fyysisiä ilmiöitä. Fysikaaliset ilmiöt Mikä on fysikaalinen ilmiö, anna esimerkkejä

Fyysiset kehot ovat fyysisten ilmiöiden "toimijoita". Tutustutaanpa joihinkin niistä.

mekaanisia ilmiöitä

Mekaanisia ilmiöitä ovat kappaleiden liike (kuva 1.3) ja niiden vaikutus toisiinsa, esimerkiksi hylkiminen tai vetovoima. Kehojen toimintaa toisiinsa kutsutaan vuorovaikutukseksi.

Tutustumme mekaanisiin ilmiöihin tarkemmin tänä lukuvuonna.

Riisi. 1.3. Esimerkkejä mekaanisista ilmiöistä: kehojen liike ja vuorovaikutus urheilukilpailujen aikana (a, b. c); Maan liike Auringon ympäri ja sen pyöriminen oman akselinsa ympäri (r)

ääniilmiöitä

Ääniilmiöt, kuten nimestä voi päätellä, ovat ilmiöitä, jotka liittyvät ääneen. Näitä ovat esimerkiksi äänen eteneminen ilmassa tai vedessä sekä äänen heijastuminen erilaisista esteistä - esimerkiksi vuorista tai rakennuksista. Kun ääni heijastuu, syntyy tuttu kaiku.

lämpöilmiöitä

Lämpöilmiöitä ovat kappaleiden kuumeneminen ja jäähtyminen sekä esimerkiksi haihtuminen (nesteen muuttaminen höyryksi) ja sulaminen (kiinteän aineen muuttuminen nesteeksi).

Lämpöilmiöt ovat erittäin yleisiä: ne aiheuttavat esimerkiksi veden kiertokulkua luonnossa (kuva 1.4).

Riisi. 1.4. Veden kiertokulku luonnossa

Auringon säteiden lämmittämä valtamerten ja merien vesi haihtuu. Nouseessaan höyry jäähtyy ja muuttuu vesipisaroiksi tai jääkiteiksi. Ne muodostavat pilviä, joista vesi palaa maan pinnalle sateen tai lumen muodossa.

Lämpöilmiöiden todellinen "laboratorio" on keittiö: keitetäänkö keittoa liedellä, kiehuuko vesi kattilassa, jäätyykö ruoka jääkaapissa - nämä ovat kaikki esimerkkejä lämpöilmiöistä.

Lämpöilmiöt määräävät myös auton moottorin toiminnan: kun bensiiniä poltetaan, muodostuu erittäin kuumaa kaasua, joka työntää mäntää (moottorin osaa). Ja männän liike erityisten mekanismien kautta välittyy auton pyörille.

Sähköiset ja magneettiset ilmiöt

Silmiinpistävin (sanan kirjaimellisessa merkityksessä) esimerkki sähköilmiöstä on salama (kuva 1.5, a). Sähkövalaistus ja sähköliikenne (kuva 1.5, b) mahdollistivat sähköilmiöiden käytön. Esimerkkejä magneettisista ilmiöistä ovat rauta- ja teräsesineiden vetovoima kestomagneeteilla sekä kestomagneettien vuorovaikutus.

Riisi. 1.5. Sähköiset ja magneettiset ilmiöt ja niiden käyttötarkoitukset

Kompassin neula (kuva 1.5, c) kääntyy niin, että sen "pohjoinen" pää osoittaa pohjoiseen juuri siksi, että neula on pieni kestomagneetti ja Maa on valtava magneetti. Revontulet (kuva 1.5, d) johtuvat siitä, että avaruudesta lentävät sähköisesti varautuneet hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa Maan kanssa kuin magneetin kanssa. Sähköiset ja magneettiset ilmiöt määräävät televisioiden ja tietokoneiden toiminnan (kuva 1.5, e, f).

optisia ilmiöitä

Minne katsommekin, näemme kaikkialla optisia ilmiöitä (kuva 1.6). Nämä ovat valoon liittyviä ilmiöitä.

Esimerkki optisesta ilmiöstä on valon heijastus eri esineistä. Esineiden heijastamat valonsäteet pääsevät silmiimme, minkä ansiosta näemme nämä kohteet.

Riisi. 1.6. Esimerkkejä optisista ilmiöistä: Aurinko säteilee valoa (a); Kuu heijastaa auringonvaloa (b); heijastavat erityisen hyvin peilin valoa (c); yksi kauneimmista optisista ilmiöistä - sateenkaari (d)

Optiset ilmiöt luonnossa: heijastus, vaimennus, sisäinen kokonaisheijastus, sateenkaari, mirage.

Venäjän valtion maatalousyliopisto Moskovan maatalousakatemia nimetty K.A. Timirjazev

Aihe: Optiset ilmiöt luonnossa

Esitetty

Bahtina Tatjana Igorevna

Opettaja:

Momdzhi Sergei Georgievich

Moskova, 2014

1. Optisten ilmiöiden tyypit

3. Täydellinen sisäinen heijastus

Johtopäätös

1. Optisten ilmiöiden tyypit

Jokaisen näkyvän tapahtuman optinen ilmiö on seurausta valon ja materiaaliympäristön, fyysisen ja biologisen, vuorovaikutuksesta. Vihreä valonsäde on esimerkki optisesta ilmiöstä.

Yleisiä optisia ilmiöitä esiintyy usein auringon tai kuun valon vuorovaikutuksessa ilmakehän, pilvien, veden, pölyn ja muiden hiukkasten kanssa. Jotkut niistä, kuten vihreä valonsäde, ovat niin harvinaisia, että niitä pidetään joskus myyttisinä.

Optiset ilmiöt sisältävät ilmakehän, muun luonnon (muut ilmiöt) optisista ominaisuuksista johtuvat ilmiöt; esineistä, olivatpa ne luonnollisia tai ihmisluonteisia (optisia vaikutuksia), joissa silmillämme on ilmiöiden entoptinen luonne.

On olemassa monia ilmiöitä, jotka johtuvat joko valon kvantti- tai aaltoluonteesta. Jotkut niistä ovat varsin hienovaraisia ​​ja havaittavissa vain tarkalla mittauksella tieteellisillä välineillä.

Työssäni haluan pohtia ja puhua peileihin liittyvistä optisista ilmiöistä (heijastus, vaimennus) ja ilmakehän ilmiöistä (mirage, sateenkaari, revontulet), joita kohtaamme usein jokapäiväisessä elämässä.

2. Peilaa optiset ilmiöt

Valoni, peili, kerro minulle...

Jos otamme yksinkertaisen ja tarkan määritelmän, niin peili on sileä pinta, joka on suunniteltu heijastamaan valoa (tai muuta säteilyä). Tunnetuin esimerkki on tasopeili.

Peilien moderni historia lasketaan 1200-luvulta tai pikemminkin vuodesta 1240, jolloin Euroopassa opittiin puhaltamaan lasiastioita. Aidon lasipeilin keksintö voidaan jäljittää vuoteen 1279, jolloin fransiskaani John Pecamum kuvaili tavan peittää lasi ohuella tinakerroksella.

Ihmisen keksimien ja luomien peilien lisäksi lista heijastavista pinnoista on laaja ja laaja: säiliön pinta, joskus jäätä, joskus kiillotettua metallia, vain lasia, jos sitä katsoo tietystä kulmasta, mutta kuitenkin, se on ihmisen tekemä peili, jota voidaan käytännössä kutsua täydelliseksi heijastavaksi pinnaksi.

Peilistä heijastuneiden säteiden kulun periaate on yksinkertainen, jos sovelletaan geometrisen optiikan lakeja, ottamatta huomioon valon aaltoluonnetta. Valonsäde putoaa peilipinnalle (käsittelemme täysin läpinäkymätöntä peiliä) kulmassa, joka on alfa normaaliin nähden (pystysuoraan), joka on vedetty kohtaan, jossa säde osuu peiliin. Heijastun säteen kulma on yhtä suuri kuin sama arvo - alfa. Säde, joka osuu peiliin suorassa kulmassa peilin tasoon nähden, heijastuu takaisin itseensä.

Yksinkertaisimmassa - litteässä - peilissä kuva sijoittuu peilin taakse symmetrisesti esineeseen suhteessa peilin tasoon, se on kuvitteellinen, suora ja samankokoinen kuin itse esine.

Se, että seisovassa vedessä heijastuva maisema ei poikkea todellisesta, vaan on vain käännetty "ylösalaisin", ei suinkaan pidä paikkaansa. Jos ihminen katsoo myöhään illalla, kuinka lamput heijastuvat veteen tai kuinka veteen laskeutuva ranta heijastuu, heijastus näyttää hänestä lyhentyneeltä ja "katoaa" kokonaan, jos tarkkailija on korkealla pinnan yläpuolella. vedestä. Et myöskään voi koskaan nähdä heijastusta kiven huipulta, josta osa on upotettu veteen. Havaitsija näkee maiseman ikään kuin se olisi katsottu pisteestä, joka on yhtä paljon syvemmällä kuin veden pinta kuin havainnoijan silmä on pinnan yläpuolella. Maiseman ja sen kuvan välinen ero pienenee silmän lähestyessä veden pintaa ja myös kohteen siirtyessä pois. Ihmisistä tuntuu usein, että pensaiden ja puiden heijastus lammessa erottuu suuremmasta värien kirkkaudesta ja sävyjen kylläisyydestä. Tämä ominaisuus voidaan havaita myös tarkkailemalla esineiden heijastusta peilistä. Tässä psykologisella havainnolla on suurempi rooli kuin ilmiön fyysisellä puolella. Peilin kehys, lammen rannat rajoittavat pienen osan maisemasta, suojaavat ihmisen perifeeristä näköä koko taivaalta tulevalta liialliselta hajavalolta ja sokaisevat tarkkailijaa, eli hän katsoo pientä osaa maisemasta. kuin tumman kapean putken läpi. Heijastuneen valon kirkkauden vähentäminen verrattuna suoraan valoon auttaa ihmisiä näkemään taivaan, pilvet ja muut kirkkaasti valaistut kohteet, jotka suoraan katsottuna ovat liian kirkkaita silmälle.

3. Sisäisen valon kokonaisheijastus

Kaunis nähtävyys on suihkulähde, jossa ulos lähtevät suihkut valaistaan ​​sisältä. Tämä voidaan kuvata normaaleissa olosuhteissa tekemällä seuraava koe. Korkeaan peltitölkkiin, 5 cm:n korkeudelle pohjasta, tulee porata pyöreä reikä, jonka halkaisija on 5-6 mm. Patruunalla varustettu sähkölamppu on käärittävä huolellisesti sellofaanipaperilla ja asetettava reikää vastapäätä. Sinun täytyy kaataa vettä purkkiin. Avaamalla reiän saamme suihkun, joka valaistaan ​​sisäpuolelta. Pimeässä huoneessa se hohtaa kirkkaasti ja näyttää erittäin vaikuttavalta. Suihkulle voidaan antaa mitä tahansa väriä asettamalla värillinen lasi valonsäteiden reitille. Jos laitat sormesi suihkun reitille, vesi suihkutetaan ja nämä pisarat hehkuvat kirkkaasti. Selitys tälle ilmiölle on melko yksinkertainen. Valosäde kulkee vesisuihkua pitkin ja osuu kaarevaan pintaan rajaa suuremmassa kulmassa, kokee täydellisen sisäisen heijastuksen ja osuu sitten taas suihkun vastakkaiseen puolelle kulmassa, joka on jälleen rajaa suurempi. Joten säde kulkee suihkua pitkin, taipuen sen mukana. Mutta jos valo heijastuisi kokonaan suihkun sisään, se ei olisi näkyvissä ulkopuolelta. Osa valosta hajoaa veden, ilmakuplien ja siinä olevien erilaisten epäpuhtauksien sekä suihkun epätasaisen pinnan vuoksi, joten se näkyy ulkopuolelta.

Annan tässä fyysisen selityksen tälle ilmiölle. Olkoon ensimmäisen väliaineen absoluuttinen taitekerroin suurempi kuin toisen väliaineen absoluuttinen taitekerroin n1 > n2, eli ensimmäinen väliaine on optisesti tiheämpi. Tässä median absoluuttiset indikaattorit ovat vastaavasti samat:

Sitten, jos valonsäde suunnataan optisesti tiheämästä väliaineesta optisesti vähemmän tiheään väliaineeseen, niin tulokulman kasvaessa taittuva säde lähestyy kahden väliaineen välistä rajapintaa, sitten se kulkee rajapintaa pitkin ja tulokulman kasvaessa edelleen taittunut säde katoaa, t.e. tuleva säde heijastuu täysin kahden median välisestä rajapinnasta.

Rajakulma (alfa nolla) on tulokulma, joka vastaa 90 asteen taitekulmaa. Veden osalta rajoituskulma on 49 astetta. Lasille - 42 astetta. Ilmestymismuotoja luonnossa: - ilmakuplat vedenalaisissa kasveissa näyttävät olevan peilimäisiä - kastepisarat välähtävät monivärisillä valoilla - timanttien "leikkiä" valonsäteissä - veden pinta lasissa alhaalta katsottuna. lasin seinä paistaa.

4. Ilmakehän optiset ilmiöt

Mirage on optinen ilmiö ilmakehässä: valon heijastuminen tiheydeltään jyrkästi erilaisten ilmakerrosten välisestä rajasta. Tarkkailijalle tällainen heijastus koostuu siitä, että yhdessä kaukaisen kohteen (tai taivaan osan) kanssa nähdään sen kuvitteellinen kuva, joka on siirretty suhteessa.

Eli mirage ei ole muuta kuin valonsäteiden leikkiä. Tosiasia on, että autiomaassa maa lämpenee erittäin paljon. Mutta samaan aikaan ilman lämpötila maan yläpuolella eri etäisyyksillä siitä vaihtelee suuresti. Esimerkiksi kymmenen senttimetriä maanpinnan yläpuolella olevan ilmakerroksen lämpötila on 30-50 astetta alhaisempi kuin pintalämpötila.

Kaikki fysiikan lait sanovat, että valo etenee tasaisessa väliaineessa suoraviivaisesti. Tällaisissa äärimmäisissä olosuhteissa lakia ei kuitenkaan sovelleta. Mutta mitä tapahtuu? Tällaisissa lämpötilaeroissa olevat säteet alkavat taittua, ja itse maasta ne alkavat yleensä heijastua luoden illuusioita, joita kutsuimme mirageiksi. Eli aivan pinnan ilmasta tulee peili.

Vaikka miraget yhdistetään yleensä aavikoihin, niitä voidaan usein havaita veden pinnalla, vuorilla ja joskus jopa suurissa kaupungeissa. Toisin sanoen kaikkialla, missä lämpötilassa on jyrkkä muutos, voit katsella näitä upeita kuvia.

Tämä ilmiö on melko yleinen. Esimerkiksi planeettamme suurimmassa autiomaassa havaitaan vuosittain noin 160 tuhatta miraasia.

On erittäin mielenkiintoista, että vaikka mirageja pidetään aavikoiden lapsina, Alaska on pitkään tunnustettu niiden esiintymisen kiistattomaksi johtajaksi. Mitä kylmempi, sitä selkeämpi ja kauniimpi nähty mirage.

Niin yleinen kuin tämä ilmiö on, sen tutkiminen on erittäin vaikeaa. Miksi? Kyllä, kaikki on hyvin yksinkertaista. Kukaan ei tiedä, missä ja milloin hän ilmestyy, millainen hän on ja kuinka kauan hän elää.

Kun paljon kaikenlaisia ​​kuulumisia mirageista ilmestyi, ne piti luonnollisesti luokitella. Kävi ilmi, että kaikesta monimuotoisuudestaan ​​​​huolimatta vain kuusi tyyppiä mirageja tunnistettiin: alempi (järvi), ylempi (nousevat taivaalle), sivu-, Fata Morgana, aavemiraget ja ihmissusi-miraasit.

Monimutkaisempi mirage-tyyppi on nimeltään Fata Morgana. Mitään selitystä sille ei ole vielä löydetty.

Alempi (järvi) mirage.

Nämä ovat yleisimpiä mirageja. He saivat nimensä alkuperäpaikkojensa perusteella. Niitä havaitaan maan ja veden pinnalla.

Ylivertaiset miraget (kaukaiset miraget).

Tämäntyyppinen mirage on alkuperältään yhtä yksinkertainen kuin edellinen. Tällaiset miraasit ovat kuitenkin paljon monipuolisempia ja kauniimpia. Ne näkyvät ilmassa. Näistä upeimpia ovat kuuluisat kummituskaupungit. On erittäin mielenkiintoista, että ne edustavat yleensä kuvia esineistä - kaupungeista, vuorista, saarista - jotka ovat useiden tuhansien kilometrien päässä.

Sivu mirageja

Ne esiintyvät lähellä pystysuoria pintoja, joita aurinko lämmittää voimakkaasti. Nämä voivat olla meren tai järven kallioisia rantoja, jolloin ranta on jo Auringon valaisemassa ja veden pinta ja ilma sen yläpuolella ovat vielä kylmiä. Tämäntyyppinen mirage on hyvin yleinen esiintyminen Genevejärvellä.

Fata Morgana

Fata Morgana on vaikein mirage-tyyppi. Se on yhdistelmä useista mirage-muodoista kerralla. Samanaikaisesti miraasin esittämät esineet lisääntyvät moninkertaisesti ja ovat melko vääristyneitä. Mielenkiintoista on, että tämäntyyppinen mirage sai nimensä kuuluisan Arthurin sisarelta Morganalta. Hän väitti vihastuneen Lancelotille, koska hän hylkäsi hänet. Hänestä huolimatta hän asettui vedenalaiseen maailmaan ja alkoi kostaa kaikille miehille pettäen heitä aavemaisilla näyillä.

Lukuisat "lentävät hollantilaiset", joita merimiehet yhä näkevät, voidaan myös lukea Fata Morganien ansioksi. Niissä näytetään yleensä laivoja, jotka ovat satojen tai jopa tuhansien kilometrien päässä tarkkailijoista.

Mirage-lajikkeista ei ehkä ole enää mitään sanottavaa.

Haluaisin lisätä, että vaikka tämä on erittäin kaunis ja salaperäinen näky, se on myös erittäin vaarallinen. Tapan mirageja ja teen niiden uhrit hulluiksi. Tämä pätee erityisesti aavikkomirageihin. Ja tämän ilmiön selitys ei helpota matkustajien kohtaloa.

Ihmiset kuitenkin yrittävät taistella sitä vastaan. He luovat erityisiä oppaita, jotka osoittavat miraasien yleisimmän esiintymisen paikat ja joskus niiden muodot.

Muuten, mirageja saadaan laboratoriossa.

Esimerkiksi yksinkertainen kokeilu, joka on julkaistu kirjassa V.V. Maira "Valon kokonaisheijastus yksinkertaisissa kokeissa" (Moskova, 1986), tässä on yksityiskohtainen kuvaus mirage-mallien saamisesta eri medioissa. Helpoin tapa nähdä miraasi on vedessä (kuva 2). Kiinnitä tumma, mieluiten musta kahvipurkki valkopohjaisen astian pohjalle. Katso alaspäin, melkein pystysuoraan, sen seinämää pitkin, kaada nopeasti kuumaa vettä purkkiin. Purkin pinta tulee välittömästi kiiltäväksi. Miksi? Tämä johtuu siitä, että veden taitekerroin kasvaa lämpötilan myötä. Purkin kuumalla pinnalla veden lämpötila on paljon korkeampi kuin etäällä. Joten valonsäteen kaarevuus on samalla tavalla kuin mirageissa autiomaassa tai kuumalla asfaltilla. Purkki näyttää meistä kiiltävältä valon täydellisen heijastuksen vuoksi.

Jokainen suunnittelija haluaa tietää, mistä Photoshopin voi ladata.

Ilmakehän optinen ja meteorologinen ilmiö, joka havaitaan, kun aurinko (joskus Kuu) valaisee monia vesipisaroita (sade tai sumu). Sateenkaari näyttää moniväriseltä kaarelta tai ympyrältä, joka koostuu spektrin väreistä (ulkoreunasta: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo, violetti). Nämä ovat seitsemän väriä, jotka tavallisesti erotetaan sateenkaaresta venäläisessä kulttuurissa, mutta on pidettävä mielessä, että itse asiassa spektri on jatkuva ja sen värit siirtyvät sujuvasti toisiinsa monien välisävyjen kautta.

Sateenkaaren kuvaaman ympyrän keskipiste on tarkkailijan ja Auringon läpi kulkevalla suoralla, ja lisäksi sateenkaari (toisin kuin halo) havainnointiin Aurinko on aina tarkkailijan takana, eikä aurinkoa ole mahdollista nähdä. ja sateenkaari samanaikaisesti ilman optisia laitteita. Maassa olevalle tarkkailijalle sateenkaari näyttää yleensä kaarelta, ympyrän osalta, ja mitä korkeampi havaintopiste on, sitä täyteläisempi se on (vuorelta tai lentokoneesta voi nähdä myös kokonaisen ympyrän). Kun aurinko nousee yli 42 astetta horisontin yläpuolelle, sateenkaari ei näy maan pinnalta.

Sateenkaari syntyy, kun auringonvalo taittuu ja heijastuu ilmakehässä kelluvista vesipisaroista (sade tai sumu). Nämä pisarat ohjaavat eriväristä valoa eri tavoin (pidemmän aallonpituuden (punainen) valon veden taitekerroin on pienempi kuin lyhyen aallonpituuden (violetti), joten punainen valo poikkeaa vähiten - 137 ° 30 ", ja violetti on voimakkaimmin taipunut 139°20"). Tämän seurauksena valkoinen valo hajoaa spektriksi (valon hajaantumista tapahtuu). Tarkkailija, joka seisoo selkä valonlähteeseen päin, näkee monivärisen hehkun, joka tulee avaruudesta samankeskisiä ympyröitä (kaareja) pitkin.

Useimmiten havaitaan ensisijainen sateenkaari, jossa valo käy läpi yhden sisäisen heijastuksen. Säteiden reitti näkyy kuvassa oikeassa yläkulmassa. Ensisijaisessa sateenkaaressa punainen väri on kaaren ulkopuolella, sen kulmasäde on 40-42 °.

Joskus voit nähdä toisen, vähemmän kirkkaan sateenkaaren ensimmäisen ympärillä. Tämä on toissijainen sateenkaari, joka muodostuu pisaroista kahdesti heijastuvasta valosta. Toissijaisessa sateenkaaressa "käänteinen" värijärjestys on violetti ulkopuolelta ja punainen sisäpuolelta. Toissijaisen sateenkaaren kulmasäde on 50-53°. Taivas kahden sateenkaaren välissä on yleensä huomattavasti tummempi, tätä aluetta kutsutaan Aleksanterin kaistaleeksi.

Kolmannen asteen sateenkaaren esiintyminen luonnollisissa olosuhteissa on erittäin harvinaista. Uskotaan, että viimeisten 250 vuoden aikana on ollut vain viisi tieteellistä raporttia tämän ilmiön havainnoista. Sitäkin yllättävämpää on vuonna 2011 ilmestynyt raportti, jonka mukaan neljännen asteen sateenkaari oli mahdollista paitsi havainnoida myös valokuvaan. Laboratorio-olosuhteissa on mahdollista saada paljon korkeampia sateenkaareja. Siten vuonna 1998 julkaistussa artikkelissa todettiin, että kirjoittajat onnistuivat saamaan lasersäteilyä käyttämällä kahden sadasosan sateenkaaren.

Ensisijaisen sateenkaaren valo on 96 % polarisoitunut kaaren suunnassa. Toissijaisen sateenkaaren valo on 90 % polarisoitunut.

Kirkkaana kuutamoisena yönä voit nähdä myös sateenkaaren kuusta. Koska hämärässä toimivat ihmissilmän reseptorit - "sauvat" - eivät havaitse värejä, kuun sateenkaari näyttää valkealta; mitä kirkkaampi valo, sitä "värillisempi" sateenkaari (värireseptorit - "kartiot" sisältyvät sen havaintoon).

Tietyissä olosuhteissa voit nähdä kaksois-, ylösalaisin tai jopa rengassateenkaaren. Itse asiassa nämä ovat ilmiöitä toisesta prosessista - valon taittumisesta ilmakehään hajallaan olevissa jääkiteissä, ja ne kuuluvat haloon. Käänteisen sateenkaaren (lähes zenitaalikaari, zenitaalikaari - yksi halotyypeistä) esiintyminen taivaalle edellyttää erityisiä sääolosuhteita, jotka ovat ominaisia ​​pohjois- ja etelänavalle. Käänteinen sateenkaari muodostuu ohuen pilviverhon jääpuikkojen läpi kulkevan valon taittumisen vuoksi 7 - 8 tuhannen metrin korkeudessa. Tällaisen sateenkaaren värit ovat myös käänteisiä: violetti on ylhäällä ja punainen alhaalla.

Revontulet

Aurora Borealis (revontulet) on magnetosfäärillä varustettujen planeettojen ilmakehän ylempien kerrosten hehku (luminesenssi), joka johtuu niiden vuorovaikutuksesta aurinkotuulen varautuneiden hiukkasten kanssa.

Yläilmakehän hyvin rajoitetulla alueella revontulia voivat aiheuttaa aurinkotuulen matalaenergiavaraiset hiukkaset, jotka pääsevät napaiseen ionosfääriin pohjoisen ja etelän napapisteiden kautta. Pohjoisella pallonpuoliskolla revontulia voidaan havaita Huippuvuorten yllä puolenpäivän aikaan.

Kun plasmakerroksen energiset hiukkaset törmäävät yläilmakehän kanssa, sen koostumukseen sisältyvien kaasujen atomit ja molekyylit virittyvät. Kiihtyneiden atomien säteily on näkyvällä alueella ja sitä havaitaan revontulia. Revontulien spektrit riippuvat planeettojen ilmakehän koostumuksesta: jos esimerkiksi Maapallolla näkyvällä alueella virittyneen hapen ja typen emissioviivat ovat kirkkaimmat, niin Jupiterille ultraviolettisäteilyn vedyn emissioviivat. .

Koska varautuneiden hiukkasten ionisaatio tapahtuu tehokkaimmin hiukkaspolun lopussa ja ilmakehän tiheys pienenee korkeuden kasvaessa barometrisen kaavan mukaisesti, revontulien ilmaantumisen korkeus riippuu varsin voimakkaasti planeetan ilmakehän parametreista, joten maapallolle sen melko monimutkaisen ilmakehän koostumuksen, 200-400 km korkeudessa havaittavan hapen punaisen hehkun sekä typen ja hapen yhteisen hehkun kanssa - ~110 km:n korkeudessa. Lisäksi nämä tekijät määrittävät myös revontulien muodon - hajanaiset ylärajat ja melko terävät alarajat.

Revontulia havaitaan pääasiassa molempien pallonpuoliskojen korkeilla leveysasteilla maapallon magneettisia napoja ympäröivillä soikeilla vyöhykkeillä - revontulien soikeilla. Revontulien soikioiden halkaisija on hiljaisen Auringon aikana ~ 3000 km, päiväpuolella vyöhykkeen raja on 10-16° päässä magneettinapasta ja yöpuolella 20-23°. Koska Maan magneettiset navat ovat noin 12° erillään maantieteellisistä napoista, revontulia havaitaan leveysasteilla 67–70°, pohjoispuolella niiden tavanomaisen esiintymisen rajoista. Esimerkiksi Stewart Islandilla, joka sijaitsee vain 47°:n leveydellä, revontulia esiintyy säännöllisesti. Maori jopa kutsui häntä "Flaming".

Maan revontulien spektrissä ilmakehän pääkomponenttien, typen ja hapen säteily on voimakkainta, kun taas niiden emissioviivat havaitaan sekä atomi- että molekyylitilassa (neutraalit molekyylit ja molekyyli-ionit). Voimakkaimmat ovat atomien hapen ja ionisoituneiden typpimolekyylien emissiolinjat.

Hapen hehku johtuu virittyneiden atomien emissiosta metastabiileissa tiloissa, joiden aallonpituudet ovat 557,7 nm (vihreä viiva, elinikä 0,74 s) ja dupletti 630 ja 636,4 nm (punainen alue, elinikä 110 s). Seurauksena on, että punainen dupletti säteilee 150-400 km:n korkeudessa, missä ilmakehän suuren harvinaisuuden vuoksi virittyneiden tilojen sammumisnopeus törmäysten aikana on alhainen. Ionisoidut typpimolekyylit emittoivat aallonpituudella 391,4 nm (lähes ultravioletti), 427,8 nm (violetti) ja 522,8 nm (vihreä). Jokaisella ilmiöllä on kuitenkin oma ainutlaatuinen alueensa, joka johtuu ilmakehän kemiallisen koostumuksen ja säätekijöiden epäjohdonmukaisuudesta.

Revontulien spektri muuttuu korkeuden mukaan ja riippuen revontulien kirjossa vallitsevista emissiolinjoista, revontulet jaetaan kahteen tyyppiin: A-tyypin revontulet korkealla, jossa vallitsevat atomiviivat, ja tyypin B revontulet suhteellisen matalilla korkeuksilla ( 80-90 km), joiden spektrissä on hallitseva molekyyliviiva, joka johtuu atomien virittyneiden tilojen törmäyksestä suhteellisen tiheässä ilmakehässä näillä korkeuksilla.

Keväällä ja syksyllä revontulia esiintyy paljon useammin kuin talvella ja kesällä. Huipputaajuus osuu kevät- ja syyspäiväntasauksia lähinnä oleviin ajanjaksoihin. Auroran aikana vapautuu valtava määrä energiaa lyhyessä ajassa. Joten yhdestä vuonna 2007 rekisteröidystä häiriöstä vapautui 5 1014 joulea, mikä on suunnilleen sama kuin 5,5 magnitudin maanjäristyksen aikana.

Maan pinnalta katsottuna revontulia näkyy yleisenä nopeasti muuttuvana taivaan hehkuna tai liikkuvana säteinä, raidoina, kruunuina, "verhoina". Revontulien kesto vaihtelee kymmenistä minuuteista useisiin päiviin.

Uskottiin, että revontulet pohjoisella ja eteläisellä pallonpuoliskolla ovat symmetrisiä. Toukokuussa 2001 samanaikainen revontulien havainto avaruudesta pohjois- ja etelänavalta osoitti kuitenkin, että revontulet ja etelävalot eroavat merkittävästi toisistaan.

optinen valokvantti sateenkaari

Johtopäätös

Optiset luonnonilmiöt ovat hyvin kauniita ja monipuolisia. Muinaisina aikoina, kun ihmiset eivät ymmärtäneet luontoaan, he kiinnittivät heihin mystistä, maagista ja uskonnollista merkitystä, pelkäsivät ja pelkäsivät heitä. Mutta nyt, kun voimme jopa tuottaa jokaisen ilmiön omin käsin laboratorio- (ja joskus melko käsityöläisissä) olosuhteissa, primitiivinen kauhu on poissa, ja voimme ilolla huomata arjessa taivaalla välkkyvän sateenkaaren, mennä pohjoiseen. ihailla revontulia ja uteliaisuutta huomata autiomaassa leimahtanut salaperäinen mirage. Ja peileistä on tullut entistä merkittävämpi osa jokapäiväistä elämäämme - sekä jokapäiväisessä elämässä (esimerkiksi kotona, autoissa, videokameroissa) että erilaisissa tieteellisissä laitteissa: spektrofotometrit, spektrometrit, teleskoopit, laserit, lääketieteelliset laitteet.

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Mikä on optiikka? Sen tyypit ja rooli modernin fysiikan kehityksessä. Valon heijastumiseen liittyvät ilmiöt. Heijastuskertoimen riippuvuus valon tulokulmasta. Suojalasit. Valon taittumiseen liittyvät ilmiöt. Sateenkaari, mirage, aurora.

tiivistelmä, lisätty 1.6.2010


Optiikan tyypit. Maan ilmakehä optisena järjestelmänä. Auringonlasku. Taivaan värin muutos. Sateenkaaren muodostuminen, erilaisia ​​sateenkaareja. Revontulet. Aurinkotuuli revontulien syynä. Kangastus. Optisten ilmiöiden arvoituksia.

lukukausityö, lisätty 17.1.2007


Muinaisten ajattelijoiden näkemyksiä valon luonteesta perustuen yksinkertaisimpiin luonnonilmiöiden havaintoihin. Prismaelementit ja optiset materiaalit. Prisman materiaalin ja ympäristön valon taitekertoimien vaikutuksen osoittaminen valon taittumisilmiöön prismassa.

lukukausityö, lisätty 26.4.2011


Valon korpuskulaaristen ja aaltoteorioiden tutkimus. Interferenssikuvion maksimien ja minimien ehtojen tutkiminen. Kahden monokromaattisen aallon lisäys. Silmän havaitseman valon aallonpituus ja väri. Häiriöreunojen lokalisointi.

tiivistelmä, lisätty 20.5.2015


Valon taittumiseen, dispersioon ja häiriöihin liittyvät ilmiöt. Kaukonäön miraasia. Sateenkaaren diffraktioteoria. halon muodostuminen. Timanttipölyefekti. Ilmiö "rikkinäinen näkö". Havainto parhelian, kruunujen, auroran taivaalla.

esitys, lisätty 14.1.2014


Mekaanisten aaltojen diffraktio. Valon interferenssin ilmiöiden viestintä Youngin kokeen esimerkissä. Huygens-Fresnel-periaate, joka on aaltoteorian pääpostulaatti, joka mahdollisti diffraktioilmiöiden selityksen. Geometrisen optiikan käyttörajat.

esitys, lisätty 18.11.2014


Ilmiön teoria. Diffraktio on joukko ilmiöitä valon etenemisen aikana väliaineessa, jossa on teräviä epähomogeenisuuksia. Valon intensiteetin jakautumisfunktion etsiminen ja tutkiminen pyöreästä reiästä diffraktiossa. Diffraktion matemaattinen malli.

lukukausityö, lisätty 28.9.2007


Optisten ilmiöiden peruslait. Suoraviivaisen etenemisen, valon heijastuksen ja taittumisen lait, valonsäteiden riippumattomuus. Lasereiden käytön fysikaaliset periaatteet. Koherentin valon kvanttigeneraattorin fysikaaliset ilmiöt ja periaatteet.

esitys, lisätty 18.4.2014


Valo- ja aaltoilmiöiden fysiikan piirteet. Joidenkin valon ominaisuuksia koskevien ihmisten havaintojen analyysi. Geometrisen optiikan lakien ydin (valon suoraviivainen eteneminen, valon heijastuksen ja taittumisen lait), tärkeimmät valaistussuureet.

lukukausityö, lisätty 13.10.2012


Diffraktion tutkiminen, valon poikkeaminen suoraviivaisesta etenemissuunnasta esteiden läheltä ohittaessa. Ominaisuus valoaalloille, jotka taipuvat läpinäkymättömien kappaleiden rajojen ympäri ja tunkeutuvat valon geometrisen varjon alueelle.

Luonnossa (elävässä ja elottomassa) tapahtuu jatkuvasti erilaisia ​​muutoksia. Aurinko nousee ja laskee - yö muuttaa päivän. Ukkosmyrskyn aikana salama välähtää ja ukkosta jyrisee yhä uudelleen ja uudelleen. Puut vihertyvät keväällä. Lentokone lentää korkealla taivaalla. Painamalla kaukosäätimen painiketta käynnistämme television.

Kaikkia luonnossa tapahtuvia muutoksia kutsutaan luonnonilmiöiksi.

Jokaisessa tieteessä käytetään sanoja tai lauseita, jotka ovat tiettyjen käsitteiden nimiä - termejä. Olet jo käyttänyt matemaattisia termejä "kaavio", "kuva", "kaava", tiedät, että ukrainan kielessä ja kirjallisuudessa sellaiset sanat kuin "aihe", "lause", "liite", "runo" jne. tarkoittavat on myös omat määräaikansa. Yksi fysiikan yleisimmistä käsitteistä on aineen käsite. Fysiikassa aineella tarkoitetaan kaikkea, mitä luonnossa on, riippumatta siitä, tiedämmekö sen olemassaolosta vai emme.

Luonnossa tapahtuvat muutokset ovat ilmentymä aineen liikkeestä. Lentokone lentää taivaalla, pisara sataa, vene kelluu rannan ohi, opiskelija menee kouluun. Kaikissa näissä tapauksissa näemme, että ajan myötä lentokoneen asento suhteessa pilveen ja sadepisaran ikkunalasissa muuttuu, oppilas lähestyy koulua.

Ilmiöitä, jotka havaitsemme erilaisten esineiden ja niiden osien liikkumisena suhteessa toisiinsa, kutsutaan mekaanisiksi ilmiöiksi.

Aineen liike voi olla meille näkymätöntä: lätäköt kuivuvat sateen jälkeen, vesi kiehuu kattilassa, teräs sulaa tulisijauunissa, auringon säteet lämmittävät maata. Tällaisia ​​ilmiöitä kutsutaan termeiksi. Lämpöilmiöt liittyvät mikrokosmoksen muutoksiin - atomien, molekyylien näkymättömään liikkeeseen, niiden säteilyyn.

Illalla laitamme valot päälle. Sähkölaitteiden toiminta on seurausta sähkövarausten liikkeestä ja vuorovaikutuksesta, joiden kantajat ovat alkuainehiukkasia - jopa vähemmän muodostumista kuin molekyylit ja atomit. Tässä tapauksessa on kyse sähköilmiöistä. Salama on yksi luonnossa esiintyvistä sähköilmiöistä (kuva 1.1).

Magneettiset ilmiöt liittyvät läheisesti sähköilmiöihin. Kompassin magneettinen neula muuttaa suuntaa, jos lähelle asetetaan johto ja sen läpi johdetaan sähkövirtaa. Magneettisilla ilmiöillä on suuri merkitys arjessa, teollisuudessa ja liikenteessä laajalti käytettyjen sähkömoottoreiden toiminnan kannalta. Yksi luonnon sähköisten ja magneettisten ilmiöiden ilmenemismuodoista ovat revontulet (kuva 1.2).

Sateenkaari sateen jälkeen (kuva 1.3), taivaan sinisyys, kuva elokuvateatterissa valkokankaalla, värien leikki perhosen siivillä ja CD-levyn pinta ovat valoilmiöiden ilmentymiä (kuva 1). 1.4).

Fysiikka tutkii kaikkia näitä ilmiöitä, joten niitä kutsutaan fysikaalisiksi ilmiöiksi.

Luonnossa esiintyvät ilmiöt liittyvät toisiinsa, koska ne ovat aineen liikkeen ilmentymiä. Hehkulampun spiraalin läpi kulkeva virta (sähköilmiö) saa sen hehkumaan (lämpöilmiö) ja säteilemään valoa (optinen ilmiö). Salamapurkauksen seurauksena ilma lämpenee ja laajenee nopeasti, joten kuulemme ukkonen. Erilaisia ​​ilmiöitä tutkimalla fyysikot selvittävät niiden syntysyyn ja niiden välisen suhteen.

Fysiikassa termiä fyysinen keho tai yksinkertaisesti keho käytetään laajalti. Jos esimerkiksi tutkitaan mekaanisen liikkeen yleisiä piirteitä, ei ole väliä mikä kappale liikkuu. Kivi, pallo, omena tai mikä tahansa muu esine, joka heitetään ylös tai kulmassa horisonttiin nähden, lisää liikettä ja saavuttaessaan korkeimman asennon alkaa pudota kiihtyvällä vauhdilla. Tällaisia ​​liikkeitä tutkiessaan fyysikot sanovat: ruumis heitetään pystysuoraan ylöspäin tai kappale heitetään kulmassa horisonttiin nähden. Kansainväliselle avaruusasemalle astronauteja kuljettavien avaruusalusten ja niille uutta lastia tuovien alusten liikkeisiin sovelletaan samoja lakeja.

Alumiini- tai teräspannun lämmittäminen on luonteeltaan samaa. Siksi termi ruumis fysiikassa tarkoittaa mitä tahansa aihetta tutkittaessa mekaanisia, lämpö- tai muita ilmiöitä, jotka tapahtuvat heidän osallistumisensa kanssa. Esimerkkejä fyysisistä kappaleista ovat kivi, kiiru, laiva, vesi kattilassa, kaasu sylinterissä, auto, ilmapallo ja ilma siinä, Maa.

KYSYMYKSIÄ JA TEHTÄVÄT

1. Mitä fysikaalisella ilmiöllä tarkoitetaan?

2. Mikä on aine?

3. Millaisia ​​fysikaalisia ilmiöitä tunnet?

4. Anna kaksi tai kolme esimerkkiä mekaanisista, lämpö-, sähkö- ja optisista ilmiöistä, joita havaitsit päivän aikana.

5. Anna esimerkkejä fyysisistä kehoista, joita käytit fysiikan tunnilla, kotona lounaalla ja joita näit matkalla kouluun.

Lippu numero 1

1. Mitä fysiikka opiskelee. Jotkut fyysiset termit. Havaintoja ja kokeita. Fyysiset määrät. Fysikaalisten määrien mittaus. Mittausten tarkkuus ja virhe.

Fysiikka on tiedettä kappaleiden ja ilmiöiden yleisimmistä ominaisuuksista.

Kuinka ihminen tuntee maailman? Miten hän tutkii luonnonilmiöitä ja saa siitä tieteellistä tietoa?

Ensimmäinen tieto, josta ihminen saa havainnot luonnon takana.

Oikean tiedon saamiseksi joskus yksinkertainen havainto ei riitä, vaan sinun on suoritettava kokeilu - erityisesti valmistettu koe .

Kokeita tekevät tiedemiehet ennalta suunniteltu suunnitelma tiettyyn tarkoitukseen .

Kokeiden aikana mittaukset otetaan käyttämällä erityisiä fysikaalisten määrien mittareita. Esimerkkejä fyysisiä määriä ovat: etäisyys, tilavuus, nopeus, lämpötila.

Joten fyysisen tiedon lähde on havainnot ja kokeet.

Fysikaaliset lait perustuvat ja testataan kokemuksella vahvistettuihin tosiasioihin. Yhtä tärkeä tapa tietää ilmiön teoreettinen kuvaus . Fysikaalisten teorioiden avulla voidaan selittää tunnettuja ilmiöitä ja ennustaa uusia, joita ei ole vielä löydetty.

Kehoissa tapahtuvia muutoksia kutsutaan fysikaalisiksi ilmiöiksi.

Fysikaaliset ilmiöt jaetaan useisiin tyyppeihin.

Fysikaalisten ilmiöiden tyypit:

1. Mekaaniset ilmiöt (esimerkiksi autojen, lentokoneiden, taivaankappaleiden liike, nesteen virtaus).

2. Sähköilmiöt (esim. sähkövirta, johtimien kuumeneminen virralla, kappaleiden sähköistäminen).

3. Magneettiset ilmiöt (esim. magneettien vaikutus rautaan, maapallon magneettikentän vaikutus kompassin neulaan).

4. Optiset ilmiöt (esim. valon heijastuminen peileistä, valonsäteiden emissio eri valonlähteistä).

5. Lämpöilmiöt (jään sulaminen, veden kiehuminen, kappaleiden lämpölaajeneminen).

6. Atomiilmiöt (esim. ydinreaktorien toiminta, ytimien hajoaminen, tähtien sisällä tapahtuvat prosessit).

7. Ääni ilmiöt (kellon soitto, musiikki, ukkonen, melu).

Fyysiset termit ovat erikoissanoja, joita käytetään fysiikassa lyhyyden, tarkkuuden ja mukavuuden vuoksi.

Fyysinen vartalo on jokainen esine, joka ympäröi meitä. (Fyysisten ruumiiden näyttö: kynä, kirja, koulupöytä)

Aine Se on kaikkea, mistä fyysinen keho koostuu. (Näytetään fyysiset kehot, jotka koostuvat eri aineista)

Asia- tämä on kaikkea mitä on olemassa universumissa tietoisuudestamme riippumatta (taivaankappaleet, kasvit, eläimet jne.)

fyysisiä ilmiöitä ovat muutoksia, joita tapahtuu fyysisessä kehossa.

Fyysiset määrät ovat kappaleiden tai ilmiöiden mitattavissa olevia ominaisuuksia.

Fyysiset instrumentit- Nämä ovat erikoislaitteita, jotka on suunniteltu mittaamaan fyysisiä määriä ja suorittamaan kokeita.

Fyysiset määrät:
korkeus h, massa m, reitti s, nopeus v, aika t, lämpötila t, tilavuus V jne.

Fysikaalisten suureiden mittayksiköt:

Kansainvälinen yksikköjärjestelmä SI:

(kansainvälinen järjestelmä)

Pääasiallinen:

Pituus - 1 m - (metri)

Aika - 1 s - (sekunti)

Paino - 1 kg - (kg)

Johdannaiset:

Tilavuus - 1 m³ - (kuutiometri)

Nopeus - 1 m/s - (metri sekunnissa)

Tässä ilmaisussa:

numero 10 on ajan numeerinen arvo,

kirjain "s" on lyhenne aikayksiköstä (sekunnit),

ja 10 s yhdistelmä on aika-arvo.

Yksiköiden nimien etuliitteet:

Fyysisten suureiden mittaamisen helpottamiseksi perusyksiköiden lisäksi käytetään moniyksikköjä, jotka ovat 10, 100, 1000 jne. perustavanlaatuisempaa

g – hekto (×100) k – kilo (× 1000) M – mega (× 1000 000)

1 km (kilometri) 1 kg (kilo)

1 km = 1000 m = 10³ m 1 kg = 1000 g = 10³ g

Muinaisista ajoista lähtien miraasit, välkkyvät hahmot ilmassa, ovat hälyttäneet ja kauhistuttaneet ihmisiä. Nykyään tiedemiehet ovat paljastaneet monia luonnon salaisuuksia, myös optisia ilmiöitä. He eivät ole yllättyneitä luonnonmysteereistä, joiden olemusta on tutkittu pitkään. Nykypäivän lukiossa optisia ilmiöitä opetetaan fysiikassa 8. luokalla, joten jokainen oppilas voi ymmärtää niiden luonteen.

Peruskonseptit

Antiikin tutkijat uskoivat, että ihmissilmä näkee ohuimmilla lonkeroilla varustettujen esineiden tunnustelun läpi. Optiikka oli tuohon aikaan näön tutkimista.

Keskiajalla optiikka tutki valoa ja sen olemusta.

Optiikka on nykyään osa fysiikkaa, joka tutkii valon etenemistä eri välineiden läpi ja sen vuorovaikutusta muiden aineiden kanssa. Fysiologinen optiikka tutkii kaikkia näköön liittyviä kysymyksiä.

Optiset ilmiöt ovat ilmentymiä erilaisista valonsäteiden suorittamista toimista. Niitä tutkii ilmakehän optiikka.

Epätavallisia prosesseja ilmakehässä

Maapalloa ympäröi ilmakehäksi kutsuttu kaasuvaippa. Sen paksuus on satoja kilometrejä. Maata lähempänä ilmakehä on tiheämpi ja ohenee ylöspäin. Ilmakehän kuoren fysikaaliset ominaisuudet muuttuvat jatkuvasti, kerrokset sekoittuvat. Muuta lämpötiloja. Tiheys, läpinäkyvyysaste ovat siirtyneet.

Auringosta ja muista taivaankappaleista valonsäteet menevät kohti Maata. Ne kulkevat Maan ilmakehän läpi, joka toimii heille erityisenä optisena järjestelmänä ja muuttaa sen ominaisuuksia. heijastaa, hajottaa, kulkea ilmakehän läpi, valaista maata. Tietyissä olosuhteissa säteiden reitti on taipunut, joten tapahtuu erilaisia ​​​​ilmiöitä. Fyysikot pitävät omaperäisimpiä optisia ilmiöitä:

• auringon auringonlasku;
• sateenkaaren ulkonäkö;
• revontulet;
• kangastus;
• halo.

Tarkastellaanpa niitä tarkemmin.

halo auringon ympärillä

Sana "halo" tarkoittaa kreikaksi "ympyrää". Mikä optinen ilmiö sen taustalla on?

Halo on säteiden taittuminen ja heijastusprosessi, joka tapahtuu pilvikiteissä korkealla ilmakehässä. Ilmiö näyttää valosäteiltä lähellä aurinkoa, joita rajoittaa tumma väli. Yleensä halot muodostuvat ennen sykloneja ja voivat olla niiden esiasteita.

Vesipisarat jäätyvät ilmaan ja saavat oikean prismamuodon kuudella sivulla. Kaikki tuntevat ilmakehän alemmissa kerroksissa esiintyvät jääpuikot. Yläosassa tällaiset jääneulat putoavat vapaasti pystysuunnassa. Kiteiset jäälautat pyörivät, laskeutuvat maahan, samalla kun niillä on yhdensuuntainen järjestely maan suhteen. Ihminen ohjaa näköä kiteiden kautta, jotka toimivat linsseinä ja taittavat valoa.

Muut prismat tulevat ulos litteinä tai näyttävät tähdiltä, ​​joissa on kuusi sädettä. Kiteille putoavat valonsäteet eivät välttämättä taitu tai kokea monia muita prosesseja. Harvoin tapahtuu, että kaikki prosessit ovat selvästi näkyvissä, yleensä yksi tai toinen osa ilmiöstä näkyy selvemmin, kun taas toiset ovat huonosti edustettuina.

Pieni halo on ympyrä auringon ympäri, jonka säde on noin 22 astetta. Ympyrän väri on sisäpuolelta punertava, muuttuu sitten keltaiseksi, valkoiseksi ja sulautuu siniseen taivaaseen. Ympyrän sisäalue on tumma. Se muodostuu valon taittumisen seurauksena ilmassa lentävissä jääneuloissa. Prismoissa olevat säteet poikkeutetaan 22 asteen kulmassa, joten kiteiden läpi kulkeneet säteet näytetään havainnoijalle 22 asteen taipuneena. Siksi se näyttää pimeältä.

Punainen taittuu vähemmän, mikä osoittaa vähiten poikkeamaa auringosta. Seuraavaksi keltainen. Muut säteet sekoittuvat ja näyttävät valkoisilta silmälle.

Siellä on halo, jonka kulma on 46 astetta, se sijaitsee 22 asteen halon ympärillä. Sen sisäosa on myös punertava, koska valo taittuu jääneuloissa, jotka on käännetty 90 astetta aurinkoon nähden.

Tunnetaan myös 90 asteen sädekehä, se hehkuu heikosti, siinä ei ole juuri mitään väriä tai se on ulkopuolelta värjätty punaiseksi. Tiedemiehet eivät ole vielä täysin tutkineet tätä lajia.

Halo kuun ympäri ja muita näkymiä

Tämä optinen ilmiö nähdään usein, jos taivaalla on kevyitä pilviä ja useita miniatyyrikiteisiä jäälauttoja. Jokainen tällainen kristalli on eräänlainen prisma. Pohjimmiltaan niiden muoto on pitkänomainen kuusikulmio. Valo tulee etummaiselle kidealueelle ja poistuessaan vastakkaisesta osasta taittuu 22 astetta.

Talvella katulamppujen lähellä kylmässä ilmassa voit nähdä halon. Se näkyy lyhdyn valon vuoksi.

Auringon ympärille voi muodostua sädekehä myös pakkaslumisessa ilmassa. Lumihiutaleita on ilmassa, valo kulkee pilvien läpi. Ilta-auringonlaskun aikaan tämä valo muuttuu punaiseksi. Menneinä vuosisatoina taikauskoiset ihmiset olivat kauhuissaan sellaisista ilmiöistä.

Halo voi näyttää sateenkaarenvärisenä ympyränä Auringon ympärillä. Näyttää siltä, ​​​​että ilmakehässä on monia kuusisivuisia kiteitä, mutta ne eivät heijasta, vaan taittavat auringonsäteet. Suurin osa säteistä on hajallaan, eivätkä pääse silmiimme. Loput säteet saavuttavat ihmissilmän, ja huomaamme sateenkaaren ympyrän Auringon ympärillä. Sen säde on noin 22 astetta tai 46 astetta.

väärä aurinko

Tutkijat totesivat, että haloympyrä on aina kirkkaampi sivuilla. Tämä selittyy sillä, että pysty- ja vaakasuuntaiset halot kohtaavat täällä. Niiden risteyskohdissa saattaa esiintyä vääriä aurinkoja. Tämä tapahtuu erityisen usein, kun aurinko on lähellä horisonttia, jolloin emme enää näe osaa pystyympyrästä.

Väärä aurinko on myös optinen ilmiö, eräänlainen halo. Se johtuu jääkiteistä, joissa on kuusi kasvot, jotka ovat kynsien muotoisia. Tällaiset kiteet leijuvat ilmakehässä pystysuunnassa, valo taittuu niiden sivupinnoilta.

Kolmas "aurinko" voi myös muodostua, jos vain haloympyrän pintaosa näkyy todellisen auringon yläpuolella. Se voi olla kaaren segmentti tai käsittämättömän muotoinen valopiste. Joskus väärät auringot ovat niin kirkkaita, että niitä ei voida erottaa todellisesta auringosta.

Sateenkaari

Tämä on epätäydellisen ympyrän muoto, jossa on eri värejä.

Muinaiset uskonnot uskoivat taivaasta maan päälle. Aristoteles uskoi, että sateenkaari ilmestyy auringonvalon pisaroiden heijastuksen vuoksi. Mikä optinen ilmiö pystyy edelleen miellyttämään ihmistä yhtä paljon kuin sateenkaari?

1600-luvulla Descartes tutki sateenkaaren luonnetta. Myöhemmin Newton kokeili valoa ja täydensi Descartesin teoriaa, mutta ei ymmärtänyt useiden sateenkaarien muodostumista, yksittäisten värisävyjen puuttumista niissä.

Englannin tähtitieteilijä D. Erie esitteli täydellisen sateenkaaren teorian 1800-luvulla. Hän onnistui paljastamaan kaikki sateenkaaren prosessit. Hänen kehittämä teoria hyväksytään nykyään.

Sateenkaari ilmestyy, kun auringon valo osuu sadevesiverhoon aurinkoa vastapäätä olevalla taivaalla. Sateenkaaren keskipiste sijaitsee pisteessä, joka on Auringon toisella puolella, eli se ei näy ihmissilmälle. Sateenkaaren kaari on osa ympyrää tämän keskipisteen ympärillä.

Sateenkaaren värit on asetettu tiettyyn järjestykseen. Hän on jatkuva. Punainen - yläreunassa, violetti - alareunassa. Niiden välillä värit menevät tiukassa järjestelyssä. Sateenkaari ei sisällä kaikkia olemassa olevia värejä. Vihreän vallitseminen osoittaa siirtymistä suotuisaan säähän.

Revontulet

Tämä on ilmakehän ylempien magneettisten kerrosten hehku, joka johtuu atomien ja aurinkotuulen elementtien keskinäisestä vaikutuksesta. Revontulet ovat yleensä vihreitä tai sinisiä, ja niissä on vivahteita vaaleanpunaisesta ja punaisesta. Ne voivat olla nauhan tai pisteen muodossa. Niiden purskeisiin liittyy usein meluisia ääniä.

Kangastus

Yksinkertaiset mirage-petokset ovat tuttuja kaikille. Esimerkiksi lämmitetyllä asfaltilla ajettaessa ilmestyy miraasi, koska tämä ei yllätä ketään. Mikä optinen ilmiö selittää miraasien ilmestymisen? Pysähdytään tähän asiaan tarkemmin.

Mirage on optinen fyysinen ilmiö ilmakehässä, jonka seurauksena silmä näkee tavallisissa olosuhteissa näkyviltä piilossa olevia esineitä. Tämä johtuu valonsäteen taittumisesta, kun se virtaa ilmakerrosten läpi. Kohteet, jotka ovat huomattavan etäisyyden päässä, voivat nousta tai pudota suhteessa todelliseen sijaintiinsa, tai ne voivat vääristyä ja saada outoja muotoja.

Broken Ghost

Tämä on ilmiö, jossa auringonlaskun tai auringonnousun aikaan korkeudella olevan henkilön varjo saa käsittämättömät mittasuhteet, kun se putoaa lähellä oleviin pilviin. Tämä johtuu vesipisaroiden valonsäteiden heijastumisesta ja taittumisesta sumuisissa olosuhteissa. Ilmiö on nimetty yhden Saksan Harz-vuorten korkeuksista.

Pyhän Elmon tuli

Nämä ovat sinisen tai violetin värisiä valaisevia siveltimiä merialusten mastoissa. Valot voivat näkyä vuoristossa, vaikuttavan korkeissa rakennuksissa. Tämä ilmiö johtuu sähköpurkauksista johtimien päissä, mikä johtuu siitä, että sähköinen jännitys kasvaa.

Nämä ovat optisia ilmiöitä, joita käsitellään 8. luokan tunneilla. Puhutaanpa optisista laitteista.

Suunnittelut optiikkaan

Optiset laitteet ovat laitteita, jotka muuntavat valosäteilyä. Tyypillisesti nämä instrumentit toimivat näkyvässä valossa.

Kaikki optiset laitteet voidaan jakaa kahteen tyyppiin:

1. Laitteet, joissa kuva saadaan näytölle. Nämä ovat kameroita, elokuvakameroita, projektiolaitteita.
2. Laitteet, jotka ovat vuorovaikutuksessa ihmissilmän kanssa, mutta eivät muodosta kuvia näytölle. Tämä on suurennuslasi, mikroskooppi, kaukoputket. Näitä laitteita pidetään visuaalisina.

Kamera on optomekaaninen laite, jota käytetään ottamaan kuvia kohteesta filmille. Kameran muotoilu sisältää kameran ja linssit, jotka muodostavat linssin. Linssi luo kohteesta käänteisen pienoiskuvan, joka tallennetaan filmille. Tämä johtuu valon vaikutuksesta.

Kuva on aluksi näkymätön, mutta kehitysratkaisun ansiosta se tulee näkyväksi. Tätä kuvaa kutsutaan negatiiviksi, jossa vaaleat alueet näyttävät tummilta ja päinvastoin. Tee negatiivista positiivinen valoherkälle paperille. Valokuvan suurennuslasin avulla kuva suurennetaan.

Suurennuslasi on linssi tai linssijärjestelmä, joka on suunniteltu suurentamaan esineitä niitä katsottaessa. Suurennuslasi asetetaan silmän viereen ja valitaan etäisyys, jolta kohde näkyy selvästi. Suurennuslasin käyttö perustuu katselukulman kasvattamiseen, josta kohdetta tarkastellaan.

Suuremman kulmasuurennuksen saamiseksi käytetään mikroskooppia. Tässä laitteessa esineiden suurennus tapahtuu optisen järjestelmän ansiosta, joka koostuu linssistä ja okulaarista. Ensinnäkin linssi lisää katselukulmaa ja sitten okulaari.

Joten olemme tarkastelleet tärkeimpiä optisia ilmiöitä ja laitteita, niiden lajikkeita ja ominaisuuksia.