Optik hodisalar. Atmosferadagi optik hodisalar: aurora. Oynali optik hodisalar

21.09.2019

Atmosfera loyqa, optik jihatdan bir hil bo'lmagan muhitdir. Optik hodisalar atmosferadagi yorug'lik nurlarining aks etishi, sinishi va diffraktsiyasi natijasidir.

Voqea sabablariga qarab, barcha optik hodisalar to'rt guruhga bo'linadi:

1) yorug'likning atmosferaga tarqalishi natijasida yuzaga keladigan hodisalar (qorong'i, tong);

2) yorug'lik nurlarining atmosferada sinishi (sinishi) natijasida yuzaga keladigan hodisalar - saroblar, yulduzlarning miltillashi va boshqalar;

3) yorug'lik nurlarining bulutlar tomchilari va kristallarida (kamalak, halo) sinishi va aks etishi natijasida yuzaga keladigan hodisalar;

4) bulutlarda va tumanlarda yorug'likning diffraksiyasidan kelib chiqadigan hodisalar - tojlar, shon-shuhrat.

Alacakaranlık quyosh nurlarining atmosferaga tarqalishi natijasida yuzaga keladi. Alacakaranlık - kunduzdan kechaga (kechqurun alacakaranlık) va kechadan kunduzga (ertalab alacakaranlık) o'tish davri. Kechki alacakaranlık quyosh botgan paytdan boshlab boshlanadi va to'liq qorong'i tushguncha, ertalabki alacakaranlık - aksincha.

Alacakaranlık davomiyligi Quyoshning ko'rinadigan kundalik harakati yo'nalishi va ufq o'rtasidagi burchak bilan belgilanadi; Shunday qilib, alacakaranlık davomiyligi geografik kenglikka bog'liq: ekvatorga qanchalik yaqin bo'lsa, alacakaranlık shunchalik qisqaroq bo'ladi.

Alacakaranlıkning uchta davri bor:

1) fuqarolik alacakaranlığı (quyoshning ufqdan pastga tushishi 6 ° dan oshmaydi) - yorug'lik;

2) navigatsiya (Quyoshning ufq ostidagi 12 o gacha bo'lishi) - ko'rish sharoitlari juda yomonlashadi;

3) astronomik (Quyoshning ufq ostidagi 18 o ga botishi) - er yuzasida allaqachon qorong'i, ammo tong hali ham osmonda sezilarli.

Zarya - quyosh chiqishidan oldin yoki quyosh botishi paytida kuzatiladigan atmosferadagi rang-barang yorug'lik hodisalari to'plami. Tong ranglarining xilma-xilligi Quyoshning ufqqa nisbatan joylashishiga va atmosferaning holatiga bog'liq.

Osmon rangi Quyoshning tarqoq ko'rinadigan nurlari bilan belgilanadi. Toza va quruq atmosferada yorug'likning tarqalishi Rayleigh qonuniga muvofiq sodir bo'ladi. Moviy nurlar qizil rangga qaraganda taxminan 16 marta kuchliroq tarqalgan, shuning uchun osmonning rangi (tarqalgan quyosh nuri) ko'k, Quyosh va uning ufqdagi nurlari qizil rangga ega, chunki. Bu holda yorug'lik atmosferada uzoqroq yo'lni bosib o'tadi.

Atmosferadagi yirik zarralar (tomchilar, chang zarralari va boshqalar) yorug'likni neytral tarzda tarqatadi, shuning uchun bulutlar va tumanlar oq rangga ega. Yuqori namlik va chang bilan butun osmon ko'k emas, balki oq rangga aylanadi. Binobarin, osmonning moviylik darajasiga ko'ra havoning musaffoligini va havo massalarining tabiatini baholash mumkin.

Atmosferaning sinishi - yorug'lik nurlarining sinishi bilan bog'liq atmosfera hodisalari. Refraktsiyaga quyidagilar sabab bo'ladi: yulduzlarning miltillashi, Quyosh va Oyning ufqda ko'rinadigan diskining tekislanishi, kun uzunligining bir necha daqiqaga ko'payishi, shuningdek saroblar. Sarob - ufqda, ufqdan yuqorida yoki ufq ostidagi ko'rinadigan xayoliy tasvir, havo qatlamlari zichligining keskin buzilishidan kelib chiqadi. Pastki, yuqori va lateral saroblar mavjud. Harakatlanuvchi saroblar - "Fata Morgana" - kamdan-kam hollarda kuzatiladi.

Kamalak - bu yomg'ir tomchilari tushadigan Quyosh tomonidan yoritilgan bulut fonida spektrning barcha ranglariga bo'yalgan engil yoy. Yoyning tashqi qirrasi qizil, ichki qirrasi binafsha rangda. Agar Quyosh ufqdan past bo'lsa, biz aylananing faqat yarmini ko'ramiz. Quyosh baland bo'lganda, yoy kichikroq bo'ladi, chunki aylana markazi ufqdan pastga tushadi. Quyoshning balandligi 42° dan yuqori bo'lsa, kamalak ko'rinmaydi. Samolyotdan siz kamalakni deyarli to'liq aylanada ko'rishingiz mumkin.

Kamalak quyosh nurlarining suv tomchilarida sinishi va aks etishi natijasida hosil bo'ladi. Kamalakning yorqinligi va kengligi tomchilar hajmiga bog'liq. Katta tomchilar kichikroq, ammo yorqinroq kamalak hosil qiladi. Kichik tomchilar bilan u deyarli oq rangga ega.

Salom - bular Quyosh va Oy atrofidagi aylanalar yoki yoylar bo'lib, ular yuqori darajadagi muz bulutlarida (ko'pincha sirrostratusda) paydo bo'ladi.

Kronlar - Quyosh va Oy atrofida yorug'lik diffraktsiyasi tufayli yuqori va o'rta qatlamlarning suv va muz bulutlarida paydo bo'ladigan engil, engil rangli halqalar.

Biz hammamiz yaxshi bilamizki, zargarlik buyumlarini ishlab chiqarishda ishlatiladigan toshlar qiymatining asosiy ko'rsatkichlaridan biri ularning tozaligi yoki shaffofligi, shuningdek yorqinligi va rangi barqarorligidir. Qadim zamonlardan beri “toza suv olmoslari”, “kabutar qoni yoqutlari”, “makkajoʻxori koʻk yoqutlari” kabi iboralar bugungi kungacha saqlanib qolgan. Biroq, qimmatbaho toshlar mavjud, ularning asosiy diqqatga sazovor joyi g'ayrioddiy optik effektlarni namoyish qilish qobiliyatidir. Ulardan ba'zilari yorug'lik manbasining to'lqin uzunligiga qarab rangini o'zgartirishi mumkin (aleksandrit), boshqalarning yuzasida ko'p nurli "yulduzlar" paydo bo'ladi, boshqalari ko'zlarning irislari kabi porlaydi, boshqalari esa slyudaning kichik qo'shimchalari oltin rang hosil qiladi. -kumush "aventurin" porlashi. Bundan tashqari, nurlanish (opal, oy toshlari va boshqalar), minerallarning kristall o'sish yuzalarida yorug'likning sinishi (astrofillit, malaxit, evdialit, charoit), shaffof kvarts tarkibidagi ichki qo'shimchalar sirtidan aks etish kabi tabiiy hodisalar ham mavjud. "soch qurtlari", seritsit va xloritli tosh kristalli) yoki kalsedon (gematit parchalarini o'z ichiga olgan otash agati) va boshqalar. Vulkanik obsidian oynasida qatlamma-qavat joylashtirilgan gaz-suyuqlik qo'shimchalarining kichik pufakchalari ham unga yorqin kulrang sochlarni beradi.

Endi bu hodisalarning barchasi minerallarning optik xossalari haqidagi fan nuqtai nazaridan tushuntiriladi. Biroq, yillar davomida insoniyat g'ayrioddiy yorug'lik effektlari tufayli bunday toshlarga ko'plab mistik xususiyatlarni biriktirdi. Shunday qilib, "ko'z" toshlari o'z egalarini yomon ko'zdan himoya qilishi kerak edi, aventurinlar boylik olib kelishi kerak edi, "yulduzchalar" boshqa dunyolar bilan aloqani ta'minlashi kerak edi ....

ALEKSANDRIT TA'SIRI YOKI RANG O'ZGARTIRISH EFFEKTI
Aleksandrit effekti - yorug'likning tabiatiga qarab mineralning ko'rinadigan rangining o'zgarishi. Bunday ta'sirga ega minerallar tabiiy yorug'likda bitta rang soyasini va sun'iy yorug'likda butunlay boshqacha rangni ko'rsatadi. Bu hodisaning eng yorqin vakili aleksandrit (xrizoberilning bir turi), rangini sarg'ish, jigarrang, kulrang va mavimsi-yashildan (kunduzgi quyosh nurida) to'q sariq-qizil, jigarrang-qizil va binafsha-qizil rangga (sun'iy yorug'likda) o'zgartiradi. ). Rang o'zgarishi (teskari) qanchalik katta bo'lsa, tosh qanchalik qimmatlidir.
A.E.Fersman Mineralogiya muzeyida (Moskva) dunyodagi eng katta aleksandrit bloki joylashgan. Og'irligi 5 kilogramm bo'lib, 22 ta kristalldan iborat bo'lib, kunduzi to'q yashil, kechqurun esa yorqin qizil rangga ega. Og'irligi 66 karat bo'lgan eng katta kesilgan aleksandrit kristalli Vashingtondagi Smitson institutida saqlanadi.
Xuddi shunday ta'sir ba'zi korundlar, shpinel, turmalin, granatalar, siyanit va florit uchun ham ma'lum.


Foto: www.wiki.web.ru		Foto: www.wiki.web.ru

YULDUZLIK YOKI YULDUZ TA'SIRI
Asterizm (nomi yunoncha aster - yulduz) yoki yulduz effekti, yulduz effekti ba'zi qimmatbaho toshlarga xos bo'lgan optik hodisadir. Yulduz effekti toshdagi ichki qo'shimchalardan yorug'likning aks etishi tufayli yuzaga keladi. Nurlarning soni va yo'nalishi qo'shimchalarning turiga, joylashishiga va yo'nalishiga bog'liq.
Asterizmning ikki turi mavjud:
. diasterizm, yorug'lik toshdan o'tganda paydo bo'ladi;
. epiasterizm yorug'lik orqaga qaytarilganda paydo bo'ladi (yorug'lik manbai to'g'ridan-to'g'ri sayqallangan sirt ustida joylashgan), bu holda faqat 12 nurli yulduzni kuzatish mumkin.
Kabochon shaklida qayta ishlangan yoqut va safirlar 6 nurli yulduz bilan tavsiflanadi (asosan, rutil va / yoki gematitning igna shaklidagi qo'shimchalari tufayli), lekin 12 nurli yulduz ham paydo bo'lishi mumkin.
Diopsid va enstatit kristallarida 4 nurli yulduzning paydo bo'lishining sababi magnetitning qo'shilishidir. Kamdan kam bo'lsa-da, 4 va 6 qo'lli yulduzli granatalar topiladi. 6 nurli yulduzni atirgul kvartsida ham ko'rish mumkin. 6 nurli yulduzli yulduz shaklidagi shpinel bor, va kamroq tez-tez 4 nurli. Uning asterizmi rutil, sillimanit va boshqa minerallarning tartibli yo'naltirilgan qo'shilishi bilan bog'liq. Ammo dunyoda o'ndan ortiq 6 nurli yulduz shaklidagi zumradlar mavjud emas.
Afsuski, "yulduzli toshlar" ning mashhurligi sintetik analoglar, asosan yoqut va safir ishlab chiqarishning o'sishiga olib keldi. Sintetik toshlarda yulduzlar juda yorqin, kontrastli, nurlar juda aniq va aniq. Sun'iy ravishda yaratilgan yulduz bilan kabochonlarga kesilgan tabiiy korund tobora keng tarqalmoqda.

"MUSUK KO'ZI" TA'SIRI
"Mushukning ko'zi" - bu mushukning ko'zini eslatuvchi va mayda qo'shimchalardan yorug'likning aks etishi natijasida paydo bo'lgan yorug'lik chizig'i paydo bo'lishining optik ta'siri. Yorqin chiziq (chiziq) yonma-yon yonadi va yorug'lik chaqnashi tosh harakatidan keyin harakatlanadi. Bu optik ta'sir eng yaxshi sayqallangan kabochonlarda kuzatiladi, lekin ko'pincha ishlov berilmagan chip yoki toshni burish paytida kesilgan joyda ham ko'rinadi.
Agar "mushukning ko'zi" atamasi mineralni ko'rsatmasdan ishlatilsa, u simofan deb ham ataladigan turli xil xrizoberillarga ishora qiladi. Simofanda bu ta'sir mikroskopik ichi bo'sh kanallardan yorug'likning aks etishi va kristallografik o'qlardan biriga parallel ravishda yo'naltirilgan aktinolit yoki sillimanitning eng yaxshi tolali igna shaklidagi kristallarining qo'shilishi bilan bog'liq. Cymofan birinchi marta 1798 yilda Hauis tomonidan tasvirlangan. Simofanning rangi asal-jigarrangdan olma-yashil ranggacha o'zgarib turadi, ammo boy oltin ranglar eng qadrlanadi. Uning eng yaxshi namunalari Shri-Lanka va Madagaskarda qazib olinadi.
Mushukning ko'z ta'sirini kuzatish mumkin bo'lgan juda ko'p minerallar mavjud. Bular turmalin, apatit, skapolit, jade, diopsid, tsirkon va boshqalar. Kvars ham ko'pincha parallel tolali agregatlar bo'ylab psevdomorflarni hosil qiladi va kvartsda kuchli mushukning ko'zlari ta'siri paydo bo'ladi. (kvars mushukning ko'zi, yo'lbarsning ko'zi, qirg'iyning ko'zi, buqaning ko'zi)
Sotuvda "mushukning ko'zi" deb nomlangan katta miqdordagi toshlar shisha taqliddir. Imitatsiyalar har qanday o'lcham va rangga ega bo'lishi mumkin va juda yorqin ta'kidlarga ega bo'lishi mumkin. Xitoyda rang beruvchi qo'shimchalar bilan maxsus optik tolali shisha asosida ishlab chiqarish yo'lga qo'yilgan.

IRISATION
Iridescence (lotincha "iris" - ko'zning ìrísí) optik ta'sir, ba'zi minerallarda bir tekis maydalangan toshlarda yorqin nurda kamalak rangidagi ichki porlash ko'rinishida va ayniqsa ularni sayqallagandan keyin paydo bo'ladi. Bu ta'sir eng yaxshi qimmatbaho opalda ko'rinadi - opalessensiya .
Adularescence - haqiqiy "oy toshi" bo'lgan iridescent adulariyada kuzatilgan nurlanishning alohida holati. Adularia - oq va ko'k rangdagi to'lqinsimon tusli kaliyli dala shpatining shaffofdan noaniq xilma-xilligi. Hozirgi vaqtda do'konlar ko'pincha oy toshi niqobi ostida oy toshi taqlidlarini sotadilar, ularning ommaviy ishlab chiqarilishi uzoq vaqtdan beri Hindiston va Xitoyda mot shaffof rangli shisha yoki plastmassa asosida yo'lga qo'yilgan. Tabiiydan xarakterli farq - bu aylanish jarayonida o'ziga xos aks ettirishning yo'qligi, taqlid har qanday burchakda teng ravishda porlaydi.
Labradoressensiya Labradorit (dala shpati guruhidagi mineral) va spektrolitda (fin labradorining go'zal navi), kristallarning yuzlari va bo'linish tekisliklarida ranglarning kamalak o'yinlari shaklida ko'rish mumkin bo'lgan yana bir alohida holat.



Foto: "Tosh dunyosi" VO fondidan

AVANTURENSIYA
Yorqinlikning optik effekti, plastinkaga o'xshash qo'shimchalardan yorug'likning aks etishi natijasida hosil bo'ladi. Aventurin, ba'zi dala shpatlarida, kamdan-kam beril va boshqa ba'zi minerallarda kuzatiladi.
Aventurin odatda namunaning sayqallangan yuzasida yaqqol ko'rinib turadigan, iridessensiyaga aylanadigan xarakterli jiloga ega bo'lgan nozik taneli kvarts agregati deb ataladi. Eng keng tarqalgani fuksit slyuda qo'shilgan yashil aventurinlar; shuningdek, gematit, goetit yoki biotit slyudaning mayda bo'laklari va seritsit qo'shimchalari bilan yashil-kulrang yoki oq qo'shilish natijasida yuzaga kelgan oltin tusli qizil-jigarrang va kulrang-sariq aventurinlar mavjud. slyuda. Aventurindagi pulli qo'shimchalar bir tekis tarqalgan va turli darajada bir-biriga parallel ravishda yo'naltirilgan bo'lib, bu ekspressiv porlash effektini yaratadi. Aventurin ko'pincha chip plomba bilan taqlid shisha (aventurin shisha) bilan almashtiriladi. Uchqun odatda juda kuchli, bu tabiiy aventurin uchun odatiy bo'lmagan, har qanday rang, lekin ko'pincha ko'k, yashil va jigarrang.
Kvars aventurin tabiiy toshlar orasida "quyosh toshi" deb ataladigan dala aventurin bilan eng katta o'xshashlikka ega. U yorqin oltin tus va to'q sariq-qizil, yorqin sariq yoki qirmizi rangdagi nuqta uchqunlari bilan ajralib turadi. Dala shpati aventurini bilan vizual ravishda solishtirganda, kvarts aventurinining ko'pikli yoriqlari sezilarli darajada kichikroq bo'ladi va iridescence xarakterli yog'li nashrida yo'q.
Xuddi shunday ta'sir och ko'k va pushti berilda ham kuzatiladi, bu tartibli yo'naltirilgan gematit trombotsitlari mavjudligi sababli.

1-sonli Volgograd shahar gimnaziyasi

Imtihon qog'ozi

mavzu bo'yicha fizika:

"Tabiatdagi optik hodisalar"

Bajarildi

9-sinf o'quvchilari "B"

Pokusaeva V.O.

Trubnikova M.V.

Reja

1.Kirish

a) Optika nima?

b) Optika turlari

v) Hozirgi zamon fizikasi taraqqiyotida optikaning roli

2. Yorug`likning aks etishi bilan bog`liq hodisalar

a) Ob'ekt va uning aksi

b) Ko'zgu koeffitsientining yorug'lik tushish burchagiga bog'liqligi

c) xavfsizlik ko'zoynaklari

e) yorug'likning to'liq aks etishi

e) silindrsimon yoritgichli yo'riqnoma

g) olmos va qimmatbaho toshlar

3. Yorug`likning sinishi bilan bog`liq hodisalar

b) Kamalak

4. Avroralar

Kirish

Optika nima?

Qadimgi olimlarning yorug'lik haqidagi dastlabki g'oyalari juda sodda edi. Ko'zlardan maxsus yupqa chodirlar paydo bo'ladi va ular narsalarni his qilganda vizual taassurotlar paydo bo'ladi, deb ishonilgan. O'sha paytda optika ko'rish haqidagi fan sifatida tushunilgan. Bu "optika" so'zining aniq ma'nosi. O'rta asrlarda optika asta-sekin ko'rish fanidan yorug'lik faniga aylandi, unga linzalar va kamera obscura ixtirosi yordam berdi. Hozirgi zamonda optika fizikaning yorugʻlik chiqishi, uning turli muhitlarda tarqalishi va materiya bilan oʻzaro taʼsirini oʻrganuvchi boʻlimidir. Ko'rish, ko'zning tuzilishi va faoliyati bilan bog'liq masalalarga kelsak, ular fiziologik optika deb nomlangan maxsus ilmiy sohaga aylandi.

Optika turlari

Ko'pgina optik hodisalarni ko'rib chiqishda yorug'lik nurlari - yorug'lik energiyasi tarqaladigan geometrik chiziqlar g'oyasidan foydalanish mumkin. Bu holda biz geometrik (nur) optika haqida gapiramiz.

Geometrik optika yorug'lik texnikasida va ko'plab asboblar va qurilmalarning harakatlarini o'rganishda keng qo'llaniladi - kattalashtiruvchi oynalar va ko'zoynaklardan tortib eng murakkab optik mikroskoplar va teleskoplargacha.

19-asr boshlarida yorugʻlikning avval kashf etilgan interferensiya, difraksiya va qutblanish hodisalari boʻyicha jadal tadqiqotlar boshlandi. Bu hodisalarni geometrik optika doirasida tushuntirib bo'lmaydi, yorug'likni ko'ndalang to'lqinlar shaklida ko'rib chiqish kerak edi. To'lqin optikasi shunday paydo bo'ldi. Dastlab, yorug'lik ma'lum bir muhitda (dunyo efiri) elastik to'lqinlar ekanligiga ishonishgan, bu go'yoki butun dunyo bo'shlig'ini to'ldiradi.

1864 yilda ingliz fizigi Jeyms Maksvell yorug'likning elektromagnit nazariyasini yaratdi, unga ko'ra yorug'lik to'lqinlari to'lqin uzunliklarining mos keladigan diapazoniga ega bo'lgan elektromagnit to'lqinlardir.

20-asr boshlarida olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ba'zi hodisalarni, masalan, fotoelektr effektini tushuntirish uchun o'ziga xos zarrachalar oqimi - yorug'lik kvantlari (fotonlar) ko'rinishidagi yorug'lik nurini tasavvur qilish kerak. Bundan 200 yil oldin, Isaak Nyuton o'zining "yorug'lik effuziyasi nazariyasi" da yorug'likning tabiatiga o'xshash nuqtai nazarga ega edi. Endi yorug'lik kvantlari tushunchasi kvant optikasi tomonidan o'rganiladi.

Zamonaviy fizikaning rivojlanishida optikaning roli.

Zamonaviy fizikaning rivojlanishida optikaning roli katta. Yigirmanchi asrning ikkita eng muhim va inqilobiy nazariyalarining (kvant mexanikasi va nisbiylik nazariyasi) paydo bo'lishi optik tadqiqotlar bilan sezilarli darajada bog'liq. Moddani molekulyar darajada tahlil qilishning optik usullari maxsus ilmiy soha - molekulyar optikani keltirib chiqardi. U zamonaviy materialshunoslikda, plazma tadqiqotida va astrofizikada qo'llaniladigan optik spektroskopiya bilan chambarchas bog'liq. Elektron va neytron optikasi ham mavjud; elektron mikroskop va neytron oynasi yaratildi. Atom yadrolarining optik modellari ishlab chiqilgan.

Zamonaviy fizikaning turli sohalarini rivojlantirishga hissa qo'shish bilan birga, optikaning o'zi hozirgi vaqtda jadal rivojlanish davrini boshdan kechirmoqda. Ushbu rivojlanishning asosiy turtki kogerent yorug'likning intensiv manbalari - lazerlarning ixtirosi edi. Natijada, to'lqin optikasi kogerent optikaga mos keladigan yuqori darajaga ko'tarildi. Lazerlarning paydo bo'lishi tufayli rivojlanayotgan barcha so'nggi ilmiy va texnik sohalarni sanab o'tish ham qiyin. Ular orasida nochiziqli optika, golografiya, radiooptika, pikosoniyali optika, adaptiv optika va boshqalar mavjud. Radiooptika radiotexnika va optika kesishmasida paydo bo'lgan; u axborotni uzatish va qayta ishlashning optik usullarini o'rganadi. Ushbu usullar odatda an'anaviy elektron usullar bilan birlashtiriladi; Natijada optoelektronika deb ataladigan ilmiy-texnik yo'nalish paydo bo'ldi. Dielektrik tolalar orqali yorug'lik signallarining uzatilishi optik tolalar mavzusidir. Chiziqli bo'lmagan optikaning yutuqlaridan foydalanib, yorug'lik nurining ma'lum bir muhitda, masalan, atmosferada yoki suvda tarqalishida buziladigan yorug'lik nurining to'lqin jabhasini tuzatish mumkin. Natijada, adaptiv optika paydo bo'ldi va jadal rivojlanmoqda. U bilan chambarchas bog'liq bo'lgan fotoenergetika bizning ko'z o'ngimizda paydo bo'lib, xususan, yorug'lik energiyasini yorug'lik nurlari bo'ylab samarali uzatish masalalari bilan shug'ullanadi. Zamonaviy lazer texnologiyasi yorug'lik impulslarini faqat pikosekundlar davomiyligini ishlab chiqarish imkonini beradi. Bunday impulslar materiyadagi, xususan, biologik tuzilmalardagi bir qator tez jarayonlarni o'rganish uchun o'ziga xos "asbob" bo'lib chiqadi. Maxsus yo'nalish paydo bo'ldi va ishlab chiqilmoqda - pikosoniya optikasi; Fotobiologiya u bilan chambarchas bog'liq. Mubolag'asiz aytish mumkinki, zamonaviy optika yutuqlaridan amaliyotda keng foydalanish ilmiy-texnika taraqqiyotining zaruriy shartidir. Optika inson ongi uchun mikrokosmosga yo'l ochib berdi, shuningdek, u yulduzlar olami sirlariga kirib borishga imkon berdi. Optika bizning amaliyotimizning barcha jihatlarini qamrab oladi.

Yorug'likni aks ettirish bilan bog'liq hodisalar.

Ob'ekt va uning aksi

Tinch suvda aks ettirilgan landshaftning haqiqiydan farq qilmasligi, faqat teskari burilgani haqiqatdan yiroq.

Agar kishi kechqurun lampalarning suvda qanday aks etishiga yoki suvga tushayotgan qirg'oqning qanday aks etishiga qarasa, unda aks ettirish unga qisqartirilgandek tuyuladi va agar kuzatuvchi suv sathidan baland bo'lsa, butunlay "yo'qoladi". suv. Bundan tashqari, siz bir qismi suvga botgan tosh tepasining aksini hech qachon ko'ra olmaysiz.

Peyzaj kuzatuvchiga xuddi suv sathidan pastda joylashgan nuqtadan kuzatilgandek ko'rinadi, xuddi kuzatuvchining ko'zi sirtdan yuqorida. Peyzaj va uning tasviri o'rtasidagi farq ko'z suv yuzasiga yaqinlashganda, shuningdek, ob'ekt uzoqlashganda kamayadi.

Ko'pincha odamlar ko'lmakdagi butalar va daraxtlarning aksi yorqinroq ranglar va boy ohanglarga ega deb o'ylashadi. Bu xususiyatni oynadagi narsalarning aksini kuzatish orqali ham sezish mumkin. Bu erda psixologik idrok hodisaning jismoniy tomoniga qaraganda ko'proq rol o'ynaydi. Ko'zgu ramkasi va hovuz qirg'oqlari landshaftning kichik maydonini cheklab qo'yadi, bu odamning lateral ko'rishini butun osmondan keladigan ortiqcha tarqoq yorug'likdan himoya qiladi va kuzatuvchini ko'r qiladi, ya'ni u kichik maydonga qaraydi. go'yo qorong'u tor quvur orqali manzara. To'g'ridan-to'g'ri yorug'lik bilan solishtirganda aks ettirilgan yorug'likning yorqinligini kamaytirish odamlarga osmonni, bulutlarni va to'g'ridan-to'g'ri kuzatilganda ko'z uchun juda yorqin bo'lgan boshqa yorqin yoritilgan narsalarni kuzatishni osonlashtiradi.

Koeffitsientning bog'liqligi yorug'lik tushish burchagidan aks ettirish.

Ikki shaffof muhit chegarasida yorug'lik qisman aks etadi, qisman boshqa muhitga o'tadi va sinadi va qisman muhit tomonidan so'riladi. Yoritilgan energiyaning tushayotgan energiyaga nisbati aks ettirish koeffitsienti deyiladi. Modda orqali o'tadigan yorug'lik energiyasining tushayotgan yorug'lik energiyasiga nisbati o'tkazuvchanlik deyiladi.

Ko'zgu va o'tkazuvchanlik koeffitsientlari optik xususiyatlarga, qo'shni muhitga va yorug'lik tushish burchagiga bog'liq. Shunday qilib, agar yorug'lik shisha plastinkaga perpendikulyar ravishda tushsa (tushish burchagi a = 0), u holda yorug'lik energiyasining atigi 5% aks etadi va 95% interfeys orqali o'tadi. Tushish burchagi oshgani sayin, aks ettirilgan energiyaning ulushi ortadi. Tushish burchagida a=90˚ u birlikka teng.

Shisha plastinka orqali aks ettirilgan va uzatiladigan yorug'lik intensivligiga bog'liqligini plastinkani yorug'lik nurlariga turli burchaklarga qo'yish va intensivlikni ko'z bilan baholash orqali kuzatish mumkin.

Shuningdek, quyosh nurlarining tushish burchagiga qarab, suv ombori yuzasidan aks ettirilgan yorug'lik intensivligini ko'z bilan baholash, kun davomida turli burchaklardagi uy derazalaridan quyosh nurlarining aks etishini kuzatish, quyosh botganda va quyosh chiqqanda.

Xavfsizlik ko'zoynaklari

An'anaviy oyna oynasi issiqlik nurlarini qisman uzatadi. Bu shimoliy hududlarda, shuningdek issiqxonalarda foydalanish uchun yaxshi. Janubda xonalar shu qadar qizib ketadiki, ularda ishlash qiyin. Quyoshdan himoya qilish binoni daraxtlar bilan soya qilish yoki rekonstruksiya paytida binoning qulay yo'nalishini tanlash bilan bog'liq. Ikkalasi ham ba'zan qiyin va har doim ham amalga oshirilmaydi.

Shishaning issiqlik nurlarini o'tkazishiga yo'l qo'ymaslik uchun u metall oksidlarining nozik shaffof plyonkalari bilan qoplangan. Shunday qilib, kalay-antimon plyonkasi termal nurlarning yarmidan ko'pini o'tkazmaydi va temir oksidi o'z ichiga olgan qoplamalar ultrabinafsha nurlarini va termal nurlarning 35-55% ni to'liq aks ettiradi.

Plyonka hosil qiluvchi tuzlarning eritmalari buzadigan amallar shishasidan shishaning issiq yuzasiga uni issiqlik bilan ishlov berish yoki qoliplash paytida qo'llaniladi. Yuqori haroratlarda tuzlar oksidlarga aylanadi, shisha yuzasiga mahkam bog'lanadi.

Quyosh ko'zoynaklari uchun ko'zoynaklar xuddi shunday tarzda amalga oshiriladi.

Yorug'likning to'liq ichki aks etishi

Chiroyli ko'rinish - bu favvora bo'lib, uning o'chirilgan oqimlari ichkaridan yoritilgan. Buni oddiy sharoitda quyidagi tajribani bajarish orqali tasvirlash mumkin (1-rasm). Uzun bo'yli qalay qutida pastdan 5 sm balandlikda dumaloq teshik oching ( A) diametri 5-6 mm. Rozetkaga ega lampochka ehtiyotkorlik bilan selofan qog'ozga o'ralgan va teshikka qarama-qarshi qo'yilgan bo'lishi kerak. Siz idishga suv quyishingiz kerak. Teshikni ochish A , biz ichkaridan yoritilgan jetni olamiz. Qorong'i xonada u yorqin porlaydi va juda ta'sirli ko'rinadi. Yorug'lik nurlari yo'liga rangli shisha qo'yish orqali oqimga har qanday rang berilishi mumkin b. Agar siz barmog'ingizni oqim yo'liga qo'ysangiz, suv chayqaladi va bu tomchilar yorqin porlaydi.

Ushbu hodisani tushuntirish juda oddiy. Yorug'lik nuri suv oqimi bo'ylab o'tadi va cheklovdan kattaroq burchak ostida egri sirtga uriladi, to'liq ichki aks etishni boshdan kechiradi va keyin oqimning qarama-qarshi tomoniga yana chegaradan kattaroq burchak ostida uriladi. Shunday qilib, nur jet bo'ylab o'tadi, u bilan birga egiladi.

Ammo agar yorug'lik jet ichida to'liq aks etgan bo'lsa, u holda u tashqaridan ko'rinmaydi. Yorug'likning bir qismi suv, havo pufakchalari va unda mavjud bo'lgan turli xil aralashmalar, shuningdek, jetning notekis yuzasi tufayli tarqaladi, shuning uchun u tashqi tomondan ko'rinadi.

Silindrsimon yorug'lik qo'llanmasi

Agar yorug'lik nurini qattiq shisha kavisli silindrning bir uchiga yo'naltirsangiz, uning ikkinchi uchidan yorug'lik chiqishini sezasiz (2-rasm); Tsilindrning yon yuzasidan deyarli yorug'lik chiqmaydi. Shisha tsilindr orqali yorug'likning o'tishi, silindrning ichki yuzasiga cheklovchi burchakdan kattaroq burchak ostida tushganda, yorug'lik ko'p marta to'liq aks etishi va oxirigacha etib borishi bilan izohlanadi.

Tsilindr qanchalik yupqa bo'lsa, nur shunchalik tez-tez aks ettiriladi va yorug'likning katta qismi silindrning ichki yuzasiga cheklovchi burchakdan kattaroq burchak ostida tushadi.

Olmos va qimmatbaho toshlar

Kremlda Rossiya olmos fondining ko'rgazmasi bor.

Zaldagi yorug'lik biroz xiralashgan. Derazalarda zargarlar ijodi porlaydi. Bu erda siz "Orlov", "Shah", "Mariya", "Valentina Tereshkova" kabi olmoslarni ko'rishingiz mumkin.

Olmosdagi yorug'likning ajoyib o'yinining siri shundaki, bu tosh yuqori sindirish ko'rsatkichiga ega (n=2,4173) va natijada umumiy ichki aks etishning kichik burchagi (a=24˚30') va katta dispersiyaga ega, oq yorug'likning oddiy ranglarga parchalanishiga olib keladi.

Bundan tashqari, olmosdagi yorug'likning o'ynashi uning kesilishining to'g'riligiga bog'liq. Olmosning qirralari kristall ichida yorug'likni bir necha marta aks ettiradi. Yuqori toifali olmoslarning katta shaffofligi tufayli ularning ichidagi yorug'lik deyarli o'z energiyasini yo'qotmaydi, faqat oddiy ranglarga parchalanadi, ularning nurlari keyinchalik turli, eng kutilmagan yo'nalishlarda yorilib ketadi. Toshni aylantirganda, toshdan chiqadigan ranglar o'zgaradi va uning o'zi ko'plab yorqin rang-barang nurlarning manbai bo'lib tuyuladi.

Qizil, mavimsi va lilak rangli olmoslar mavjud. Olmosning porlashi uning kesilishiga bog'liq. Agar siz yaxshi kesilgan suvli shaffof olmosdan yorug'likka qarasangiz, tosh butunlay noaniq ko'rinadi va uning ba'zi qirralari shunchaki qora ko'rinadi. Buning sababi shundaki, yorug'lik to'liq ichki aks etishdan o'tib, teskari yo'nalishda yoki yon tomonlarga chiqadi.

Yorug'lik tomondan qaralganda, yuqori kesim ko'p ranglar bilan porlaydi va joylarda porlaydi. Olmosning yuqori qirralarining yorqin uchquniga olmos yorqinligi deyiladi. Olmosning pastki qismi tashqaridan kumush bilan qoplangan ko'rinadi va metall nashrida.

Eng shaffof va katta olmoslar bezak sifatida xizmat qiladi. Kichik olmoslar texnologiyada metallga ishlov berish mashinalari uchun kesish yoki silliqlash vositasi sifatida keng qo'llaniladi. Olmoslar qattiq jinslarda quduqlarni burg'ulash uchun burg'ulash asboblarining boshlarini mustahkamlash uchun ishlatiladi. Olmosdan bunday foydalanish uning katta qattiqligi tufayli mumkin. Ko'p hollarda boshqa qimmatbaho toshlar alyuminiy oksidi kristallari bo'lib, rang berish elementlari - xrom (ruby), mis (zumrad), marganets (ametist) oksidlari aralashmasidir. Ular, shuningdek, qattiqlik, chidamlilik bilan ajralib turadi va chiroyli ranglar va "yorug'lik o'yinlari" ga ega. Hozirgi vaqtda ular alyuminiy oksidining yirik kristallarini sun'iy ravishda olish va ularni kerakli rangga bo'yash imkoniyatiga ega.

Yorug'lik dispersiyasi hodisalari tabiatning rang-barangligi bilan izohlanadi. Prizmalar bilan optik tajribalarning butun majmuasi 17-asrda ingliz olimi Isaak Nyuton tomonidan amalga oshirilgan. Ushbu tajribalar shuni ko'rsatdiki, oq yorug'lik asosiy emas, uni kompozitsion ("bir hil bo'lmagan") deb hisoblash kerak; asosiylari turli xil ranglardir ("bir xil" nurlar yoki "monoxromatik" nurlar). Oq yorug'likning turli xil ranglarga parchalanishi har bir rangning o'ziga xos sinishi darajasiga ega bo'lganligi sababli sodir bo'ladi. Nyuton tomonidan qilingan bu xulosalar zamonaviy ilmiy g'oyalarga mos keladi.

Sindirish ko'rsatkichining dispersiyasi bilan birga yorug'likning yutilish, o'tkazish va aks ettirish koeffitsientlarining dispersiyasi kuzatiladi. Bu jismlarni yoritishda turli ta'sirlarni tushuntiradi. Misol uchun, agar yorug'lik uchun shaffof bo'lgan ba'zi bir jism mavjud bo'lsa, qizil yorug'lik uchun o'tkazuvchanlik koeffitsienti katta va aks ettirish koeffitsienti kichik, lekin yashil yorug'lik uchun bu aksincha: o'tkazuvchanlik koeffitsienti kichik va aks ettirish koeffitsienti katta, keyin uzatilgan yorug'likda tana qizil ko'rinadi va aks ettirilgan nurda u yashil bo'ladi. Bunday xususiyatlar, masalan, o'simlik barglarida mavjud bo'lgan va uning yashil rangi uchun javobgar bo'lgan yashil modda - xlorofilga ega. Xlorofillning spirtdagi eritmasi yorug'likka qarama-qarshi qaralganda qizil rangda ko'rinadi. Yoritilgan yorug'likda bir xil eritma yashil ko'rinadi.

Agar tananing yutilish koeffitsienti yuqori va o'tkazuvchanlik va aks ettirish koeffitsientlari past bo'lsa, unda bunday jism qora va shaffof bo'lmagan ko'rinadi (masalan, kuydir). Juda oq, shaffof bo'lmagan jism (masalan, magniy oksidi) barcha to'lqin uzunliklari uchun birlikka yaqin aks ettiruvchi va juda past o'tkazuvchanlik va yutilish koeffitsientlariga ega. Yorug'likka to'liq shaffof bo'lgan tana (shisha) past aks ettirish va yutilish koeffitsientlariga ega va barcha to'lqin uzunliklari uchun birlikka yaqin o'tkazuvchanlikka ega. Rangli oynada ba'zi to'lqin uzunliklari uchun o'tkazuvchanlik va aks ettirish koeffitsientlari amalda nolga teng va shunga mos ravishda bir xil to'lqin uzunliklari uchun yutilish koeffitsienti birlikka yaqin.

Yorug'likning sinishi bilan bog'liq hodisalar

Miraj

Saroblarning ba'zi turlari. Saroblarning kengroq turlaridan biz bir nechta turlarni ajratib ko'rsatamiz: "ko'l" saroblari, shuningdek, pastki saroblar, yuqori saroblar, qo'sh va uch martalik saroblar, o'ta uzoq masofali ko'rish saroblari.

Pastki ("ko'l") saroblar juda qizib ketgan sirt ustida paydo bo'ladi. Yuqori saroblar, aksincha, juda salqin yuzada, masalan, sovuq suvda paydo bo'ladi. Agar pastki saroblar, qoida tariqasida, cho'l va dashtlarda kuzatilsa, yuqori qismi shimoliy kengliklarda kuzatiladi.

Yuqori saroblar xilma-xildir. Ba'zi hollarda ular to'g'ridan-to'g'ri tasvirni beradi, boshqa hollarda havoda teskari tasvir paydo bo'ladi. Mirajlar ikki xil bo'lishi mumkin, ikkita tasvir kuzatilganda, biri oddiy va biri teskari. Ushbu tasvirlar havo chizig'i bilan ajratilishi mumkin (biri ufq chizig'idan yuqorida, ikkinchisi uning ostida bo'lishi mumkin), lekin bir-biri bilan bevosita birlashishi mumkin. Ba'zan boshqasi paydo bo'ladi - uchinchi tasvir.

Ultra uzoq masofali ko'rish saroblari ayniqsa hayratlanarli. K. Flammarion o'zining "Atmosfera" kitobida bunday sarob misolini quyidagicha tasvirlaydi: "Bir necha ishonchli kishilarning guvohliklariga asoslanib, men 1815 yil iyun oyida Verviers shahrida (Belgiya) ko'rilgan sarob haqida xabar berishim mumkin. Bir kuni ertalab. , shahar aholisi osmondagi armiyani ko'rdi va u shunchalik aniq ediki, artilleriyachilarning kostyumlarini va hatto, masalan, g'ildiragi singan to'pni ham ajratib olish mumkin edi ... Tong edi. Vaterloo jangi haqida! Ta'riflangan sarob guvohlardan biri tomonidan rangli akvarel shaklida tasvirlangan. Vaterlodan Verviersgacha bo'lgan to'g'ri chiziqdagi masofa 100 km dan ortiq. Shunga o'xshash saroblar katta masofalarda - 1000 kmgacha kuzatilgan holatlar mavjud. Uchuvchi gollandni ana shu saroblardan biri sifatida tasniflash kerak.

Pastki ("ko'l") sarobning tushuntirishi. Agar yer yuzasiga yaqin havo juda issiq bo'lsa va shuning uchun uning zichligi nisbatan past bo'lsa, u holda sirtdagi sinishi ko'rsatkichi yuqori havo qatlamlariga qaraganda kamroq bo'ladi. Havoning sinishi indeksini o'zgartirish n balandligi bilan h ko'rib chiqilayotgan ish uchun er yuzasi yaqinida 3-rasmda ko'rsatilgan, a.

Belgilangan qoidaga muvofiq, er yuzasiga yaqin yorug'lik nurlari bu holda ularning traektoriyasi pastga qarab konveks bo'lishi uchun egiladi. A nuqtada kuzatuvchi bo'lsin. Ko'k osmonning ma'lum bir hududidan yorug'lik nuri kuzatuvchining ko'ziga ko'rsatilgan egrilikni boshdan kechiradi. Bu shuni anglatadiki, kuzatuvchi osmonning tegishli qismini ufq chizig'idan yuqorida emas, balki uning ostida ko'radi. Unga u suvni ko'rgandek tuyuladi, garchi aslida uning oldida moviy osmon tasviri bor. Agar biz ufq chizig'i yaqinida tepaliklar, palma daraxtlari yoki boshqa narsalar borligini tasavvur qilsak, kuzatuvchi nurlarning qayd etilgan egriligi tufayli ularni teskari ko'radi va ularni mavjud bo'lmagan narsalardagi mos keladigan ob'ektlarning aksi sifatida qabul qiladi. suv. Shunday qilib, illyuziya paydo bo'ladi, bu "ko'l" sarobidir.

Oddiy ustun saroblar. Taxmin qilish mumkinki, er yoki suv yuzasida havo isitilmaydi, aksincha, yuqori havo qatlamlari bilan solishtirganda sezilarli darajada soviydi; h balandligi bilan n ning o'zgarishi 4-rasm, a da ko'rsatilgan. Ko'rib chiqilayotgan holatda yorug'lik nurlari ularning traektoriyasi yuqoriga qarab konveks bo'lishi uchun egiladi. Shuning uchun, endi kuzatuvchi ufq orqasida o'zidan yashiringan narsalarni ko'rishi mumkin va u ularni go'yo ufq chizig'idan yuqorida osilgandek tepada ko'radi. Shuning uchun bunday saroblar yuqori deb ataladi.

Yuqori sarob ham tik, ham teskari tasvirni yaratishi mumkin. Rasmda ko'rsatilgan to'g'ridan-to'g'ri tasvir havoning sinishi indeksi balandlik bilan nisbatan sekin pasayganda sodir bo'ladi. Sinishi indeksi tez pasayganda, teskari tasvir hosil bo'ladi. Buni gipotetik holatni ko'rib chiqish orqali tekshirish mumkin - ma'lum balandlikda h sinishi ko'rsatkichi keskin kamayadi (5-rasm). Ob'ektning nurlari kuzatuvchi A ga yetib borishdan oldin BC chegarasidan to'liq ichki aks etishni boshdan kechiradi, uning ostida bu holda zichroq havo mavjud. Ko'rinib turibdiki, ustun sarob ob'ektning teskari tasvirini beradi. Aslida, havo qatlamlari o'rtasida keskin chegara yo'q, o'tish asta-sekin sodir bo'ladi. Ammo agar u etarlicha keskin sodir bo'lsa, unda ustun sarob teskari tasvirni beradi (5-rasm).

Ikki va uch karra sarob. Agar havoning sindirish ko'rsatkichi avval tez, keyin sekin o'zgarsa, bu holda I mintaqadagi nurlar II mintaqaga qaraganda tezroq egiladi. Natijada ikkita rasm paydo bo'ladi (6, 7-rasm). Havo hududida tarqaladigan yorug'lik nurlari 1 I ob'ektning teskari tasvirini hosil qiladi. Asosan II hudud ichida tarqaladigan 2-nurlar kamroq egilib, toʻgʻri tasvir hosil qiladi.

Uch marta sarob qanday paydo bo'lishini tushunish uchun siz uchta ketma-ket havo hududini tasavvur qilishingiz kerak: birinchisi (sirt yaqinida), bu erda sinishi ko'rsatkichi balandlik bilan asta-sekin kamayadi, keyingisi, sinishi ko'rsatkichi tezda pasayadi va uchinchi mintaqa, bu erda. sindirish ko'rsatkichi yana asta-sekin kamayadi. Rasmda balandlik bilan sindirish ko'rsatkichining hisobga olingan o'zgarishi ko'rsatilgan. Rasmda uch marta sarob qanday sodir bo'lishi ko'rsatilgan. 1-nurlar ob'ektning pastki tasvirini hosil qiladi, ular havo mintaqasi ichida tarqaladi I. Nurlar 2 teskari tasvirni hosil qiladi; Men II havo mintaqasiga tushaman, bu nurlar kuchli egrilikni boshdan kechiradi. 3-nurlar ob'ektning yuqori to'g'ridan-to'g'ri tasvirini hosil qiladi.

Ultra uzoq masofali ko'rish sarobi. Ushbu saroblarning tabiati eng kam o'rganilgan. Atmosfera shaffof, suv bug'lari va ifloslanishsiz bo'lishi kerakligi aniq. Lekin bu yetarli emas. Sovutilgan havoning barqaror qatlami er yuzasidan ma'lum bir balandlikda shakllanishi kerak. Bu qatlam ostida va yuqorida havo issiqroq bo'lishi kerak. Qattiq sovuq havo qatlamiga kiradigan yorug'lik nuri go'yo uning ichida "qulflangan" va go'yo yorug'lik yo'riqnomasi orqali tarqaladi. 8-rasmdagi nur yo'li har doim havoning kamroq zich joylariga qarab qavariq bo'ladi.

Ultra uzoq masofali saroblarning paydo bo'lishini tabiat ba'zan yaratadigan bunday "yorug'lik qo'llanmalari" ichida nurlarning tarqalishi bilan izohlash mumkin.

Kamalak

Kamalak - bu go'zal samoviy hodisa bo'lib, u doimo inson e'tiborini tortadi. Qadimgi davrlarda, odamlar atrofdagi dunyo haqida hali ham kam ma'lumotga ega bo'lganlarida, kamalak "samoviy belgi" hisoblangan. Shunday qilib, qadimgi yunonlar kamalakni ma'buda Irisning tabassumi deb o'ylashgan.

Yomg'ir bulutlari yoki yomg'ir fonida quyoshga qarama-qarshi yo'nalishda kamalak kuzatiladi. Ko'p rangli yoy odatda kuzatuvchidan 1-2 km masofada joylashgan bo'lib, ba'zan uni favvoralar yoki suv purkashlari natijasida hosil bo'lgan suv tomchilari fonida 2-3 m masofada kuzatish mumkin.

Kamalakning markazi Quyoshni va kuzatuvchining ko'zini bog'laydigan to'g'ri chiziqning davomida - antisolar chiziqda joylashgan. Asosiy kamalak tomon yo'nalish va quyoshga qarshi chiziq orasidagi burchak 41-42º (9-rasm).

Quyosh chiqishi vaqtida quyoshga qarshi nuqta (M nuqtasi) ufq chizig'ida joylashgan va kamalak yarim doira ko'rinishiga ega. Quyosh chiqishi bilan antisolar nuqta ufqdan pastga siljiydi va kamalak hajmi kamayadi. U doiraning faqat bir qismini ifodalaydi.

Ikkilamchi kamalak ko'pincha kuzatiladi, birinchisi bilan konsentrik, burchak radiusi taxminan 52º va ranglari teskari.

Quyosh balandligi 41º bo'lsa, asosiy kamalak ko'rinmaydi va yon kamalakning faqat bir qismi ufqdan yuqoriga chiqadi va Quyosh balandligi 52º dan yuqori bo'lsa, yon kamalak ham ko'rinmaydi. Shuning uchun o'rta ekvatorial kengliklarda bu tabiat hodisasi hech qachon peshin vaqtida kuzatilmaydi.

Kamalakning ettita asosiy rangi bor, ular biridan ikkinchisiga silliq o'tadi.

Yoyning turi, ranglarning yorqinligi va chiziqlar kengligi suv tomchilarining o'lchamiga va ularning soniga bog'liq. Katta tomchilar torroq kamalakni hosil qiladi, keskin yorqin ranglar bilan, kichik tomchilar loyqa, xira va hatto oq yoy hosil qiladi. Shuning uchun yozda momaqaldiroqdan keyin yorqin tor kamalak ko'rinadi, uning davomida katta tomchilar tushadi.

Kamalak nazariyasi birinchi marta 1637 yilda Rene Dekart tomonidan taklif qilingan. U kamalaklarni yomg'ir tomchilarida yorug'likning aks etishi va sinishi bilan bog'liq hodisa sifatida tushuntirdi.

Ranglarning paydo bo'lishi va ularning ketma-ketligi oq yorug'likning murakkab tabiati va uning muhitda tarqalishini ochib bo'lgach, keyinroq tushuntirildi. Kamalaklarning diffraktsiya nazariyasi Eri va Partner tomonidan ishlab chiqilgan.

Biz eng oddiy holatni ko'rib chiqishimiz mumkin: parallel quyosh nurlari dastasi to'pga o'xshash tomchilarga tushsin (10-rasm). A nuqtada tomchi yuzasiga tushgan nur uning ichida sinish qonuniga muvofiq sinadi:

n sin a=n sin b, bu yerda n=1, n≈1,33 –

mos ravishda havo va suvning sindirish ko'rsatkichlari, a - tushish burchagi, b - yorug'likning sinish burchagi.

Tomchi ichida AB nuri to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanadi. B nuqtada nur qisman sinadi va qisman aks etadi. Shuni ta'kidlash kerakki, B nuqtasida va shuning uchun A nuqtada tushish burchagi qanchalik kichik bo'lsa, aks ettirilgan nurning intensivligi shunchalik past bo'ladi va singan nurning intensivligi shunchalik katta bo'ladi.

AB nuri, B nuqtada aks etgandan so'ng, b`=b b burchak ostida yuzaga keladi va yorug'likning qisman aks etishi va qisman sinishi ham sodir bo'ladigan C nuqtaga tegadi. Singan nur tomchini g burchak ostida qoldiradi va aks ettirilgan nur D nuqtaga va boshqalarga uzoqroq borishi mumkin. Shunday qilib, tomchidagi yorug'lik nuri ko'p marta aks etadi va sinadi. Har bir aks ettirishda yorug'lik nurlarining bir qismi chiqib ketadi va ularning tomchi ichidagi intensivligi pasayadi. Havoga chiqadigan nurlarning eng kuchlisi B nuqtasidagi tomchidan chiqadigan nurdir. Lekin uni kuzatish qiyin, chunki u yorqin to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuri fonida yo'qoladi. S nuqtada singan nurlar birgalikda qora bulut fonida birlamchi kamalakni hosil qiladi, D nuqtada singan nurlar esa birlamchidan kamroq intensiv bo'lgan ikkilamchi kamalakni hosil qiladi.

Kamalakning shakllanishini ko'rib chiqayotganda, yana bir hodisani hisobga olish kerak - turli uzunlikdagi yorug'lik to'lqinlarining, ya'ni turli rangdagi yorug'lik nurlarining teng bo'lmagan sinishi. Bu hodisa dispersiya deb ataladi. Dispersiya tufayli tomchidagi nurlarning sinish burchaklari g va burilish burchagi D turli rangdagi nurlar uchun farq qiladi.

Ko'pincha biz bitta kamalakni ko'ramiz. Osmonda bir vaqtning o'zida birin-ketin joylashgan ikkita kamalak chizig'i paydo bo'lishi odatiy hol emas; Bundan tashqari, ular yanada ko'proq samoviy yoylarni - bir vaqtning o'zida uchta, to'rtta va hatto beshtasini kuzatadilar. Bu qiziqarli hodisani leningradliklar 1948 yil 24 sentyabrda, tushdan keyin Neva ustidagi bulutlar orasida to'rtta kamalak paydo bo'lganda kuzatdilar. Ma'lum bo'lishicha, kamalak nafaqat to'g'ridan-to'g'ri nurlardan paydo bo'lishi mumkin; Ko'pincha quyoshning aks ettirilgan nurlarida paydo bo'ladi. Buni dengiz sohillari, yirik daryolar va ko'llar qirg'oqlarida ko'rish mumkin. Uch yoki to'rtta kamalak - oddiy va aks ettirilgan - ba'zida chiroyli rasm yaratadi. Quyoshning suv yuzasidan aks ettirilgan nurlari pastdan yuqoriga qarab harakat qilganligi sababli, nurlarda hosil bo'lgan kamalak ba'zan butunlay g'ayrioddiy ko'rinishi mumkin.

Kamalaklarni faqat kun davomida ko'rish mumkin deb o'ylamasligingiz kerak. Har doim zaif bo'lsa-da, kechasi ham sodir bo'ladi. Bunday kamalakni tungi yomg'irdan keyin, Oy bulutlar ortidan paydo bo'lganda ko'rishingiz mumkin.

Kamalakning qandaydir o'xshashligini quyidagi tajriba orqali olish mumkin: siz quyosh nuri bilan suv bilan to'ldirilgan kolbani yoki oq taxtadagi teshikdan chiroqni yoritishingiz kerak. Keyin taxtada kamalak aniq ko'rinadi va nurlarning dastlabki yo'nalishga nisbatan ajralish burchagi taxminan 41-42 ° ni tashkil qiladi. Tabiiy sharoitda ekran yo'q, tasvir ko'zning to'r pardasida paydo bo'ladi va ko'z bu tasvirni bulutlarga chiqaradi.

Agar quyosh botishidan oldin kechqurun kamalak paydo bo'lsa, qizil kamalak kuzatiladi. Quyosh botishidan oldin so'nggi besh yoki o'n daqiqada kamalakning qizildan tashqari barcha ranglari yo'qoladi va u quyosh botganidan o'n daqiqa o'tgach ham juda yorqin va ko'rinadigan bo'ladi.

Shudring ustidagi kamalak go'zal manzara. Uni quyosh chiqqanda shudring bilan qoplangan o'tlarda kuzatish mumkin. Bu kamalak giperbolaga o'xshaydi.

Auroralar

Tabiatning eng go'zal optik hodisalaridan biri bu aurora.

Ko'pgina hollarda, auroralar yashil yoki ko'k-yashil rangga ega, vaqti-vaqti bilan dog'lar yoki pushti yoki qizil chegara mavjud.

Auroralar ikkita asosiy shaklda - lentalar shaklida va bulutga o'xshash dog'lar shaklida kuzatiladi. Yorqinlik kuchli bo'lsa, u lentalar shaklini oladi. Intensivlikni yo'qotib, u dog'larga aylanadi. Biroq, ko'plab lentalar dog'larni buzishga ulgurmasdan yo'qoladi. Lentalar osmonning qorong'u bo'shlig'ida osilgandek, ulkan parda yoki pardaga o'xshaydi, odatda sharqdan g'arbga minglab kilometrlarga cho'zilgan. Bu pardaning balandligi bir necha yuz kilometr, qalinligi bir necha yuz metrdan oshmaydi va u shunchalik nozik va shaffofki, u orqali yulduzlar ko'rinadi. Pardaning pastki qirrasi juda aniq va aniq chizilgan va ko'pincha parda chegarasini eslatuvchi qizil yoki pushti rangda bo'yalgan; yuqori qirrasi asta-sekin balandlikda yo'qoladi va bu kosmosning chuqurligi haqida juda ta'sirli taassurot qoldiradi.

Auroralarning to'rt turi mavjud:

Bir hil yoy - yorqin chiziq eng oddiy, eng sokin shaklga ega. U pastdan yorqinroq va osmon porlashi fonida asta-sekin yuqoriga qarab yo'qoladi;

Radiant yoy - lenta biroz faolroq va harakatchan bo'lib, kichik burmalar va oqimlarni hosil qiladi;

Radial chiziq - faollik kuchayishi bilan katta burmalar kichiklarni bir-biriga yopishadi;

Faoliyat oshgani sayin, burmalar yoki halqalar juda katta o'lchamlarga qadar kengayadi va lentaning pastki qirrasi pushti porlash bilan yorqin porlaydi. Faoliyat pasayganda, burmalar yo'qoladi va lenta bir xil shaklga qaytadi. Bu shuni ko'rsatadiki, bir hil struktura auroraning asosiy shaklidir va burmalar faollikning oshishi bilan bog'liq.

Ko'pincha boshqa turdagi nurlanishlar paydo bo'ladi. Ular butun qutb mintaqasini qamrab oladi va juda qizg'in. Ular quyosh faolligining oshishi paytida yuzaga keladi. Ushbu auroralar oq-yashil qalpoq shaklida ko'rinadi. Bunday auroralar squalls deb ataladi.

Auroraning yorqinligidan kelib chiqib, ular bir-biridan kattalik tartibida (ya'ni 10 marta) farq qiluvchi to'rtta sinfga bo'linadi. Birinchi sinfga deyarli sezilmaydigan va yorqinligi bo'yicha Somon yo'liga teng bo'lgan auroralar kiradi, to'rtinchi sinf esa Yerni to'lin oy kabi yorqin tarzda yoritadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, hosil bo'lgan qutb sekundiga 1 km tezlikda g'arbga tarqaladi. Auroral chaqnash zonasida atmosferaning yuqori qatlamlari qiziydi va yuqoriga ko'tariladi, bu esa ushbu zonalar orqali o'tadigan sun'iy Yer yo'ldoshlarining tormozlanishining kuchayishiga ta'sir qildi.

Auroralar paytida Yer atmosferasida girdobli elektr oqimlari paydo bo'lib, katta maydonlarni qamrab oladi. Ular magnit bo'ronlari deb ataladigan qo'shimcha beqaror magnit maydonlarni qo'zg'atadi. Auroralar paytida atmosfera rentgen nurlarini chiqaradi, bu atmosferadagi elektronlarning sekinlashishi natijasida paydo bo'ladi.

Yorqinlikning kuchli chaqnashlari ko'pincha shovqin va shitirlashni eslatuvchi tovushlar bilan birga keladi. Auroralar ionosferada kuchli o'zgarishlarni keltirib chiqaradi, bu esa o'z navbatida radioaloqa sharoitlariga ta'sir qiladi. Aksariyat hollarda radio aloqasi sezilarli darajada yomonlashadi. Kuchli aralashuv mavjud, ba'zan esa qabul qilishning to'liq yo'qolishi.

Auroralar qanday paydo bo'ladi. Yer ulkan magnit bo‘lib, uning janubiy qutbi shimoliy geografik qutbga yaqin, shimoliy qutbi esa janubga yaqin joylashgan. Geomagnit chiziqlar deb ataladigan Yerning magnit maydon chiziqlari Yerning magnit shimoliy qutbiga tutash hududdan chiqib, yer sharini oʻrab oladi va janubiy magnit qutbga kirib, Yer atrofida toroidal panjara hosil qiladi.

Qadim zamonlardan beri magnit maydon chiziqlarining joylashishi yer o'qiga nisbatan simmetrik ekanligiga ishonishgan. Endi ma'lum bo'ldiki, "quyosh shamoli" - Quyosh chiqaradigan protonlar va elektronlar oqimi Yerning geomagnit qobig'iga taxminan 20 000 km balandlikdan urilib, uni orqaga, Quyoshdan uzoqlashtiradi. Yerda o'ziga xos magnit "dum" hosil qiladi.

Yerning magnit maydoniga tushgan elektron yoki proton xuddi geomagnit chiziq atrofida aylanayotgandek spiral bo'ylab harakatlanadi. Quyosh shamolidan Yer magnit maydoniga kiradigan elektronlar va protonlar ikki qismga bo'linadi. Ulardan ba'zilari darhol Yerning qutb hududlariga magnit kuch chiziqlari bo'ylab oqadi; boshqalari teroid ichiga kirib, uning ichida harakat qiladi, xuddi chap qo'l qoidasiga ko'ra, ABC yopiq egri chizig'i bo'ylab amalga oshirilishi mumkin. Bu proton va elektronlar ham oxir-oqibat geomagnit chiziqlar bo'ylab qutblar hududiga oqib o'tadi, bu erda ularning ortib borayotgan konsentratsiyasi sodir bo'ladi. Protonlar va elektronlar gazlar atomlari va molekulalarining ionlanishi va qo'zg'alishini hosil qiladi. Buning uchun ular yetarli energiyaga ega, chunki protonlar Yerga 10 000-20 000 eV (1 eV = 1,6 10 J), elektronlar esa 10-20 eV energiya bilan keladi. Atomlarni ionlash uchun sizga kerak bo'ladi: vodorod uchun - 13,56 eV, kislorod uchun - 13,56 eV, azot uchun - 124,47 eV va qo'zg'alish uchun undan ham kamroq.

Qo'zg'atilgan gaz atomlari olingan energiyani yorug'lik shaklida qaytaradi, xuddi ular orqali oqim o'tganda kam gazli quvurlarda sodir bo'ladigan narsaga o'xshaydi.

Spektral tadqiqot shuni ko'rsatadiki, yashil va qizil porlash qo'zg'atilgan kislorod atomlariga, infraqizil va binafsha rang esa ionlangan azot molekulalariga tegishli. Ba'zi kislorod va azot emissiya chiziqlari 110 km balandlikda hosil bo'ladi va kislorodning qizil porlashi 200-400 km balandlikda sodir bo'ladi. Qizil yorug'likning yana bir zaif manbai - atmosferaning yuqori qatlamlarida Quyoshdan keladigan protonlardan hosil bo'lgan vodorod atomlari. Elektronni tutib, bunday proton hayajonlangan vodorod atomiga aylanadi va qizil nur chiqaradi.

Auroral chaqnashlar odatda quyosh chaqnashlaridan bir yoki ikki kun o'tgach sodir bo'ladi. Bu ushbu hodisalar o'rtasidagi bog'liqlikni tasdiqlaydi. Raketalar yordamida olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, auroralar kuchliroq joylarda gazlarning elektronlar tomonidan sezilarli darajada ionlanishi kuzatiladi.

Yaqinda olimlar auroralar okeanlar va dengizlar qirg'oqlari yaqinida kuchliroq ekanligini aniqladilar.

Ammo auroralar bilan bog'liq barcha hodisalarni ilmiy tushuntirish bir qator qiyinchiliklarga duch keladi. Masalan, zarralarni ko'rsatilgan energiyalarga tezlashtirishning aniq mexanizmi noma'lum, ularning Yerga yaqin kosmosdagi traektoriyalari to'liq aniq emas, zarrachalarning ionlashuvi va qo'zg'alish energiya balansida hamma narsa miqdoriy jihatdan yaqinlashmaydi, turli xil energiya hosil bo'lish mexanizmi. luminesans turlari to'liq aniq emas va tovushlarning kelib chiqishi noaniq.

Adabiyot:

5. “Yosh fizikning entsiklopedik lug‘ati”, V. A. Chuyanov tomonidan tuzilgan, “Pedagogika” nashriyoti, Moskva, 1984 y.

6. "Maktab o'quvchilarining fizika bo'yicha qo'llanmasi", tuzilgan - "Slovo" filologiya jamiyati, Moskva, 1995 yil.

7. “Fizika 11”, N. M. Shaxmaev, S. N. Shaxmaev, D. Sh. Shodiev, “Prosveshchenie” nashriyoti, Moskva, 1991 y.

8. “Fizikadan muammolarni hal qilish”, V. A. Shevtsov, Nijne-Voljskoe kitob nashriyoti, Volgograd, 1999 yil.

Tabiatdagi optik hodisalar: aks ettirish, susaytirish, umumiy ichki aks ettirish, kamalak, sarob.

Rossiya davlat agrar universiteti K.A nomidagi Moskva qishloq xo'jaligi akademiyasi. Timiryazev

Mavzu: Tabiatdagi optik hodisalar

Amalga oshirildi

Baxtina Tatyana Igorevna

O'qituvchi:

Momji Sergey Georgievich

Moskva, 2014 yil

1. Optik hodisalarning turlari

3. Umumiy ichki aks ettirish

Xulosa

1. Optik hodisalarning turlari

Har bir ko'rinadigan hodisaning optik hodisasi yorug'lik va jismoniy va biologik moddiy muhitning o'zaro ta'siri natijasidir. Yashil yorug'lik nuri optik hodisaga misoldir.

Umumiy optik hodisalar ko'pincha quyosh yoki oydan keladigan yorug'likning atmosfera, bulutlar, suv, chang va boshqa zarralar bilan o'zaro ta'siri tufayli yuzaga keladi. Ulardan ba'zilari, xuddi yashil yorug'lik nuri kabi, juda kam uchraydigan hodisa bo'lib, ular ba'zan afsonaviy hisoblanadi.

Optik hodisalarga atmosferaning optik xususiyatlaridan, tabiatning qolgan qismidan (boshqa hodisalar) kelib chiqadigan hodisalar kiradi; ob'ektlardan, tabiiy yoki inson tabiati (optik effektlar), bu erda bizning ko'zlarimiz hodisalarning entoptik xususiyatiga ega.

Yorug'likning kvant yoki to'lqin tabiati natijasida paydo bo'ladigan ko'plab hodisalar mavjud. Ulardan ba'zilari juda nozik va faqat ilmiy asboblar yordamida aniq o'lchovlar orqali kuzatilishi mumkin.

Men o'z ishimda biz kundalik hayotda tez-tez uchrab turadigan nometall (aks etish, susaytirish) va atmosfera hodisalari (sarob, kamalak, auroralar) bilan bog'liq optik hodisalarni ko'rib chiqmoqchiman va ular haqida gapirmoqchiman.

2. Oynali optik hodisalar

Chirog'im, oynam, ayt menga...

Agar biz oddiy va aniq ta'rifni oladigan bo'lsak, unda Ko'zgu yorug'likni (yoki boshqa nurlanishni) aks ettirish uchun mo'ljallangan silliq sirtdir. Eng mashhur misol - samolyot oynasi.

Ko'zgularning zamonaviy tarixi 13-asrga to'g'ri keladi, aniqrog'i, Evropa shisha idishlarni puflashni o'rgangan 1240 yildan boshlanadi. Haqiqiy shisha oynaning ixtirosi 1279 yilda, fransiskalik Jon Pekxem shishani yupqa qalay qatlami bilan qoplash usulini tasvirlab bergan paytdan boshlanadi.

Inson tomonidan ixtiro qilingan va yaratilgan nometalllarga qo'shimcha ravishda, aks ettiruvchi yuzalar ro'yxati katta va kengdir: suv omborining yuzasi, ba'zan muz, ba'zan sayqallangan metall, shunchaki shisha, agar siz unga ma'lum bir burchakdan qarasangiz, lekin shunga qaramay, bu sun'iy oyna bo'lib, uni amalda ideal aks ettiruvchi sirt deb atash mumkin.

Agar yorug'likning to'lqin tabiatini hisobga olmagan holda, geometrik optika qonunlarini qo'llasak, oynadan aks ettirilgan nurlar yo'lining printsipi oddiy. Yorug'lik nuri oyna yuzasiga (biz butunlay noaniq oynani ko'rib chiqamiz) nurning oynaga tushish nuqtasiga chizilgan normal (perpendikulyar) ga alfa burchak ostida tushadi. Yoritilgan nurning burchagi bir xil qiymatga teng bo'ladi - alfa. Ko'zgu tekisligiga to'g'ri burchak ostida joylashgan oynaga tushgan nur o'z-o'zidan aks etadi.

Eng oddiy - tekis oyna uchun tasvir ko'zgu tekisligiga nisbatan ob'ektga simmetrik ravishda oyna orqasida joylashgan bo'ladi; u virtual, tekis va ob'ektning o'zi bilan bir xil o'lchamda bo'ladi.

Tinch suvda aks ettirilgan landshaftning haqiqiydan farq qilmasligi, faqat teskari burilgani haqiqatdan yiroq. Agar kishi kechqurun lampalarning suvda qanday aks etishiga yoki suvga tushayotgan qirg'oqning qanday aks etishiga qarasa, unda aks ettirish unga qisqartirilgandek tuyuladi va agar kuzatuvchi suv sathidan baland bo'lsa, butunlay "yo'qoladi". suv. Bundan tashqari, siz bir qismi suvga botgan tosh tepasining aksini hech qachon ko'ra olmaysiz. Peyzaj kuzatuvchiga xuddi suv sathidan pastda joylashgan nuqtadan kuzatilgandek ko'rinadi, xuddi kuzatuvchining ko'zi sirtdan yuqorida. Peyzaj va uning tasviri o'rtasidagi farq ko'z suv yuzasiga yaqinlashganda, shuningdek, ob'ekt uzoqlashganda kamayadi. Ko'pincha odamlar ko'lmakdagi butalar va daraxtlarning aksi yorqinroq ranglar va boy ohanglarga ega deb o'ylashadi. Bu xususiyatni oynadagi narsalarning aksini kuzatish orqali ham sezish mumkin. Bu erda psixologik idrok hodisaning jismoniy tomoniga qaraganda ko'proq rol o'ynaydi. Ko'zgu ramkasi va hovuz qirg'oqlari landshaftning kichik maydonini cheklab qo'yadi, bu odamning lateral ko'rishini butun osmondan keladigan ortiqcha tarqoq yorug'likdan himoya qiladi va kuzatuvchini ko'r qiladi, ya'ni u kichik maydonga qaraydi. go'yo qorong'u tor quvur orqali manzara. To'g'ridan-to'g'ri yorug'lik bilan solishtirganda aks ettirilgan yorug'likning yorqinligini kamaytirish odamlarga osmonni, bulutlarni va to'g'ridan-to'g'ri ko'rilganda ko'z uchun juda yorqin bo'lgan boshqa yorqin yoritilgan narsalarni kuzatishni osonlashtiradi.

3. Yorug'likning to'liq ichki aks etishi

Chiroyli ko'rinish - bu favvora bo'lib, uning o'chirilgan oqimlari ichkaridan yoritilgan. Buni oddiy sharoitda quyidagi tajribani bajarish orqali tasvirlash mumkin. Uzun bo'yli qalay qutida, pastki qismdan 5 sm balandlikda, diametri 5-6 mm bo'lgan dumaloq teshikni burish kerak. Rozetkaga ega lampochka ehtiyotkorlik bilan selofan qog'ozga o'ralgan va teshikka qarama-qarshi qo'yilgan bo'lishi kerak. Siz idishga suv quyishingiz kerak. Teshikni ochib, biz ichkaridan yoritilgan jetni olamiz. Qorong'i xonada u yorqin porlaydi va juda ta'sirli ko'rinadi. Yorug'lik nurlari yo'liga rangli shisha qo'yish orqali oqimga har qanday rang berilishi mumkin. Agar siz barmog'ingizni oqim yo'liga qo'ysangiz, suv chayqaladi va bu tomchilar yorqin porlaydi. Ushbu hodisani tushuntirish juda oddiy. Yorug'lik nuri suv oqimi bo'ylab o'tadi va cheklovdan kattaroq burchak ostida egri sirtga uriladi, to'liq ichki aks etishni boshdan kechiradi va keyin oqimning qarama-qarshi tomoniga yana chegaradan kattaroq burchak ostida uriladi. Shunday qilib, nur jet bo'ylab o'tadi, u bilan birga egiladi. Ammo agar yorug'lik jet ichida to'liq aks etgan bo'lsa, u holda u tashqaridan ko'rinmaydi. Yorug'likning bir qismi suv, havo pufakchalari va unda mavjud bo'lgan turli xil aralashmalar, shuningdek, jetning notekis yuzasi tufayli tarqaladi, shuning uchun u tashqi tomondan ko'rinadi.

Men bu erda ushbu hodisa uchun jismoniy tushuntirish beraman. Birinchi muhitning absolyut sindirish ko'rsatkichi ikkinchi muhitning absolyut sindirish ko'rsatkichidan n1 > n2 katta bo'lsin, ya'ni birinchi muhit optik jihatdan zichroq. Bu erda ommaviy axborot vositalarining mutlaq ko'rsatkichlari mos ravishda teng:

Keyin, agar siz yorug'lik nurini optik jihatdan zichroq muhitdan optik jihatdan kamroq zichroq muhitga yo'naltirsangiz, u holda tushish burchagi oshgani sayin, singan nur ikki muhit orasidagi interfeysga yaqinlashadi, so'ngra interfeys bo'ylab o'tadi va tushish burchagi yanada oshishi bilan singan nur yo'qoladi, ya'ni .e. hodisa nuri butunlay ikki ommaviy axborot vositalari o'rtasidagi interfeys tomonidan aks ettiriladi.

Cheklovchi burchak (alfa nol) - bu 90 graduslik sinishi burchagiga mos keladigan tushish burchagi. Suv uchun chegara burchagi 49 daraja. Shisha uchun - 42 daraja. Tabiatdagi ko'rinishlar: - suv osti o'simliklaridagi havo pufakchalari oynaga o'xshaydi - shudring tomchilari rang-barang chiroqlar bilan miltillaydi - olmoslarning yorug'lik nurlarida "o'ynashi" - stakandagi suv yuzasi pastdan ko'rinib turadi. shisha devori orqali.

4. Atmosferaning optik hodisalari

Sarob - bu atmosferadagi optik hodisa: yorug'likning zichligi keskin farq qiladigan havo qatlamlari orasidagi chegara orqali aks etishi. Kuzatuvchi uchun bunday aks ettirish, uzoqdagi ob'ekt (yoki osmonning bir qismi) bilan birga, unga nisbatan ko'chirilgan virtual tasvirining ko'rinishini anglatadi.

Ya'ni, sarob yorug'lik nurlarining o'yinidan boshqa narsa emas. Gap shundaki, cho'lda yer juda isiydi. Ammo shu bilan birga, undan turli masofalarda erdan yuqoridagi havo harorati juda katta farq qiladi. Masalan, er sathidan o'n santimetr balandlikdagi havo qatlamining harorati sirt haroratidan 30-50 daraja kamroq.

Fizikaning barcha qonunlari shunday deydi: yorug'lik bir hil muhitda to'g'ri chiziqda tarqaladi. Biroq, bunday ekstremal sharoitlarda qonun qo'llanilmaydi. Nima gaplar? Bunday harorat farqlarida nurlar sina boshlaydi va erning o'zida ular odatda aks eta boshlaydi va shu bilan biz sarob deb atashga odatlangan illyuziyalarni yaratadi. Ya'ni, sirt yaqinidagi havo oynaga aylanadi.

Saroblar odatda cho'llar bilan bog'liq bo'lsa-da, ular ko'pincha suv sathida, tog'larda va ba'zan hatto yirik shaharlarda ham kuzatilishi mumkin. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, harorat keskin o'zgargan joyda, bu ajoyib suratlarni kuzatish mumkin.

Bu hodisa juda keng tarqalgan. Masalan, sayyoramizdagi eng katta cho'lda har yili 160 mingga yaqin saroblar kuzatiladi.

Qizig'i shundaki, saroblar cho'l bolalari hisoblansa-da, Alyaska uzoq vaqtdan beri ularning paydo bo'lishida shubhasiz etakchi sifatida tan olingan. Qanchalik sovuq bo'lsa, kuzatilgan sarob shunchalik tiniq va chiroyliroq bo'ladi.

Bu hodisa qanchalik keng tarqalgan bo'lmasin, uni o'rganish juda qiyin. Nega? Ha, hamma narsa juda oddiy. Qaerda va qachon paydo bo'lishini, qanday bo'lishini va qancha umr ko'rishini hech kim bilmaydi.

Saroblar haqida turli xil yozuvlar paydo bo'lgandan so'ng, tabiiyki, ularni tasniflash kerak edi. Ma'lum bo'lishicha, ularning xilma-xilligiga qaramay, sarobning faqat olti turini aniqlash mumkin edi: pastki (ko'l), yuqori (osmonda paydo bo'ladigan), yon, "Fata Morgana", arvoh saroblari va bo'ri saroblari.

Sarobning yanada murakkab turi Fata Morgana deb ataladi. Bunga hali hech qanday izoh topilmagan.

Pastki (ko'l) sarob.

Bu eng keng tarqalgan saroblar. Ular kelib chiqqan joylar tufayli o'z nomlarini oldilar. Ular er va suv yuzasida kuzatiladi.

Yuqori saroblar (masofani ko'rish saroblari).

Ushbu turdagi sarob avvalgi turga o'xshab kelib chiqishi jihatidan oddiy. Biroq, bunday saroblar ancha xilma-xil va chiroyli. Ular havoda paydo bo'ladi. Ulardan eng maftunkori mashhur arvoh shaharlardir. Qizig'i shundaki, ular odatda minglab kilometr uzoqlikda joylashgan ob'ektlar - shaharlar, tog'lar, orollar tasvirlarini aks ettiradi.

Yon saroblar

Ular quyosh tomonidan kuchli isitiladigan vertikal sirtlar yaqinida paydo bo'ladi. Bu dengiz yoki ko'lning toshli qirg'oqlari bo'lishi mumkin, qirg'oq allaqachon Quyosh tomonidan yoritilgan, ammo suv yuzasi va uning ustidagi havo hali ham sovuq. Ushbu turdagi sarob Jeneva ko'lida juda keng tarqalgan hodisa.

Fata Morgana

Fata Morgana - sarobning eng murakkab turi. Bu saroblarning bir nechta shakllarining kombinatsiyasi. Shu bilan birga, sarobda tasvirlangan narsalar ko'p marta kattalashtiriladi va ancha buziladi. Qizig'i shundaki, bu turdagi sarob o'z nomini mashhur Arturning singlisi Morganadan oldi. Aytishlaricha, u Lancelotni rad etgani uchun xafa bo'lgan. Unga achinish uchun u suv osti dunyosiga joylashdi va barcha odamlardan qasos olishni boshladi va ularni arvoh vahiylari bilan aldadi.

Fata Morganas, shuningdek, dengizchilar tomonidan ko'riladigan ko'plab "uchuvchi gollandlar" ni ham o'z ichiga oladi. Ular odatda kuzatuvchilardan yuzlab, hatto minglab kilometr uzoqlikda joylashgan kemalarni ko'rsatadilar.

Ehtimol, sarob turlari haqida boshqa hech narsa aytish mumkin emas.

Shuni qo'shimcha qilmoqchimanki, bu juda chiroyli va sirli ko'rinish bo'lsa-da, bu juda xavflidir. Men saroblarni o'ldiraman va qurbonlarimni aqldan ozdiraman. Bu, ayniqsa, cho'l saroblari uchun to'g'ri keladi. Va bu hodisani tushuntirish sayohatchilarning taqdirini osonlashtirmaydi.

Biroq, odamlar bu bilan kurashishga harakat qilmoqdalar. Ular saroblar ko'pincha paydo bo'ladigan joylarni va ba'zan ularning shakllarini ko'rsatadigan maxsus qo'llanmalarni yaratadilar.

Aytgancha, saroblar laboratoriya sharoitida olinadi.

Masalan, V.V kitobida chop etilgan oddiy tajriba. Mayra "Oddiy tajribalarda yorug'likning to'liq aks etishi" (Moskva, 1986), bu erda turli muhitlarda sarob modellarini olishning batafsil tavsifi berilgan. Sarobni kuzatishning eng oson usuli suvdadir (2-rasm). Oq rangli idishning pastki qismiga quyuq, tercihen qora, kofe qolipini ulang. Pastga, deyarli vertikal ravishda, uning devori bo'ylab, tezda bankaga issiq suv quying. Idishning yuzasi darhol porloq bo'ladi. Nega? Haqiqat shundaki, suvning sinishi ko'rsatkichi harorat bilan ortadi. Kavanozning issiq yuzasi yaqinidagi suv harorati masofadan ancha yuqori. Shunday qilib, yorug'lik nurlari cho'lda yoki issiq asfaltda saroblar bilan bir xil tarzda egiladi. Yorug'likning to'liq aks etishi tufayli banka bizga porloq ko'rinadi.

Har bir dizayner Photoshop-ni qayerdan yuklab olishni bilishni xohlaydi.

Quyosh (ba'zan Oy) ko'plab suv tomchilarini (yomg'ir yoki tuman) yoritganda kuzatiladigan atmosfera optik va meteorologik hodisa. Kamalak spektrning ranglaridan tashkil topgan ko'p rangli yoy yoki doiraga o'xshaydi (tashqi chetidan: qizil, to'q sariq, sariq, yashil, ko'k, indigo, binafsha). Bular rus madaniyatida kamalakda odatiy tarzda aniqlangan etti rang, ammo shuni yodda tutish kerakki, aslida spektr uzluksizdir va uning ranglari ko'plab oraliq soyalar orqali bir-biriga silliq o'tadi.

Kamalak bilan tasvirlangan aylananing markazi kuzatuvchi va Quyoshdan o'tuvchi to'g'ri chiziqda yotadi, bundan tashqari, kamalakni kuzatayotganda (galodan farqli o'laroq) Quyosh har doim kuzatuvchining orqasida bo'ladi va bir vaqtning o'zida uni ko'rish mumkin emas. Quyosh va kamalak optik qurilmalardan foydalanmasdan. Erdagi kuzatuvchi uchun kamalak odatda yoyga, aylananing bir qismiga o'xshaydi va kuzatish nuqtasi qanchalik baland bo'lsa, u shunchalik to'liqroq bo'ladi (tog'dan yoki samolyotdan siz to'liq doirani ko'rishingiz mumkin). Quyosh ufqdan 42 darajadan yuqoriga ko'tarilganda, Yer yuzasidan kamalak ko'rinmaydi.

Kamalaklar quyosh nurlari atmosferada suzuvchi suv tomchilari (yomg'ir yoki tuman) tomonidan sinishi va aks etganda paydo bo'ladi. Bu tomchilar turli rangdagi yorug'likni turlicha egadi (uzunroq to'lqin uzunlikdagi (qizil) yorug'lik uchun suvning sinishi ko'rsatkichi qisqa to'lqin uzunligiga qaraganda kamroq (binafsha), shuning uchun qizil yorug'lik eng zaif 137 ° 30" ga, binafsha nur esa 139 ga eng kuchli tarzda buriladi. °20"). Natijada, oq yorug'lik spektrga parchalanadi (yorug'lik dispersiyasi sodir bo'ladi). Orqasini yorug'lik manbasiga qo'ygan kuzatuvchi kosmosdan konsentrik doiralar (yoylar) bo'ylab tarqaladigan ko'p rangli nurni ko'radi.

Ko'pincha birlamchi kamalak kuzatiladi, unda yorug'lik bitta ichki aks ettiriladi. Nurlarning yo'li yuqori o'ngdagi rasmda ko'rsatilgan. Birlamchi kamalakda qizil rang yoydan tashqarida, uning burchak radiusi 40-42 ° dir.

Ba'zan siz birinchisining atrofida boshqa, kamroq yorqin kamalakni ko'rishingiz mumkin. Bu ikkilamchi kamalak bo'lib, u ikki marta tomchilarda aks ettirilgan yorug'likdan hosil bo'ladi. Ikkilamchi kamalakda ranglarning tartibi "teskari" bo'ladi - binafsha rang tashqi tomondan, qizil esa ichki tomonda. Ikkilamchi kamalakning burchak radiusi 50-53°. Ikki kamalak orasidagi osmon odatda sezilarli darajada qorong'i bo'lib, bu hudud Aleksandr chizig'i deb ataladi.

Tabiiy sharoitda uchinchi tartibli kamalakning paydo bo'lishi juda kam uchraydi. So'nggi 250 yil ichida ushbu hodisani kuzatish bo'yicha atigi beshta ilmiy hisobot berilgan deb ishoniladi. Eng ajablanarlisi shundaki, 2011 yilda nafaqat to'rtinchi tartibli kamalakni kuzatish, balki uni fotosuratda qayd etish mumkinligi haqidagi xabarning paydo bo'lishi. Laboratoriya sharoitida ancha yuqori darajadagi kamalaklarni olish mumkin. Shunday qilib, 1998 yilda nashr etilgan maqolada, mualliflar lazer nurlanishidan foydalanib, ikki yuzinchi darajali kamalakni olishga muvaffaq bo'lishdi.

Birlamchi kamalakning yorug'ligi yoy yo'nalishi bo'yicha 96% qutblangan. Ikkilamchi kamalakning yorug'ligi 90% qutblangan.

Yorqin oydin kechada siz Oydan kamalakni ham ko'rishingiz mumkin. Inson ko'zining kam yorug'lik retseptorlari - "tayoqchalar" rangni sezmaganligi sababli, oy kamalak oq rangda ko'rinadi; Yorug'lik qanchalik yorqinroq bo'lsa, kamalak shunchalik "rangli" (rang retseptorlari - "konuslar") uning idrokiga kiradi.

Muayyan sharoitlarda siz er-xotin, teskari yoki hatto halqali kamalakni ko'rishingiz mumkin. Aslida, bu boshqa jarayonning hodisalari - atmosferada tarqalgan muz kristallarida yorug'likning sinishi va haloga tegishli. Osmonda teskari kamalak (zenitga yaqin yoy, zenit yoyi - halo turlaridan biri) paydo bo'lishi uchun Shimoliy va Janubiy qutblarga xos bo'lgan o'ziga xos ob-havo sharoitlari talab qilinadi. 7 - 8 ming metr balandlikdagi yupqa bulut pardasining muzidan o'tadigan yorug'likning sinishi natijasida teskari kamalak hosil bo'ladi. Bunday kamalakdagi ranglar ham teskari tomonda joylashgan: binafsha rang tepada, qizil esa pastda.

Polar chiroqlar

Aurora (shimoliy chiroqlar) - magnitosferaga ega bo'lgan sayyoralar atmosferalarining yuqori qatlamlarining quyosh shamolining zaryadlangan zarralari bilan o'zaro ta'siri tufayli porlashi (lyuminesans).

Yuqori atmosferaning juda cheklangan hududida auroralar shimoliy va janubiy qutb cho'qqilari orqali qutb ionosferasiga kiradigan past energiyali zaryadlangan quyosh shamoli zarralari tufayli yuzaga kelishi mumkin. Shimoliy yarim sharda peshindan keyin Shpitsbergen ustida kaspen auroralarini kuzatish mumkin.

Plazma qatlamining energetik zarralari atmosferaning yuqori qatlami bilan to'qnashganda, uning tarkibiga kiruvchi gazlarning atomlari va molekulalari qo'zg'aladi. Qo'zg'algan atomlarning nurlanishi ko'rinadigan diapazonda bo'lib, aurora sifatida kuzatiladi. Auroralarning spektrlari sayyoralar atmosferalarining tarkibiga bog'liq: masalan, agar Yer uchun ko'rinadigan diapazonda qo'zg'atilgan kislorod va azotning emissiya chiziqlari eng yorqin bo'lsa, Yupiter uchun - ultrabinafshadagi vodorodning emissiya chiziqlari.

Zaryadlangan zarralar tomonidan ionlanish zarracha yo'lining oxirida eng samarali sodir bo'lganligi va atmosferaning zichligi barometrik formulaga muvofiq balandlikning oshishi bilan kamayib borayotganligi sababli, auroralarning paydo bo'lishining balandligi sayyora atmosferasining parametrlariga juda bog'liq. masalan, ancha murakkab atmosfera tarkibiga ega Yer uchun kislorodning qizil porlashi 200-400 km balandlikda, azot va kislorodning qo'shma nurlanishi ~110 km balandlikda kuzatiladi. Bundan tashqari, bu omillar auroralarning shaklini aniqlaydi - loyqa yuqori va ancha keskin pastki chegaralar.

Auroralar asosan ikkala yarim sharning yuqori kengliklarida Yerning magnit qutblarini o'rab turgan oval zonalarda - auroral ovallarda kuzatiladi. Auroral ovallarning diametri tinch quyoshda ~ 3000 km ni tashkil qiladi; kunduzi zona chegarasi magnit qutbdan 10--16 °, tunda - 20--23 °. Yerning magnit qutblari geografik qutblardan ~12° ga ajratilganligi sababli auroralar 67--70° kengliklarda kuzatiladi, biroq quyosh faolligi davrida auroral oval kengayadi va auroralar pastroq kengliklarda - 20 ga kuzatilishi mumkin. --25° janubda yoki ularning odatiy namoyon bo'lish chegaralaridan shimolda. Misol uchun, Styuart orolida faqat 47 ° parallelda joylashgan, auroralar muntazam ravishda sodir bo'ladi. Maori uni hatto "Yonayotganlar" deb ham atagan.

Yerning auroralari spektrida eng kuchli nurlanish atmosferaning asosiy tarkibiy qismlari - azot va kisloroddan kelib chiqadi, ularning emissiya chiziqlari ham atom, ham molekulyar (neytral molekulalar va molekulyar ionlar) holatlarida kuzatiladi. Eng qizg'in - atomik kislorod va ionlangan azot molekulalarining emissiya chiziqlari.

Kislorodning porlashi to'lqin uzunligi 557,7 nm (yashil chiziq, ishlash muddati 0,74 sek) va dublet 630 va 636,4 nm (qizil mintaqa, umri 110 sek) bo'lgan metastabil holatda qo'zg'atilgan atomlarning emissiyasi bilan bog'liq. Natijada, qizil dublet 150-400 km balandlikda chiqariladi, bu erda atmosferaning yuqori darajada kamayishi tufayli to'qnashuvlar paytida qo'zg'aluvchan holatlarning so'nish tezligi past bo'ladi. Ionlashgan azot molekulalari 391,4 nm (ultrabinafsha nurga yaqin) 427,8 nm (binafsha) va 522,8 nm (yashil) da chiqaradi. Biroq, har bir hodisa atmosferaning kimyoviy tarkibi va ob-havo omillarining o'zgaruvchanligi tufayli o'ziga xos o'ziga xos diapazonga ega.

Auroralar spektri balandlik bilan o'zgaradi va auroralar spektrida ustun bo'lgan emissiya chiziqlariga qarab, auroralar ikki turga bo'linadi: atom chiziqlari ustunlik qiladigan A tipidagi baland tog'li auroralar va nisbatan past balandlikdagi B tipidagi auroralar ( 80-90 km) bu balandliklarda nisbatan zich atmosferada atom qo'zg'atilgan holatlarning to'qnashuvi natijasida so'nish natijasida spektrda molekulyar chiziqlarning ustunligi bilan.

Auroralar qish va yozga qaraganda bahor va kuzda sezilarli darajada tez-tez uchraydi. Eng yuqori chastota bahor va kuzgi tengkunliklarga eng yaqin davrlarda sodir bo'ladi. Aurora paytida qisqa vaqt ichida juda katta energiya chiqariladi. Shunday qilib, 2007-yilda qayd etilgan tartibsizliklardan birida 5·1014 joul ajralib chiqdi, bu taxminan 5,5 magnitudali zilzila paytida bo'lgani kabi.

Yer yuzasidan kuzatilganda, aurora osmonning umumiy, tez o'zgaruvchan porlashi yoki harakatlanuvchi nurlar, chiziqlar, tojlar yoki "pardalar" sifatida namoyon bo'ladi. Auroraning davomiyligi o'nlab daqiqalardan bir necha kungacha.

Shimoliy va janubiy yarim sharlardagi qutb nurlari nosimmetrik ekanligiga ishonishgan. Biroq, 2001 yil may oyida shimoliy va janubiy qutblardan kosmosdan aurorani bir vaqtning o'zida kuzatish shimoliy va janubiy yorug'liklarning bir-biridan sezilarli darajada farq qilishini ko'rsatdi.

optik yorug'lik kvant kamalagi

Xulosa

Tabiiy optik hodisalar juda chiroyli va xilma-xildir. Qadim zamonlarda odamlar o'zlarining tabiatini tushunmaganlarida, ularga tasavvufiy, sehrli va diniy ma'nolarni berishgan, ulardan qo'rqishgan va qo'rqishgan. Ammo endi, biz har bir hodisani laboratoriya sharoitida (va ba'zan vaqtinchalik) o'z qo'llarimiz bilan ishlab chiqara olsak, ibtidoiy dahshat yo'qoldi va biz kundalik hayotda osmonda kamalak miltillayotganini xursandchilik bilan ko'rishimiz mumkin, shimolga auroraga qoyil qolish va cho'lda ko'rinadigan sirli sarobga qiziqish bilan e'tibor berish. Ko'zgular esa kundalik hayotimizning yanada muhim qismiga aylandi - kundalik hayotda ham (masalan, uyda, avtomobillarda, videokameralarda), va turli xil ilmiy asboblarda: spektrofotometrlarda, spektrometrlarda, teleskoplarda, lazerlarda, tibbiy asbob-uskunalar.

Shunga o'xshash hujjatlar

Optika nima? Uning turlari va hozirgi zamon fizikasi taraqqiyotidagi roli. Yorug'likni aks ettirish bilan bog'liq hodisalar. Ko'zgu koeffitsientining yorug'lik tushish burchagiga bog'liqligi. Xavfsizlik ko'zoynaklari. Yorug'likning sinishi bilan bog'liq hodisalar. Kamalak, sarob, auroralar.

referat, 06.01.2010 qo'shilgan

Optika turlari. Yer atmosferasi optik tizimga o'xshaydi. Quyosh botishi. Osmonda rang o'zgarishi. Kamalak shakllanishi, kamalaklarning xilma-xilligi. Polar chiroqlar. Quyosh shamoli auroralarning sababi sifatida. Miraj. Optik hodisalarning sirlari.

kurs ishi, 2007-01-17 qo'shilgan

Qadimgi mutafakkirlarning yorug'lik tabiati haqidagi qarashlari tabiat hodisalarini eng oddiy kuzatishlariga asoslangan. Prizma elementlari va optik materiallar. Prizma materiali va muhitning yorug'lik sindirish ko'rsatkichlarining prizmadagi yorug'lik sinishi hodisasiga ta'sirini ko'rsatish.

kurs ishi, 26.04.2011 qo'shilgan

Yorug'likning korpuskulyar va to'lqin nazariyalarini o'rganish. Interferentsiya naqshining maksimal va minimal shartlarini o'rganish. Ikkita monoxromatik to'lqinning qo'shilishi. Ko'z tomonidan qabul qilinadigan yorug'likning to'lqin uzunligi va rangi. Interferentsiya chegaralarini lokalizatsiya qilish.

referat, 2015-05-20 qo'shilgan

Yorug'likning sinishi, dispersiyasi va interferensiyasi bilan bog'liq hodisalar. Uzoqdan ko'rish saroblari. Kamalaklarning diffraktsiya nazariyasi. Halo shakllanishi. Olmos changining ta'siri. "Buzilgan ko'rish" hodisasi. Osmonda parheliya, tojlar va aurorani kuzatish.

taqdimot, 14.01.2014 qo'shilgan

Mexanik to'lqinlarning difraksiyasi. Jung tajribasi misolida yorug'lik interferensiyasi hodisalari o'rtasidagi bog'liqlik. To'lqinlar nazariyasining asosiy postulati bo'lgan Gyuygens-Fresnel printsipi diffraktsiya hodisalarini tushuntirishga imkon beradi. Geometrik optikaning amal qilish chegaralari.

taqdimot, 11/18/2014 qo'shilgan

Hodisa nazariyasi. Diffraktsiya - yorug'likning keskin bir jinsli bo'lmagan muhitda tarqalishi paytidagi hodisalar to'plami. Dumaloq teshikdan diffraktsiya paytida yorug'lik intensivligini taqsimlash funksiyasini topish va o'rganish. Difraksiyaning matematik modeli.

kurs ishi, 2007-09-28 qo'shilgan

Optik hodisalarning asosiy qonunlari. Yorug'likning to'g'ri chiziqli tarqalishi, aks etishi va sinishi qonunlari, yorug'lik nurlarining mustaqilligi. Lazerni qo'llashning fizik tamoyillari. Kogerent yorug'likning kvant generatorining fizik hodisalari va tamoyillari.

taqdimot, 2014-04-18 qo'shilgan

Yorug'lik va to'lqin hodisalari fizikasining xususiyatlari. Yorug'lik xususiyatlariga oid ba'zi inson kuzatuvlarini tahlil qilish. Geometrik optika qonunlarining mohiyati (yorug'likning to'g'ri chiziqli tarqalishi, yorug'likning aks etishi va sinishi qonunlari), asosiy yorug'lik muhandislik kattaliklari.

kurs ishi, 10/13/2012 qo'shilgan

To'siqlar yonidan o'tishda yorug'likning to'g'ri chiziqli tarqalish yo'nalishidan chetlanish hodisalarini, diffraktsiyani o'rganish. Yorug'lik to'lqinlarining shaffof bo'lmagan jismlar chegaralari atrofida egilishi va yorug'likning geometrik soya hududiga kirib borishi xususiyatlari.

Bu odam qum ustida havoda qal'a qurishda ajoyib usta. Biroq, amaliyot shuni ko'rsatadiki, u ona tabiatdan uzoqda. Xudodan kelgan hunarmand bizning his-tuyg'ularimizni shunday aldashga qodirki, u bizning nafasimizni oladi! Ammo biz ko'rib chiqadigan optik hodisalar qanchalik sehrli ko'rinmasin, ular fantasmagoriya emas, balki jismoniy jarayonlar oqimining natijasidir. Yerning heterojen atmosferasida yorug'lik nurlari egilib, ko'plab illyuziyalarni keltirib chiqaradi. Ammo dunyoni orzu va tasavvurlarsiz tasavvur qilish mumkinmi? U juda kulrang bo'lar edi ...

Yorug'lik va rang

Bir necha avlod odamlari tomonidan kuzatilgan yorug'lik va shakllari haqida gapirganda, biz atmosferada ranglarning atmosferadagi materiallar bilan o'zaro ta'sirida oq yorug'lik uning tarkibiy qismlariga bo'linganligi sababli paydo bo'lishini ta'kidlaymiz ( spektr). Bu o'zaro ta'sir uchta asosiy shakldan biri orqali sodir bo'ladi: aks ettirish, sinishi (sinishi) va diffraktsiya.

Agar biz spektr haqida gapiradigan bo'lsak, bolangizga yorug'lik nuri sinishi muhitdan o'tganda hosil bo'ladigan rangli chiziqlar to'plamini eslab qolishga qanday o'rgatish haqida o'ylang. Oddiy ibora yordam beradi: "Har bir (qizil) ovchi (to'q sariq) (sariq) (ko'k) qirg'ovul (binafsha) qaerda o'tirganini (yashil) bilishni xohlaydi."

Ikki ommaviy axborot vositalarining chegarasidan birinchi muhitga tarqaladigan ikkilamchi to'lqinlarning paydo bo'lishi mavjud. Sinishi - bu ikki muhit chegarasida nurlarning sinishi. Diffraktsiya - qattiq zarrachalar, suyuqlik tomchilari va atmosferada mavjud bo'lgan boshqa materiallarning yorug'lik oqimlari ta'sirida egilishi. Bularning barchasi koinotda gullab-yashnagan "ko'rishning optik illyuziyasi" ning sababidir. Ko'p misollar bor: osmonning ko'k rangidan, saroblar va kamalaklardan soxta quyoshlar va quyosh ustunlarigacha.

Ichki aks ettirish

Fizikadagi optik hodisalar chuqur o'rganishga arziydigan muhim bo'limdir. Shunday ekan, davom etaylik. Ko'zgu ular silliq yuzaga tushganda va keladigan burchakka teng burchak ostida qaytganda sodir bo'ladi. Bu hodisa rangning kelib chiqishini tushuntiradi: oqning ba'zi qismlari boshqalarga qaraganda osonroq so'riladi va aks etadi. Misol uchun, yashil bo'lib ko'rinadigan ob'ekt yashil bo'lib ko'rinadi, chunki u aks ettirilgan yashildan tashqari oq yorug'likning barcha to'lqin uzunliklarini o'zlashtiradi.

Optik hodisalarni tushuntirishda ko'pincha bitta shakl, ichki aks ettirish mavjud. Yorug'lik shaffof jismoniy tanaga (materialga), masalan, bir tomchi suvga tashqi sirt orqali kiradi va ichki qismdan porlaydi. Keyin, ikkinchi marta - materialdan. Kamalak rangini qisman ichki aks ettirish nuqtai nazaridan tushuntirish mumkin.

Kamalak-yoy

Kamalak - quyosh nuri va yomg'ir o'ziga xos tarzda birlashganda paydo bo'ladigan optik hodisa. Quyosh nurlari yomg'ir tomchilariga kirganda, biz kamalakda ko'radigan ranglarga bo'linadi. Bu nur ma'lum bir burchak ostida Yerga yo'naltirilgan "yomg'ir" ga tushganda sodir bo'ladi, ranglar ajratiladi (oq yorug'lik spektrga ajraladi) va biz ulkan yarim doira ko'prigini eslatuvchi yorqin, bayramona kamalakni ko'ramiz.

Egri chiziqlarning rang-barangligi to'g'ridan-to'g'ri tepaga osilganga o'xshaydi. Chiqaruvchi manba har doim orqamizda bo'ladi: tiniq quyosh va go'zal kamalakni bir vaqtning o'zida ko'rish mumkin emas (agar siz bu maqsadda oynadan foydalanmasangiz). Bu hodisa Oyga begona emas. Oy nurli tun yorqin bo'lsa, Selena yaqinida kamalak "fan" ni ko'rishingiz mumkin.

Atrofda deyarli hech narsa ko'rinmasa, inson ko'zining yorug'likka eng sezgir fotoreseptorlari - "tayoqchalar" ishlaydi. Ular spektrning zumrad yashil qismiga sezgir va boshqa ranglarni "ko'rmaydilar". Natijada, kamalak oq rangga o'xshaydi. Yoritish kuchayganda, "konuslar" ulanadi, bu nerv uchlari tufayli yoy yanada rangli ko'rinadi.

Miraj

Yerdan biz birlamchi kamalak aylanasining faqat bir qismini ko'ramiz. Bunday holda, yorug'lik bitta ko'zgudan o'tadi. Tog'larda dumaloq kamalakni ko'rishingiz mumkin. Ikki yoki hatto uchta "go'zallik" borligini bilarmidingiz? Kamalak ustida ko'tarilgan kamalak kamroq yorqin va "teskari" (oxir-oqibat, bu birinchisining aksidir). Uchinchisi, havo kristalli va shaffof bo'lgan joyda sodir bo'ladi (masalan, tog'larda). Bu odatiy tomosha haqida.

Sarob - bu oddiy deb atash mumkin bo'lmagan optik hodisa. Rossiyada bu nisbatan kam uchraydi. Har safar sehrli so'zni talaffuz qilganimizda, biz "Uchib yuruvchi gollandiyalik" arvoh kemasi haqidagi afsonani eslaymiz. Afsonalarga ko'ra, kapitanning jinoyatlari uchun u ikkinchi kelgunga qadar okeanlarni suzib yuradi.

Va bu erda yana bir "Gollandiyalik". 1941 yil dekabr oyida Seylon qirg'oqlarida cho'kib ketgan "Repulse" kreyseri beqaror bo'lib qoldi. Uni Maldiv orollari hududida bo'lgan Britaniyaning Vendor kemasi ekipaji "juda yaqindan" ko'rdi. Aslida, kemalar 900 kilometrga ajratilgan!

Fata Morgana

"Uchib yuruvchi gollandiyalik" va boshqalar - bu optik hodisalar, ajoyib "Fata Morgana" saroblari (Britaniya eposi qahramoni nomi bilan atalgan) kogortasidan misollar. G'ayrioddiy optik hodisa bir vaqtning o'zida bir nechta shakllarning birikmasidir. Osmonda murakkab, tez o'zgaruvchan tasvir shakllanadi. Ufqdan uzoqda bo'lgan narsalarga qaraganda, siz aqldan ozishingiz mumkindek tuyuladi, ular juda "aniq".

Atmosfera sharoitlari tufayli yuzaga kelgan mo''jizalar har qanday odamni hayratda qoldirishi mumkin. Ayniqsa, cho'lda yoki issiq yo'lda nurlarning sinishi natijasida "suv qatlami" paydo bo'lishi kabi. Nafaqat bolalar, balki kattalar ham hayvonlar, quduqlar, daraxtlar, binolar haqiqiy ekanligini his qilishdan xalos bo'lolmaydi. Ammo, afsuski!

Yorug'lik notekis isitiladigan havo qatlamlaridan o'tib, o'ziga xos 3D tasvirni yaratadi. Mirajlar pastroq bo'lishi mumkin (uzoqdagi tekis sirt ochiq suv ko'rinishini oladi), lateral (ular juda qizib ketgan vertikal sirt yonida paydo bo'ladi) yoki xrono (ular o'tmishdagi voqealarni takrorlaydi).

Shimoliy yog'du

Qanday optik hodisalar borligi haqida o'ylab, shimoliy (qutb) yorug'lik haqida gapirmaslik mumkin emas. U ikkita asosiy shaklga ega: chiroyli porloq lentalar va bulutga o'xshash dog'lar. Kuchli yorqinlik, qoida tariqasida, "lentaga o'xshaydi". Rangli yorqin chiziqlar tarkibiy qismlarga bo'linmasdan o'z faoliyatini to'xtatadi.

Osmon zulmatida parda, qoida tariqasida, sharqdan g'arbga yo'nalishda cho'ziladi. "Iz" kengligi bir necha ming kilometrga va balandligi bir necha yuzga yetishi mumkin. Bu zich emas, balki yulduzlar porlab turadigan nozik "ekran". Juda chiroyli manzara.

"Sahna" ning pastki qirrasi aniq, qizg'ish yoki pushti rangga ega, ustki qismi qorong'ida eriganga o'xshaydi, buning natijasida makonning ifodalab bo'lmaydigan chuqurligi aniq seziladi. Keling, to'rt turdagi auroralarni muhokama qilaylik.

Bir hil tuzilish

Pastdan yorqin va tepada eriydigan sokin, oddiy nurlanish shakli bir xil yoy deb ataladi; faol, harakatchan, kichik burmalar va oqimlar bilan - nurli yoy. Bir-birining ustiga tushgan (kattadan kichikgacha) porloq burmalar "nurli chiziq" deb ataladi.

Va to'rtinchi tur - burmalar va ilmoqlar maydoni juda katta bo'lganda. Faoliyat tugagandan so'ng, lenta bir hil tuzilishga ega bo'ladi. Bir xillik “Janobi oliylari”ning asosiy mulki, degan fikr bor. Burmalar faqat atmosfera faolligining kuchayishi davrida paydo bo'ladi.

Boshqa optik hodisalar ham mavjud. Quyida misollarni sanab o'tishdan tortinmaymiz. Squall - bu butun qutb qopqog'iga oq-yashil rang beradigan porlash. U Yerning janubiy va shimoliy qutblarida, Islandiya, Norvegiya va boshqalarda kuzatiladi.Hodisa quyosh shamolining zaryadlangan zarralari bilan oʻzaro taʼsirlashganda atmosferaning magnitlangan yuqori qatlamlarining porlashi natijasida yuzaga keladi (bu geliy va vodoroddan plazmaning kosmosga chiqishi nomi).

Bu haqda quyidagilarni aytish mumkin: ular ayozli kunlarda tez-tez uchraydi va juda samarali.

Yashil nurlar va halo tojlarida Sankt Elmo

Boshqa optik hodisalar ham mavjud. Masalan, ko'rinishi atmosferada hosil bo'lgan muz kristallari bilan bog'liq bo'lgan halo. U dispersiya (yorug'likning tarkibiy qismlarga bo'linishi) bo'yicha kamalakka o'xshaydi, faqat tomchida emas, balki muzning qattiq tuzilishida.

Kamalaklar bir-biriga o'xshash, chunki tomchilar bir xil, ular faqat tushishi mumkin. Halo yuzlab turga ega, chunki kristallar har xil va juda "chaqqon": ular ko'tariladi, yoki aylanadi yoki Yerga shoshilishadi.

Yana bir bor "aldanib qolish" orzusida, baland binolarning o'tkir tepalarida yolg'on quyosh (parhelion) yoki Oxirgilar "o'tirgan" ga qoyil qolishingiz mumkin. Tasavvufning bunga hech qanday aloqasi yo'q. Bu atmosferadagi elektr zaryadsizlanishi. Ko'pincha momaqaldiroq yoki qum bo'roni paytida (zarrachalar elektrlashtirilganda) sodir bo'ladi.

Fotosuratchilar "yashil nur" ni (quyosh ustidagi chaqnash va ufqdagi nurlarning sinishi) ushlashni yaxshi ko'radilar. Uni ochiq joylarda, bulutsiz ob-havoda olish yaxshidir. Ammo tojlar (yorug'likning diffraktsiyasi) hudud tuman bilan qoplanganida (mashinangiz faralari atrofida kamalak doiralari - bu tojlar) va osmon bulutlar pardasi bilan qoplanganida aniq ko'rinadi. Kichik tomchilar tumanida doiralar ayniqsa chiroyli. Tuman qalinlashganda, ular xiralashadi. Shu sababli, kamalak halqalari sonining kamayishi ob-havoning yomonlashishi haqida signal sifatida qabul qilinadi. Bu qanday ulkan dunyo - optik hodisalar! Biz muhokama qilgan misollar aysbergning faqat uchi. Ushbu hodisalar haqida bilib, biz har qanday atmosfera illyuziyasini ilmiy tushuntirishimiz mumkin.