دقیقی داشته باشیم، آینه سطح صافی است که برای بازتاب نور (یا تشعشعات دیگر) طراحی شده است. معروف ترین نمونه آینه هواپیما است.

تاریخ مدرن آینه ها به قرن سیزدهم یا به طور دقیق تر به سال 1240 برمی گردد، زمانی که اروپا یاد گرفت که ظروف شیشه ای را باد کند. اختراع آینه شیشه ای واقعی به سال 1279 برمی گردد، زمانی که فرانسیسکن جان پکهام روشی را برای پوشش شیشه با یک لایه نازک قلع توصیف کرد.

علاوه بر آینه هایی که توسط انسان اختراع و خلق شده است، فهرست سطوح بازتابنده بزرگ و گسترده است: سطح یک مخزن، گاهی یخ، گاهی فلز صیقلی، فقط شیشه، اگر از زاویه خاصی به آن نگاه کنید، اما، با این وجود، این یک آینه ساخته دست بشر است که می توان آن را عملا سطح انعکاسی ایده آل نامید.

اگر قوانین اپتیک هندسی را بدون در نظر گرفتن ماهیت موجی نور در نظر بگیریم، اصل مسیر پرتوهای منعکس شده از یک آینه ساده است. یک پرتو نور بر روی سطح آینه (ما یک آینه کاملاً مات را در نظر می گیریم) با زاویه آلفا به حالت عادی (عمود) کشیده شده به نقطه تابش پرتو روی آینه می افتد. زاویه پرتو منعکس شده برابر با همان مقدار - آلفا خواهد بود. تابش اشعه بر روی آینه در زوایای قائم به صفحه آینه به سمت خود منعکس می شود.

برای ساده ترین - مسطح - آینه، تصویر در پشت آینه به طور متقارن با جسم نسبت به صفحه آینه قرار می گیرد؛ این تصویر مجازی، مستقیم و به اندازه خود جسم خواهد بود.

این واقعیت که منظره منعکس شده در آب ساکن با چشم انداز واقعی تفاوتی ندارد، بلکه فقط وارونه شده است، دور از واقعیت است. اگر شخصی در اواخر غروب به نحوه انعکاس لامپ ها در آب یا نحوه انعکاس ساحلی که به سمت آب فرود می آید نگاه کند، در این صورت انعکاس برای او کوتاه شده و اگر ناظر در بالای سطح قرار گیرد کاملاً "ناپدید" می شود. آب. همچنین هرگز نمی توانید انعکاس بالای سنگی را که قسمتی از آن در آب غوطه ور شده است ببینید. منظره به نظر ناظر به نظر می رسد که گویی از نقطه ای در زیر سطح آب به اندازه چشم ناظر در بالای سطح دیده می شود. تفاوت بین منظره و تصویر آن با نزدیک شدن چشم به سطح آب و همچنین با دور شدن جسم کاهش می یابد. مردم اغلب فکر می کنند که انعکاس بوته ها و درختان در یک حوض دارای رنگ های روشن تر و رنگ های غنی تر است. با مشاهده انعکاس اجسام در آینه نیز می توان به این ویژگی پی برد. در اینجا ادراک روانشناختی نقش بیشتری نسبت به جنبه فیزیکی پدیده دارد. قاب آینه و کناره‌های حوض، ناحیه کوچکی از منظره را محدود می‌کند و دید جانبی فرد را از نور پراکنده بیش از حد که از کل آسمان می‌آید و ناظر را کور می‌کند، محافظت می‌کند، یعنی به ناحیه کوچکی نگاه می‌کند. منظره گویی از طریق یک لوله باریک تاریک. کاهش روشنایی نور منعکس شده در مقایسه با نور مستقیم، رصد آسمان، ابرها و دیگر اشیاء با نور روشن را برای افراد آسان‌تر می‌کند که وقتی مستقیماً مشاهده می‌شوند، برای چشم بسیار روشن هستند.

3. بازتاب کلی نور

یک منظره زیبا فواره است که فواره های بیرون زده آن از درون روشن می شوند. این را می توان در شرایط عادی با انجام آزمایش زیر به تصویر کشید. در یک قوطی حلبی بلند، در ارتفاع 5 سانتی متری از پایین، باید یک سوراخ گرد به قطر 5-6 میلی متر دریل کنید. لامپ با سوکت باید به دقت در کاغذ سلفون پیچیده شود و در مقابل سوراخ قرار گیرد. باید آب را داخل شیشه بریزید. با باز کردن سوراخ یک جت به دست می آوریم که از داخل روشن می شود. در یک اتاق تاریک روشن می درخشد و بسیار چشمگیر به نظر می رسد. با قرار دادن شیشه های رنگی در مسیر پرتوهای نور می توان به جریان هر رنگی داد. اگر انگشت خود را در مسیر نهر قرار دهید، آب پاشیده می شود و این قطرات به شدت می درخشند. توضیح این پدیده بسیار ساده است. پرتوی از نور در امتداد جریانی از آب می گذرد و با زاویه ای بیشتر از سطح محدود کننده به سطح منحنی برخورد می کند، بازتاب کامل درونی را تجربه می کند و سپس دوباره با زاویه ای بیشتر از سطح محدود کننده به سمت مخالف جریان برخورد می کند. بنابراین پرتو از امتداد جت عبور می کند و همراه با آن خم می شود. اما اگر نور به طور کامل در داخل جت منعکس می شد، از بیرون قابل مشاهده نبود. بخشی از نور توسط آب، حباب های هوا و ناخالصی های مختلف موجود در آن و همچنین به دلیل سطح ناهموار جت پراکنده می شود، بنابراین از بیرون قابل مشاهده است.

من در اینجا توضیح فیزیکی برای این پدیده خواهم داد. بگذارید ضریب شکست مطلق محیط اول بیشتر از ضریب شکست مطلق محیط دوم n1 > n2 باشد، یعنی محیط اول از نظر نوری چگال تر است. در اینجا شاخص های مطلق رسانه ها به ترتیب برابر است:

سپس، اگر یک پرتو نور را از یک محیط نوری متراکم‌تر به یک محیط نوری کمتر چگال هدایت کنید، با افزایش زاویه تابش، پرتو شکست به سطح مشترک بین دو رسانه نزدیک می‌شود، سپس در امتداد رابط می‌رود و با یک افزایش بیشتر در زاویه تابش، پرتو شکست ناپدید می شود، یعنی . پرتو فرودی به طور کامل توسط رابط بین دو رسانه منعکس خواهد شد.

زاویه محدود (آلفا صفر) زاویه تابش است که با زاویه شکست 90 درجه مطابقت دارد. برای آب، زاویه حد 49 درجه است. برای شیشه - 42 درجه. تظاهرات در طبیعت: - حباب های هوا روی گیاهان زیر آب آینه مانند به نظر می رسند - قطرات شبنم با نورهای چند رنگ چشمک می زند - "بازی" الماس در پرتوهای نور - سطح آب در یک لیوان با مشاهده از پایین می درخشد. از طریق دیواره شیشه

4. پدیده های نوری جوی

سراب یک پدیده نوری در جو است: انعکاس نور توسط مرز بین لایه های هوا که چگالی آنها به شدت متفاوت است. برای یک ناظر، چنین بازتابی به این معنی است که همراه با یک جسم دور (یا بخشی از آسمان)، تصویر مجازی آن، که نسبت به آن جابجا شده است، قابل مشاهده است.

یعنی سراب چیزی بیش از بازی پرتوهای نور نیست. واقعیت این است که در بیابان زمین بسیار گرم می شود. اما در عین حال دمای هوا در بالای زمین در فواصل مختلف از آن بسیار متفاوت است. برای مثال دمای لایه هوا ده سانتی متر بالاتر از سطح زمین 30-50 درجه کمتر از دمای سطح است.

همه قوانین فیزیک می گویند: نور در یک محیط همگن در یک خط مستقیم منتشر می شود. با این حال، تحت چنین شرایط شدید، قانون اعمال نمی شود. چه خبر است؟ در چنین اختلاف دمایی، پرتوها شروع به انکسار می‌کنند و در خود زمین معمولاً شروع به بازتاب می‌کنند و در نتیجه توهماتی ایجاد می‌کنند که ما عادت کرده‌ایم سراب بنامیم. یعنی هوای نزدیک سطح به آینه تبدیل می شود.

اگرچه سراب ها معمولاً با بیابان ها مرتبط هستند، اما اغلب می توان آنها را در بالای سطح آب، در کوه ها و گاهی حتی در شهرهای بزرگ مشاهده کرد. به عبارت دیگر، هر جا که تغییرات دمایی ناگهانی رخ دهد، می توان این تصاویر افسانه ای را مشاهده کرد.

این پدیده کاملاً رایج است. به عنوان مثال، در بزرگترین صحرای سیاره ما، سالانه حدود 160 هزار سراب مشاهده می شود.

بسیار جالب است که اگرچه سراب ها را فرزندان بیابان ها می دانند، اما آلاسکا از دیرباز به عنوان رهبر بلامنازع وقوع آنها شناخته می شود. هر چه هوا سردتر باشد، سراب مشاهده شده واضح تر و زیباتر است.

مهم نیست که این پدیده چقدر رایج است، مطالعه آن بسیار دشوار است. چرا؟ بله، همه چیز بسیار ساده است. هیچ کس نمی داند کجا و چه زمانی ظاهر می شود، چگونه خواهد بود و چقدر زنده خواهد ماند.

پس از اینکه بسیاری از سوابق مختلف در مورد سراب ظاهر شد، طبیعتاً باید آنها را طبقه بندی کرد. مشخص شد که علیرغم همه تنوع آنها، فقط می توان شش نوع سراب را شناسایی کرد: سراب پایین (دریاچه)، بالا (ظهور در آسمان)، جانبی، "فتا مورگانا"، سراب ارواح و سراب گرگینه.

نوع پیچیده‌تری از سراب، فاتا مورگانا نام دارد. هنوز توضیحی برای آن پیدا نشده است.

سراب پایین (دریاچه).

اینها رایج ترین سراب ها هستند. آنها نام خود را به دلیل مکان هایی که در آن سرچشمه گرفته اند، گرفته اند. آنها در سطح زمین و آب مشاهده می شوند.

سراب های برتر (سراب های دید از راه دور).

این نوع سراب به اندازه نوع قبلی ساده است. با این حال، چنین سراب ها بسیار متنوع تر و زیباتر هستند. در هوا ظاهر می شوند. جذاب ترین آنها شهرهای ارواح معروف هستند. بسیار جالب است که آنها معمولاً تصاویری از اشیاء - شهرها، کوه ها، جزایر - را نشان می دهند که در هزاران کیلومتر دورتر قرار دارند.

سراب های جانبی

آنها در نزدیکی سطوح عمودی که به شدت توسط خورشید گرم می شوند ظاهر می شوند. اینها می توانند سواحل صخره ای دریا یا دریاچه باشند، زمانی که ساحل قبلاً توسط خورشید روشن شده است، اما سطح آب و هوای بالای آن هنوز سرد است. این نوع سراب یک اتفاق بسیار رایج در دریاچه ژنو است.

فاتا مورگانا

فاتا مورگانا پیچیده ترین نوع سراب است. این ترکیبی از چندین شکل سراب است. در عین حال اشیایی که سراب به تصویر می کشد چندین برابر بزرگ شده و کاملاً تحریف شده اند. جالب اینجاست که این نوع سراب نام خود را از مورگانا، خواهر آرتور معروف گرفته است. او ظاهراً از لنسلوت به خاطر طرد کردن او رنجیده خاطر شد. او برای مخالفت با او در دنیای زیر آب مستقر شد و شروع به انتقام گرفتن از همه مردان کرد و آنها را با رؤیاهای شبح مانند فریب داد.

Fata Morganas همچنین شامل تعداد زیادی هلندی پرنده است که هنوز هم توسط ملوانان دیده می شود. آنها معمولا کشتی هایی را نشان می دهند که صدها یا حتی هزاران کیلومتر از ناظران فاصله دارند.

شاید در مورد انواع سراب ها دیگر چیزی برای گفتن نباشد.

من می خواهم اضافه کنم که اگرچه این منظره فوق العاده زیبا و مرموز است، اما بسیار خطرناک نیز هست. من سراب می کشم و قربانیانم را دیوانه می کنم. این امر به ویژه در مورد سراب های بیابانی صادق است. و توضیح این پدیده سرنوشت مسافران را آسان نمی کند.

با این حال، مردم در تلاش برای مبارزه با این هستند. آنها راهنماهای ویژه ای ایجاد می کنند که مکان هایی را که سراب ها اغلب ظاهر می شوند و گاهی اوقات اشکال آنها را نشان می دهد.

به هر حال سراب ها در شرایط آزمایشگاهی به دست می آیند.

به عنوان مثال، یک آزمایش ساده که در کتاب توسط V.V. Mayra "بازتاب کلی نور در آزمایشات ساده" (مسکو، 1986)، در اینجا شرح مفصلی از به دست آوردن مدل های سراب در محیط های مختلف ارائه شده است. ساده ترین راه برای مشاهده سراب در آب است (شکل 2). یک قالب قهوه تیره و ترجیحا مشکی را به کف ظرفی با کف سفید بچسبانید. با نگاه کردن به پایین، تقریباً به صورت عمودی، در امتداد دیواره آن، به سرعت آب داغ را داخل شیشه بریزید. سطح شیشه بلافاصله براق می شود. چرا؟ واقعیت این است که ضریب شکست آب با دما افزایش می یابد. دمای آب در نزدیکی سطح داغ شیشه بسیار بیشتر از فاصله دور است. بنابراین پرتو نور به همان شکلی که سراب در بیابان یا روی آسفالت داغ خم می شود. شیشه به دلیل انعکاس کامل نور برای ما براق به نظر می رسد.

هر طراح می خواهد بداند فتوشاپ را از کجا دانلود کند.

یک پدیده نوری و هواشناسی جوی مشاهده شده زمانی که خورشید (گاهی اوقات ماه) قطرات آب زیادی (باران یا مه) را روشن می کند. رنگین کمان شبیه یک قوس یا دایره چند رنگ است که از رنگ های طیف (از لبه بیرونی: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی، بنفش) تشکیل شده است. اینها هفت رنگی هستند که معمولاً در فرهنگ روسی در رنگین کمان شناسایی می شوند، اما باید در نظر داشت که در واقع طیف پیوسته است و رنگ های آن به آرامی از طریق بسیاری از سایه های میانی به یکدیگر منتقل می شوند.

مرکز دایره ای که توسط یک رنگین کمان توصیف می شود روی یک خط مستقیم قرار دارد که از بین ناظر و خورشید می گذرد، علاوه بر این، هنگام مشاهده رنگین کمان (بر خلاف هاله)، خورشید همیشه پشت ناظر است و دیدن همزمان آن غیرممکن است. خورشید و رنگین کمان بدون استفاده از دستگاه های نوری. برای یک ناظر روی زمین، رنگین کمان معمولاً شبیه یک قوس است، بخشی از یک دایره، و هر چه نقطه مشاهده بالاتر باشد، کاملتر است (از یک کوه یا یک هواپیما می توانید یک دایره کامل را ببینید). هنگامی که خورشید از 42 درجه بالاتر از افق طلوع می کند، رنگین کمانی از سطح زمین قابل مشاهده نیست.

رنگین کمان زمانی رخ می دهد که نور خورشید توسط قطرات آب (باران یا مه) شناور در جو منعکس شده و منعکس می شود. این قطرات نور با رنگ های مختلف را به طور متفاوتی خم می کنند (ضریب شکست آب برای نور با طول موج بلندتر (قرمز) کمتر از طول موج کوتاه (بنفش) است، بنابراین نور قرمز تا 137 درجه 30" ضعیف ترین و نور بنفش تا 139 شدیدترین منحرف می شود. °20"). در نتیجه، نور سفید به یک طیف تجزیه می شود (پراکندگی نور رخ می دهد). ناظری که پشت به منبع نور می‌ایستد، درخشش چند رنگی را می‌بیند که از فضا در امتداد دایره‌های متحدالمرکز (قوس‌ها) ساطع می‌شود.

اغلب، یک رنگین کمان اولیه مشاهده می شود که در آن نور تحت یک بازتاب داخلی قرار می گیرد. مسیر پرتوها در شکل بالا سمت راست نشان داده شده است. در رنگین کمان اولیه، رنگ قرمز خارج از قوس است، شعاع زاویه ای آن 40-42 درجه است.

گاهی اوقات می توانید رنگین کمان دیگری را در اطراف رنگین کمان اول ببینید. این یک رنگین کمان ثانویه است که توسط نوری که دو بار در قطره منعکس می شود تشکیل می شود. در یک رنگین کمان ثانویه، ترتیب رنگ ها "معکوس" است - بنفش در خارج و قرمز در داخل است. شعاع زاویه ای رنگین کمان ثانویه 50-53 درجه است. آسمان بین دو رنگین کمان معمولاً به طرز محسوسی تیره تر است، منطقه ای به نام نوار اسکندر.

ظهور یک رنگین کمان درجه سوم در شرایط طبیعی بسیار نادر است. اعتقاد بر این است که در طول 250 سال گذشته تنها پنج گزارش علمی از مشاهده این پدیده وجود داشته است. از همه شگفت‌انگیزتر، ظهور پیامی در سال 2011 است که نشان می‌دهد نه تنها می‌توان یک رنگین کمان مرتبه چهارم را مشاهده کرد، بلکه می‌توان آن را در یک عکس نیز ثبت کرد. در شرایط آزمایشگاهی امکان به دست آوردن رنگین کمان هایی با درجه های بسیار بالاتر وجود دارد. بنابراین، در مقاله ای که در سال 1998 منتشر شد، بیان شد که نویسندگان با استفاده از تابش لیزر موفق به به دست آوردن رنگین کمان درجه دو صدم شدند.

نور یک رنگین کمان اولیه 96 درصد در امتداد جهت قوس قطبی شده است. نور رنگین کمان ثانویه 90 درصد قطبی شده است.

در یک شب روشن مهتابی، می توانید رنگین کمانی را نیز از ماه ببینید. از آنجایی که گیرنده های کم نور چشم انسان - "میله ها" - رنگ را درک نمی کنند، رنگین کمان قمری سفید رنگ به نظر می رسد. هرچه نور روشن تر باشد، رنگین کمان (گیرنده های رنگ - "مخروط") "رنگارنگ" تر در درک آن گنجانده می شود.

تحت شرایط خاص، می توانید یک رنگین کمان دوتایی، معکوس یا حتی حلقه ای را ببینید. در واقع، اینها پدیده های فرآیند دیگری هستند - شکست نور در بلورهای یخی پراکنده در جو، و متعلق به هاله هستند. برای اینکه یک رنگین کمان معکوس (قوس نزدیک به اوج، قوس اوج - یکی از انواع هاله) در آسمان ظاهر شود، شرایط آب و هوایی خاص مشخصه قطب شمال و جنوب مورد نیاز است. رنگین کمان معکوس به دلیل انکسار نور عبوری از یخ پرده نازک ابرها در ارتفاع 7 تا 8 هزار متری شکل می گیرد. رنگ ها در چنین رنگین کمانی نیز برعکس قرار دارند: بنفش در بالا و قرمز در پایین است.

نورهای قطبی

شفق قطبی (نورهای شمالی) درخشش (لومینسانس) لایه های بالایی جو سیارات با مگنتوسفر به دلیل تعامل آنها با ذرات باردار باد خورشیدی است.

در یک منطقه بسیار محدود از جو فوقانی، شفق های قطبی می توانند توسط ذرات باد خورشیدی باردار کم انرژی ایجاد شوند که از طریق قله های قطب شمال و جنوب وارد یونوسفر قطبی می شوند. در نیمکره شمالی، شفق های قطبی را می توان در ساعات بعد از ظهر بر فراز اسپیتسبرگن مشاهده کرد.

هنگامی که ذرات پر انرژی لایه پلاسما با اتمسفر فوقانی برخورد می کنند، اتم ها و مولکول های گازهای موجود در ترکیب آن برانگیخته می شوند. تابش اتم های برانگیخته در محدوده مرئی است و به صورت شفق مشاهده می شود. طیف شفق‌های قطبی به ترکیب اتمسفر سیارات بستگی دارد: برای مثال، اگر برای زمین درخشان‌ترین خطوط انتشار اکسیژن و نیتروژن برانگیخته در محدوده مرئی باشد، سپس برای مشتری - خطوط انتشار هیدروژن در فرابنفش.

از آنجایی که یونیزاسیون توسط ذرات باردار به طور موثر در انتهای مسیر ذره اتفاق می افتد و چگالی جو با افزایش ارتفاع مطابق با فرمول فشارسنجی کاهش می یابد، ارتفاع ظاهر شفق ها به شدت به پارامترهای جو سیاره بستگی دارد. به عنوان مثال، برای زمین با ترکیب جوی نسبتاً پیچیده آن، درخشش قرمز اکسیژن در ارتفاعات 200-400 کیلومتری مشاهده می شود و درخشش ترکیبی نیتروژن و اکسیژن در ارتفاع 110 کیلومتری است. علاوه بر این، این عوامل شکل شفق های قطبی را تعیین می کنند - مرزهای بالایی تار و نسبتاً تیز پایین.

شفق های قطبی عمدتاً در عرض های جغرافیایی بالای هر دو نیمکره در مناطق بیضی شکل - کمربندهای اطراف قطب های مغناطیسی زمین - بیضی شفق مشاهده می شوند. قطر بیضی شفق ~ 3000 کیلومتر در یک خورشید آرام است؛ در سمت روز، مرز منطقه 10-16 درجه از قطب مغناطیسی، در سمت شب - 20--23 درجه است. از آنجایی که قطب های مغناطیسی زمین تا 12 درجه از قطب های جغرافیایی جدا می شوند، شفق های قطبی در عرض های جغرافیایی 67-70 درجه مشاهده می شوند، با این حال، در زمان فعالیت خورشیدی، بیضی شفق منبسط می شود و شفق های قطبی را می توان در عرض های جغرافیایی پایین تر مشاهده کرد - 20 -25 درجه جنوب یا شمال از مرزهای تجلی معمول آنها. به عنوان مثال، در جزیره استوارت، که فقط در موازی 47 درجه قرار دارد، شفق های قطبی به طور منظم رخ می دهند. مائوری ها حتی آن را «سوختگان» نامیدند.

در طیف شفق های زمین، شدیدترین تابش از اجزای اصلی جو - نیتروژن و اکسیژن است، در حالی که خطوط انتشار آنها در هر دو حالت اتمی و مولکولی (مولکول های خنثی و یون های مولکولی) مشاهده می شود. شدیدترین خطوط انتشار مولکولهای اکسیژن اتمی و نیتروژن یونیزه شده است.

درخشش اکسیژن به دلیل گسیل اتم های برانگیخته در حالت های ناپایدار با طول موج 557.7 نانومتر (خط سبز، طول عمر 0.74 ثانیه) و دوتایی 630 و 636.4 نانومتر (منطقه قرمز، طول عمر 110 ثانیه) است. در نتیجه، دوتایی قرمز در ارتفاعات 150-400 کیلومتری ساطع می شود، جایی که به دلیل نادر بودن زیاد جو، سرعت خاموش شدن حالت های برانگیخته در هنگام برخورد کم است. مولکول های نیتروژن یونیزه شده در طول موج 391.4 نانومتر (نزدیک به اشعه ماوراء بنفش) 427.8 نانومتر (بنفش) و 522.8 نانومتر (سبز) ساطع می کنند. با این حال، هر پدیده به دلیل متغیر بودن ترکیب شیمیایی جو و عوامل جوی، محدوده منحصر به فرد خود را دارد.

طیف شفق‌ها با ارتفاع تغییر می‌کند و بسته به خطوط انتشار غالب در طیف شفق، شفق‌های قطبی به دو نوع تقسیم می‌شوند: شفق‌های قطبی از نوع A با غلبه خطوط اتمی و شفق‌های نوع B در ارتفاعات نسبتاً پایین. 80-90 کیلومتر) با غلبه خطوط مولکولی در طیف به دلیل خاموش شدن از برخورد حالت های برانگیخته اتمی در جو نسبتاً متراکم در این ارتفاعات.

شفق های قطبی در بهار و پاییز بیشتر از زمستان و تابستان رخ می دهند. اوج فرکانس در دوره های نزدیک به اعتدال بهاری و پاییزی رخ می دهد. در طول شفق، مقدار زیادی انرژی در مدت زمان کوتاهی آزاد می شود. بنابراین، طی یکی از اغتشاشات ثبت شده در سال 2007، 5·1014 ژول آزاد شد که تقریباً برابر با زلزله ای به بزرگی 5.5 بود.

هنگامی که شفق از سطح زمین مشاهده می شود، به عنوان یک درخشش عمومی و به سرعت در حال تغییر از آسمان یا پرتوهای متحرک، نوارها، تاج ها یا "پرده ها" ظاهر می شود. طول مدت شفق از ده ها دقیقه تا چند روز متغیر است.

اعتقاد بر این بود که شفق های قطبی در نیمکره شمالی و جنوبی متقارن هستند. با این حال، رصد همزمان شفق قطبی در می 2001 از فضا از قطب شمال و جنوب نشان داد که نورهای شمالی و جنوبی تفاوت قابل توجهی با یکدیگر دارند.

رنگین کمان کوانتومی نور نوری

نتیجه

پدیده های نوری طبیعی بسیار زیبا و متنوع هستند. در زمان های قدیم، زمانی که مردم ماهیت آنها را درک نمی کردند، به آنها معانی عرفانی، جادویی و مذهبی می دادند، از آنها می ترسیدند و می ترسیدند. اما اکنون که حتی می‌توانیم هر یک از پدیده‌ها را با دست خود در شرایط آزمایشگاهی (و گاهی اوقات حتی موقتی) تولید کنیم، وحشت ابتدایی از بین رفته است و ما با خوشحالی می‌توانیم در زندگی روزمره متوجه چشمک زدن رنگین کمانی در آسمان شویم. به سمت شمال تا شفق قطبی را تحسین کند و با کنجکاوی سرابی اسرارآمیز را که در بیابان دیده می شود، مشاهده کند. و آینه ها به بخش مهمی از زندگی روزمره ما تبدیل شده اند - هم در زندگی روزمره (به عنوان مثال، در خانه، در ماشین ها، در دوربین های ویدئویی)، و هم در ابزارهای مختلف علمی: طیف سنج ها، طیف سنج ها، تلسکوپ ها، لیزرها، تجهیزات پزشکی.

اسناد مشابه

اپتیک چیست؟ انواع و نقش آن در توسعه فیزیک مدرن. پدیده های مرتبط با بازتاب نور. وابستگی ضریب بازتاب به زاویه تابش نور. عینک ایمنی. پدیده های مرتبط با شکست نور. رنگین کمان، سراب، شفق های قطبی.

چکیده، اضافه شده در 06/01/2010


انواع اپتیک. جو زمین مانند یک سیستم نوری است. غروب آفتاب تغییر رنگ در آسمان تشکیل رنگین کمان، انواع رنگین کمان. چراغ های قطبی باد خورشیدی عامل ایجاد شفق های قطبی سراب. اسرار پدیده های نوری.

کار دوره، اضافه شده در 2007/01/17


دیدگاه متفکران باستان در مورد ماهیت نور بر اساس ساده ترین مشاهدات پدیده های طبیعی. عناصر منشوری و مواد نوری. نمایش تأثیر ضریب شکست نور مواد منشور و محیط بر پدیده شکست نور در منشور.

کار دوره، اضافه شده در 2011/04/26


بررسی تئوری های جسمی و موجی نور. بررسی شرایط ماکزیمم و حداقل الگوی تداخل. اضافه شدن دو موج تک رنگ طول موج و رنگ نور درک شده توسط چشم. محلی سازی حاشیه های تداخل.

چکیده، اضافه شده در 2015/05/20


پدیده های مربوط به شکست، پراکندگی و تداخل نور. سراب های دید از راه دور. تئوری پراش رنگین کمان. تشکیل هاله. اثر گرد و غبار الماس. پدیده "بینایی شکسته". مشاهده پرهلیا، تاج و شفق در آسمان.

ارائه، اضافه شده در 2014/01/14


پراش امواج مکانیکی ارتباط بین پدیده های تداخل نور با استفاده از مثال آزمایش یونگ. اصل هویگنز-فرنل، که اصل اصلی نظریه موج است، که توضیح پدیده های پراش را ممکن می سازد. محدودیت های کاربرد اپتیک هندسی.

ارائه، اضافه شده در 2014/11/18


نظریه پدیده. پراش مجموعه ای از پدیده ها در حین انتشار نور در محیطی با ناهمگنی های شدید است. یافتن و مطالعه تابع توزیع شدت نور در حین پراش از یک سوراخ گرد. مدل ریاضی پراش.

کار دوره، اضافه شده در 2007/09/28


قوانین اساسی پدیده های نوری قوانین انتشار مستقیم، بازتاب و شکست نور، استقلال پرتوهای نور. اصول فیزیکی کاربرد لیزر پدیده های فیزیکی و اصول یک مولد کوانتومی نور منسجم.

ارائه، اضافه شده در 2014/04/18


ویژگی های فیزیک پدیده های نور و موج. تجزیه و تحلیل برخی از مشاهدات انسان از خواص نور. جوهر قوانین اپتیک هندسی (انتشار مستطیلی نور، قوانین بازتاب و شکست نور)، کمیت های مهندسی روشنایی اولیه.

کار دوره، اضافه شده در 10/13/2012


مطالعه پراش، پدیده های انحراف نور از جهت انتشار مستقیم در هنگام عبور از کنار موانع. ویژگی های خمش امواج نور در اطراف مرزهای اجسام مات و نفوذ نور به ناحیه یک سایه هندسی.

مرد استاد بزرگی در ساختن قلعه در هوا بر روی شن است. با این حال، تمرین نشان می دهد که او از مادر طبیعت دور است. صنعتگر از جانب خدا قادر است چنان احساسات ما را فریب دهد که نفس ما را بند می آورد! اما مهم نیست که پدیده‌های نوری، که نمونه‌هایی از آن‌ها را در نظر خواهیم گرفت، چقدر جادویی به نظر می‌رسند، آنها یک فانتاسماگوریا نیستند، بلکه نتیجه جریان فرآیندهای فیزیکی هستند. در جو ناهمگون زمین، پرتوهای نور خمیده می شوند و باعث ایجاد توهمات زیادی می شوند. اما آیا می توان دنیایی را بدون رویا و رؤیا تصور کرد؟ خیلی خاکستری میشد...

نور و رنگ

در مورد نور و اشکال آن توسط بیش از یک نسل از مردم مشاهده شده است، تأکید می کنیم که رنگ ها در جو ظاهر می شوند زیرا نور سفید در هنگام تعامل با مواد موجود در جو به اجزای تشکیل دهنده آن تقسیم می شود. طیف). این برهمکنش از طریق یکی از سه شکل اصلی رخ می دهد: بازتاب، شکست (انکسار) و پراش.

اگر در مورد طیف صحبت می کنیم، به این فکر کنید که چگونه به کودک خود بیاموزید که مجموعه ای از نوارهای رنگی را که هنگام عبور پرتو نور از یک محیط انکساری ایجاد می شود، به خاطر بسپارد. یک عبارت ساده به شما کمک می کند: "هر شکارچی (قرمز) (نارنجی) می خواهد (زرد) بداند (سبز) قرقاول (آبی) (بنفش) کجا نشسته است."

ظهور امواج ثانویه وجود دارد که از مرز دو رسانه به محیط اول منتشر می شوند. شکست انکسار پرتوها در مرز دو محیط است. پراش خمش ذرات جامد، قطرات مایع و سایر مواد موجود در جو توسط شارهای نور است. همه اینها دلیل "توهم نوری بینایی" است که در جهان شکوفا می شود. نمونه های زیادی وجود دارد: از رنگ آبی آسمان، سراب و رنگین کمان گرفته تا خورشیدهای دروغین و ستون های خورشیدی.

بازتاب داخلی

پدیده های نوری در فیزیک بخش مهمی هستند که ارزش مطالعه عمیق را دارند. پس بیایید ادامه دهیم. انعکاس زمانی اتفاق می‌افتد که روی سطح صافی بیفتند و با زاویه‌ای برابر با سطح ورودی برگردند. این پدیده منشا رنگ را توضیح می دهد: برخی از قسمت های سفید راحت تر از بقیه جذب و منعکس می شوند. به عنوان مثال، جسمی که سبز به نظر می رسد سبز به نظر می رسد زیرا تمام طول موج های نور سفید را جذب می کند به جز سبز که همان چیزی است که منعکس می شود.

یک شکل، بازتاب داخلی، اغلب در توضیح پدیده های نوری وجود دارد. نور از طریق سطح بیرونی وارد یک جسم فیزیکی شفاف (ماده)، به عنوان مثال یک قطره آب می شود و از سطح داخلی می تابد. سپس، بار دوم - از مواد. رنگ رنگین کمان را می توان تا حدی از نظر بازتاب داخلی توضیح داد.

رنگین کمان-قوس

رنگین کمان یک پدیده نوری است که زمانی رخ می دهد که نور خورشید و باران به روش خاصی ترکیب شوند. پرتوهای نور خورشید هنگام ورود به قطرات باران به رنگ هایی که در رنگین کمان می بینیم جدا می شوند. این زمانی اتفاق می‌افتد که پرتو با زاویه خاصی روی "باران‌هایی" که به سمت زمین هدایت می‌شوند می‌افتد، رنگ‌ها از هم جدا می‌شوند (نور سفید به یک طیف تجزیه می‌شود)، و ما رنگین کمان درخشان و جشنی را می‌بینیم که یادآور یک پل نیم‌دایره‌ای غول‌پیکر است.

به نظر می رسد تنوع نوارهای منحنی مستقیماً بالای سر آویزان است. منبع تابش همیشه پشت سر ما خواهد بود: دیدن خورشید شفاف و رنگین کمان زیبا در یک لحظه غیرممکن است (مگر اینکه از آینه برای این منظور استفاده کنید). این پدیده با ماه بیگانه نیست. هنگامی که شب مهتابی روشن است، می توانید یک "پنکه" رنگین کمان را در مجاورت سلنا ببینید.

هنگامی که تقریباً هیچ چیز در اطراف قابل مشاهده نیست، حساس ترین گیرنده های نوری چشم انسان، "میله ها"، کار می کنند. آنها به قسمت سبز زمردی طیف حساس هستند و رنگ های دیگر را "نمی بینند". در نتیجه رنگین کمان سفید رنگ به نظر می رسد. هنگامی که نور تشدید می شود، "مخروط ها" به هم متصل می شوند، به لطف این انتهای عصبی، قوس رنگارنگ تر به نظر می رسد.

سراب

از زمین ما تنها بخشی از محیط رنگین کمان اولیه را می بینیم. در این حالت، نور تحت یک بازتاب قرار می گیرد. شما می توانید یک رنگین کمان گرد را در کوه ها ببینید. آیا می دانستید که دو یا حتی سه "زیبایی" وجود دارد؟ رنگین کمانی که از بالای رنگین کمان بالا می رود کمتر روشن و "معکوس" است (به هر حال ، بازتابی از اولین است). سومین مورد در جایی اتفاق می افتد که هوا شفاف و شفاف است (مثلاً در کوه ها). این مربوط به نمایش معمولی است.

سراب یک پدیده نوری است که نمی توان آن را معمولی نامید. در روسیه نسبتاً نادر است. هر بار که کلمه جادویی را تلفظ می کنیم، افسانه کشتی ارواح "The Flying Dutchman" را به یاد می آوریم. طبق افسانه ها، برای جنایات کاپیتان، او تا زمان آمدن دوم اقیانوس ها را دریانوردی می کند.

و در اینجا یک "هلندی" دیگر است. رزمناو Repulse که در دسامبر 1941 در سواحل سیلان غرق شد، ناپایدار شد. خدمه کشتی بریتانیایی Vendor که در منطقه مالدیو بودند، او را "خیلی نزدیک" دیدند. در واقع کشتی ها 900 کیلومتر از هم جدا شدند!

فاتا مورگانا

"هلندی پرنده" و دیگران پدیده های نوری هستند، نمونه هایی از گروه سراب های خیره کننده "فاتا مورگانا" (نام قهرمان حماسه بریتانیایی). یک پدیده نوری غیر معمول ترکیبی از چندین شکل در یک زمان است. یک تصویر پیچیده و به سرعت در حال تغییر در آسمان شکل می گیرد. با نگاه کردن به مناظر آنچه بسیار فراتر از افق است، به نظر می رسد که می توانید دیوانه شوید، آنها بسیار "ملموس" هستند.

معجزات ناشی از شرایط جوی می تواند هر کسی را گیج کند. به خصوص مانند ظاهر شدن "لایه ای از آب" در بیابان یا در جاده ای گرم که در اثر شکست پرتوها ایجاد می شود. نه تنها کودکان، بلکه بزرگسالان نیز نمی توانند از این احساس که حیوانات، چاه ها، درختان، ساختمان ها واقعی هستند خلاص شوند. اما افسوس!

نور از لایه‌های هوای گرم شده ناهموار عبور می‌کند و نوعی تصویر سه‌بعدی ایجاد می‌کند. سراب‌ها می‌توانند پایین‌تر باشند (یک سطح مسطح دور ظاهر آب آزاد به خود می‌گیرد)، جانبی (در کنار یک سطح عمودی بسیار گرم ظاهر می‌شوند) یا کرونو (آنها رویدادهای گذشته را بازتولید می‌کنند).

شفق شمالی

وقتی به این فکر می کنیم که چه پدیده های نوری وجود دارد، نمی توان در مورد نورهای شمالی (قطبی) صحبت نکرد. دو شکل اصلی دارد: نوارهای درخشان زیبا و نقاط ابر مانند. درخشش شدید، به عنوان یک قاعده، "روبان مانند" است. این اتفاق می افتد که نوارهای درخشان رنگی بدون شکستن به اجزای دیگر وجود ندارند.

در تاریکی آسمان، پرده، به عنوان یک قاعده، در جهت از شرق به غرب کشیده می شود. "مسیر" می تواند به چند هزار کیلومتر عرض و چند صد ارتفاع برسد. این یک "صفحه" متراکم نیست، بلکه یک "صفحه" نازک است که از طریق آن ستاره ها می درخشند. یک منظره بسیار زیبا.

لبه پایینی "صحنه" واضح است ، دارای رنگ مایل به قرمز یا صورتی است ، به نظر می رسد قسمت بالایی در تاریکی حل می شود ، که به لطف آن عمق غیرقابل بیان فضا به وضوح احساس می شود. بیایید چهار نوع شفق را مورد بحث قرار دهیم.

ساختار همگن

یک شکل آرام و ساده از درخشندگی که از پایین روشن است و در بالا حل می شود، قوس یکنواخت نامیده می شود. فعال، متحرک، با چین ها و جریان های کوچک - یک قوس تابشی. چین‌های درخشانی که روی هم قرار گرفته‌اند (بزرگ به کوچک) «نوار تابشی» نامیده می‌شوند.

و نوع چهارم زمانی است که مساحت چین ها و حلقه ها بسیار زیاد می شود. پس از پایان فعالیت، نوار ساختاری همگن پیدا می کند. این عقیده وجود دارد که همگنی ویژگی اصلی «عالیجناب» است. چین خوردگی ها فقط در دوره های افزایش فعالیت جوی ظاهر می شوند.

پدیده های نوری دیگری نیز وجود دارد. ما در فهرست کردن نمونه هایی در زیر تردید نخواهیم کرد. اسکال درخششی است که به کل کلاهک قطبی درخششی سبز مایل به سفید می دهد. این پدیده در قطب‌های جنوب و شمال زمین، در ایسلند، نروژ و غیره مشاهده می‌شود. این پدیده در نتیجه درخشش لایه‌های بالایی مغناطیسی جو هنگام تعامل با ذرات باردار باد خورشیدی رخ می‌دهد. نام خروج پلاسما از هلیوم و هیدروژن به فضا).

در این مورد می توان گفت: در روزهای یخبندان زیاد است و بسیار مؤثر است.

سنت المو در تاج های پرتوهای سبز و هاله

پدیده های نوری دیگری نیز وجود دارد. به عنوان مثال، هاله ای که ظاهر آن با کریستال های یخی تشکیل شده در جو مرتبط است. این شبیه به رنگین کمان از طریق پراکندگی (تجزیه نور به اجزاء) است، فقط نه در یک قطره، بلکه در ساختار جامد یخ.

رنگین کمان ها شبیه یکدیگر هستند، زیرا قطرات یکسان هستند، آنها فقط می توانند سقوط کنند. هاله صد نوع دارد، زیرا کریستال ها متفاوت و بسیار "زیبا" هستند: آنها یا اوج می گیرند، یا می چرخند، یا به سمت زمین می شتابند.

با رویای "فریب خوردن" دوباره، می توانید خورشید کاذب (پارهلیون) یا آخرین ها را که بر بالای نوک تیز ساختمان های بلند "نشسته اند" تحسین کنید. عرفان ربطی به آن ندارد. این یک تخلیه الکتریکی در جو است. اغلب در طوفان رعد و برق یا طوفان شن رخ می دهد (زمانی که ذرات الکتریکی می شوند).

عکاسان عاشق گرفتن "پرتو سبز" (فلاش بالای خورشید و شکست پرتوها در افق) هستند. بهترین عکسبرداری در فضاهای باز، در هوای بدون ابر است. اما تاج ها (تفرق نور) هنگامی که منطقه در مه پوشانده شده است (دایره های رنگین کمانی در اطراف چراغ های جلوی اتومبیل شما - این تاج ها هستند) به وضوح قابل مشاهده هستند و آسمان با پرده ای از ابر پوشیده شده است. در مه قطرات کوچک، دایره ها به ویژه زیبا هستند. هنگامی که مه غلیظ می شود، آنها تار می شوند. بنابراین، کاهش تعداد حلقه های رنگین کمان به عنوان سیگنال بدتر شدن آب و هوا در نظر گرفته می شود. این چه دنیای بزرگی است - پدیده های نوری! نمونه هایی که در مورد آن صحبت کردیم، فقط نوک کوه یخ هستند. با دانستن این پدیده ها، می توانیم هر توهم جوی را به صورت علمی توضیح دهیم.