Реферат Оптичні атмосферні явища

-->p>

б) Верхні міражі

в) Подвійні і потрійні міражі

г) Міраж наддалекого бачення

д) Легенда альпійських гір

е) Парад забобонів

8. Деякі загадки оптичних явищ

Введення

Що таке оптика?

Перші уявлення стародавніх учених про світло були вельми наївні. Вважалося, щоз очей виходять особливі тонкі щупальця і ​​зорові враження виникають приобмацуванні ними предметів. Тоді під оптикою розуміли науку про зір. Саметакий точний зміст слова В«оптикаВ». В середні віки оптика поступово з науки прозір перетворилася на науку про світло. Цьому сприяв винахід лінз ікамери-обскури. У сучасний час оптика - це розділ фізики, в якомудосліджується випускання світла, його розповсюдження в різних середовищах івзаємодія з речовиною. Що ж стосується питань, пов'язаних із зором,пристрій і функціонування ока, то вони виділилися в спеціальний науковийнапрям, званий фізіологічною оптикою.

Поняття"Оптика", в сучасній науці, має багатогранне значення. Це і атмосфернаоптика, і молекулярна оптика, і електронна оптика, і нейтронна оптика, інелінійна оптика, і голографія, і радіооптіка, і Пикосекундная оптика, іадаптивна оптика, і багато інших явищ і методи наукових досліджень, тіснопов'язані з оптичними явищами.

Більшістьз перерахованих видів оптики, як фізичне явище, доступні нашомуспостереженню тільки при використанні спеціальних технічних пристроїв. Цеможуть бути лазерні установки, випромінювачі рентгенівських променів, радіотелескопи,плазмові генератори і багато що інше. Але найбільш доступним і, разом з тим, найбільшбарвистим оптичними явищами є атмосферні. Величезні по своїх масштабах,вони суть - породження взаємодії світла і атмосфери землі.

Земна атмосфера, як оптична система

Нашапланета оточена газовою оболонкою, яку ми називаємо атмосферою. Володіючинайбільшою щільністю в земної поверхні і поступово розріджене з підняттямвгору, вона досягає товщини більш сотні кілометрів. І це не застигла газоваСереда з однорідними фізичними даними. Навпаки, атмосфера землі знаходиться впостійному русі. Під впливом різних факторів, її шариперемішуються, змінюють щільність, температуру, прозорість, переміщуються навеликі відстані з різною швидкістю.

Дляпроменів світла, що йдуть від сонця або інших небесних світил, земна атмосфераявляє собою своєрідну оптичну систему з постійно мінливими параметрами.Опиняючись на їх шляху, вона і відображає частину світла, розсіює його, пропускаєйого крізь всю товщу атмосфери, забезпечуючи освітленість земної поверхні, впевних умов, розкладає його на складові і викривляє хід променів,викликаючи, тим самим, різні атмосферні явища. Найбільш незвичайні барвистіз них це сонячний захід, веселка, північне сяйво, міраж, сонячне і місячнегало.

Сонячний захід

Самимпростим і доступним для спостереження атмосферним явищем є занепад нашогонебесного світила - Сонця. Надзвичайно барвистий, він ніколи не повторюється. Акартина неба і зміна її в процесі заходу настільки яскрава, що викликаєзахоплення у кожної людини.

Наближаючись до горизонту,Сонце не тільки втрачає яскравість, а й починає поступово змінювати свій колір - вйого спектрі у все зростаючій мірі пригнічується короткохвильова частина(Червоні кольори). Одночасно починає забарвлюватися і небо. В околиціСонця воно набуває жовтуваті і помаранчеві тони, а над Протисонячнічастиною горизонту з'являється бліда смуга зі слабо вираженою гамою кольорів.

Домоменту заходу Сонця, вже прийняв темно-червоний колір, уздовж сонячногогоризонту витягується яскрава смуга зорі, забарвлення якої змінюється знизувгору від оранжево-жовтого до зеленувато блакитний. Над нею розкидається округлеяскраве майже незабарвлене сяйво. У той же час у протилежної горизонтупочинає повільно підніматися синювато-сірий тьмяний сегмент тіні Землі,облямований рожевим поясом ("ПоясВенери ").

По мірітого як Сонце опускається глибше під горизонт, виникає швидко розпливаєтьсярожева пляма - так званий "пурпурнийсвітло ", що досягає найбільшого розвитку при глибині Сонця підгоризонтом близько 4-5 o . Хмари і вершини гір заливають червоні іпурпурні тони, а якщо хмари або високі гори знаходяться за горизонтом, то їхтіні простягаються близько сонячної сторони неба і стають більш насиченим. У самогогоризонту небо густо червоніє, а по яскраво забарвленого небу від горизонту до горизонтутягнуться світлі промені у вигляді виразних радіальних смуг ("Промені Будди"). Тим часом тінь Землішвидко насувається на небо, її обриси стають розпливчастими, а рожеве облямуванняледве помітним.

Поступовопурпурний світло затухає, хмари темніють, їхні силуети чітко виступають на тліблякнуть неба і тільки у горизонту, там де сховалося Сонце, зберігаєтьсяяскравий різнокольоровий сегмент зорі. Але і він поступово скорочується і блідне і допочатку астрономічних сутінків перетворюється в зеленувато-білясту вузьку смугу. Нарешті,зникає і вона - настає ніч.

Описанукартину слід розглядати лише як типову для ясної погоди. ВНасправді характер перебігу заходу схильний широким варіацій. При підвищенійзамутніння повітря кольору зорі зазвичай бувають бляклими, особливо у горизонту,де замість червоних і помаранчевих тонів іноді з'являється тільки слабка буразабарвлення. Нерідко одночасні заграва явища розвиваються по-різному в різнихділянках неба. Кожен захід володіє неповторною індивідуальністю, і цеслід розглядати як одну з найбільш характерних їх чорт.

Крайняіндивідуальність течії заходу і різноманіття супроводжуючих його оптичнихявищ залежить від різних оптичних характеристик атмосфери - в першучергу її коефіцієнтів ослаблення і розсіювання, які по-різномупроявляється в залежності від зенітного відстані Сонця, напрямкиспостереження і висоти спостерігача.

Веселка

Райдуга - це красиве небесне явище - завждипривертала увагу людини. У колишні часи, коли люди ще мало знали пронавколишньому світі, веселку вважали В«небесним знаменням". Так, стародавні грекидумали, що веселка - це усмішка богині Іріди.

Веселкаспостерігається осторонь, протилежною Сонцю, на тлі дощових хмар абодощу. Різнобарвна дуга зазвичай знаходиться від спостерігача на відстані 1-2 км,а іноді її можна спостерігати на відстані 2-3 м на тлі водяних крапель,утворених фонтанами або розпилювачами води.

Малюнок з роботи Р. Декарта, що пояснюєспостереження веселки

Центрвеселки знаходиться на продовженні прямої, що сполучає Сонце і око спостерігача -на Протисонячні лі...