I lang tid, luftspejlinger, flimrende skikkelser i luften, forskrækkede og rædselsslagne mennesker. I dag har videnskabsmænd afsløret mange naturhemmeligheder, herunder optiske fænomener. De er ikke overrasket over naturlige mysterier, hvis essens længe er blevet undersøgt. I gymnasiet i dag undervises i optiske fænomener i fysik i 8. klasse, så enhver elev kan forstå deres natur.
Grundlæggende begreber
Forskere fra antikken troede, at det menneskelige øje ser ved at føle genstande med de tyndeste fangarme. Optik var på det tidspunkt studiet af syn.
I middelalderen studerede optikken lys og dets essens.
I dag er optik en del af fysikken, der studerer lysets udbredelse gennem forskellige medier og dets interaktion med andre stoffer. Alle problemer relateret til syn studeres af fysiologisk optik.
Optiske fænomener er manifestationer af forskellige handlinger udført af lysstråler. De studeres af atmosfærisk optik.
usædvanlige processer i atmosfæren
Planeten Jorden er omgivet af en gasskal kaldet atmosfæren. Dens tykkelse er hundredvis af kilometer. Tættere på Jorden er atmosfæren tættere i retningenopad er sparsom. Den atmosfæriske skals fysiske egenskaber ændrer sig konstant, lagene blandes. Skift temperaturer. Tæthed, gennemsigtighedsskift.
Lysstråler går fra Solen og andre himmellegemer mod Jorden. De passerer gennem jordens atmosfære, som tjener som et specifikt optisk system for dem, og ændrer dets karakteristika. Lysstråler reflekterer, spredes, passerer gennem atmosfæren, oplyser jorden. Under visse forhold er strålernes vej bøjet, så der opstår forskellige fænomener. Fysikere betragter de mest originale optiske fænomener:
- sunshine sunset;
- regnbuens udseende;
- nordlys;
- mirage;
- halo.
Lad os se nærmere på dem.
Halo omkring solen
Selve ordet "halo" på græsk betyder "cirkel". Hvilket optisk fænomen ligger til grund for det?
Halo er processen med brydning og refleksion af stråler, der forekommer i skykrystaller højt oppe i atmosfæren. Fænomenet ligner lysende stråler nær Solen, begrænset af et mørkt interval. Haloer dannes norm alt før cykloner og kan være deres forløbere.
Vanddråber fryser i luften og får den korrekte prismatiske form med seks sider. Alle er bekendt med istapper, der optræder i de nedre atmosfæriske lag. Øverst falder sådanne isnåle frit i lodret retning. Krystallinske isflager snurrer, falder ned til jorden, mens de har et parallelt arrangement langsforhold til jorden. En person styrer synet gennem krystaller, der fungerer som linser og bryder lys.
Andre prismer er flade eller ligner stjerner med seks stråler. Lysstråler, der falder på krystaller, gennemgår muligvis ikke brydning eller oplever en række andre processer. Det sker sjældent, at alle processer er tydeligt synlige, norm alt fremstår en eller anden del af fænomenet tydeligere, mens andre er dårligt repræsenteret.
En lille glorie er en cirkel omkring solen med en radius på omkring 22 grader. Farven på cirklen er rødlig indefra, flyder derefter ind i gul, hvid og blander sig med den blå himmel. Det indre område af cirklen er mørkt. Det dannes som et resultat af lysbrydning i isnåle, der flyver i luften. Strålerne i prismerne afbøjes i en vinkel på 22 grader, så de, der har passeret gennem krystallerne, ser ud til at være afbøjet med 22 grader for iagttageren. Derfor fremstår interiøret mørkt.
Rød farve brydes mindre og viser mindst afbøjet fra solen. Det næste er gult. De andre stråler blandes og ser hvide ud.
Der er en 46 graders glorie omkring 22 graders glorie. Dens indre region er også rødlig, fordi lyset brydes i isnåle, der vender 90 grader mod solen.
Den 90-graders glorie er også kendt, den lyser svagt, har næsten ingen farve eller er farvet rød på ydersiden. Forskere har endnu ikke fuldt ud undersøgt denne sort.
Halo omkring månenog andre arter
Dette optiske fænomen ses ofte, når der er lette skyer og mange miniature krystallinske isflager på himlen. Hver sådan krystal er en slags prisme. Dybest set er deres form aflange sekskanter. Lys kommer ind i det forreste krystallinske område og, når det forlader den modsatte del, brydes det med 22 grader.
Om vinteren kan en glorie ses i den kolde luft nær gadelygterne. Det fremgår af lyset fra en lanterne.
En glorie omkring Solen kan også dannes i frostklar sneklædt luft. Snefnug er i luften, lys passerer gennem skyerne. I aftensolnedgangen bliver dette lys rødt. I de sidste århundreder blev overtroiske mennesker forfærdede over sådanne fænomener.
Haloen kan ligne en regnbuefarvet cirkel omkring Solen. Det viser sig, hvis der er mange krystaller med seks ansigter i atmosfæren, men de reflekterer ikke, men bryder solens stråler. De fleste af strålerne er spredt og når ikke vores øjne. Resten af strålerne når det menneskelige øje, og vi bemærker en iriserende cirkel omkring Solen. Dens radius er cirka 22 grader eller 46 grader.
falsk sol
Forskere har bemærket, at gloriecirklen altid er lysere på siderne. Dette forklares ved, at lodrette og vandrette glorier mødes her. Falske sole kan dukke op ved deres kryds. Dette sker især ofte, når Solen er tæt på horisonten, på hvilket tidspunkt vi ikke længere kan se en del af den lodrette cirkel.
Den falske sol er også et optisk fænomen, en slags glorie. Det viser sig pgaiskrystaller med seks ansigter, formet som søm. Sådanne krystaller svæver i atmosfæren i lodret retning, lyset brydes i deres sideflader.
En tredje "sol" kan også dannes, hvis kun overfladedelen af gloriecirklen er synlig over den sande sol. Det kan være et segment af en bue eller et lysende sted med en uforståelig form. Nogle gange er falske sole så klare, at de ikke kan skelnes fra den rigtige sol.
Rainbow
Dette er et atmosfærisk optisk fænomen i form af en ufuldstændig cirkel med forskellige farver.
Antikkens religioner betragtede regnbuen som en bro fra himlen til jorden. Aristoteles mente, at regnbuen dukker op på grund af refleksionen af dråber af sollys. Hvilket optisk fænomen kan stadig glæde en person lige så meget som en regnbue gør?
I det 17. århundrede studerede Descartes regnbuens natur. Senere eksperimenterede Newton med lys og supplerede Descartes teori, men kunne ikke forstå dannelsen af flere regnbuer, fraværet af individuelle farvenuancer i dem.
Den komplette teori om regnbuen blev præsenteret i det 19. århundrede af en astronom fra England, D. Erie. Det var ham, der formåede at afsløre alle regnbuens processer. Teorien, han udviklede, er stadig accepteret i dag.
En regnbue dukker op, når solens lys rammer et gardin af regnvand i det område af himlen modsat Solen. Regnbuens centrum er placeret på et punkt på den anden side af Solen, det vil sige, at det ikke er synligt for det menneskelige øje. Regnbuens bue er den del af cirklen omkring dette centrale punkt.
Farverne i regnbuen er placeret i en bestemt rækkefølge. Han er konstant. Rød er på den øverste kant, lilla er på bunden. Mellem dem går farverne i et stramt arrangement. Regnbuen indeholder ikke alle de eksisterende farver. Overvægten af grønt indikerer overgangen til gunstigt vejr.
Aurora Borealis
Dette er en glød i de øvre magnetiske lag af atmosfæren på grund af den gensidige påvirkning af atomer og elementer i solvinden. Aurora er norm alt grønne eller blå med strejf af pink og rød. De kan være i form af et bånd eller en plet. Deres udbrud er ofte akkompagneret af støjende lyde.
Mirage
Simple fatamorgana-bedrag er velkendte for enhver person. For eksempel, når man kører på opvarmet asf alt, vises et fatamorgana som en vandoverflade. Dette kommer ikke som nogen overraskelse for nogen. Hvilket optisk fænomen forklarer udseendet af luftspejlinger? Lad os dvæle ved dette spørgsmål mere detaljeret.
Mirage er et optisk fysisk fænomen i atmosfæren, som et resultat af, at øjet ser objekter, der er skjulte under normale forhold. Dette skyldes lysstrålens brydning, når den strømmer gennem luftlagene. Objekter, der er i betydelig afstand, kan stige eller falde i forhold til deres sande placering, eller de kan blive forvrænget og antage bizarre former.
Brocken Ghost
Dette er et fænomen, hvor skyggen af en person, der er i en højde, ved solnedgang eller solopgang, får uforståelige proportioner, da den falder på skyer, der er i nærheden. Dette er forklaretrefleksion og brydning af lysstråler af vanddråber i tågede forhold. Fænomenet blev opkaldt efter en af højderne i de tyske Harzen.
St. Elmo's Fire
Dette er lysende børster med blå eller lilla farve på masterne på søfartøjer. Lys kan dukke op på bjergrige højder, på bygninger af imponerende højde. Dette fænomen opstår på grund af elektriske udladninger i enderne af lederne på grund af, at den elektriske spænding stiger.
Dette er de optiske fænomener, der overvejes i undervisningen i 8. klasse. Lad os tale om optiske enheder.
Designs i optik
Optiske enheder er enheder, der konverterer lysstråling. Norm alt fungerer disse enheder i synligt lys.
Alle optiske enheder kan opdeles i to typer:
- Enheder, hvor billedet er opnået på skærmen. Disse er kameraer, filmkameraer, projektionsenheder.
- Enheder, der interagerer med det menneskelige øje, men som ikke danner billeder på skærmen. Dette er et forstørrelsesglas, mikroskop, teleskoper. Disse enheder betragtes som visuelle.
Et kamera er en opto-mekanisk enhed, der bruges til at få billeder af et objekt på film. Kameraets design inkluderer et kamera og linser, der danner objektivet. Linsen skaber et omvendt miniaturebillede af objektet, der er fanget på film. Dette skyldes lysets virkning.
Billedet er i starten usynligt, men takket være udviklingsløsningen bliver det synligt. Dette billede kaldesnegativ, i det ser lyse steder mørke ud og omvendt. Lav et positivt ud fra det negative på lysfølsomt papir. Ved hjælp af en fotoforstørrer forstørres billedet.
Et forstørrelsesglas er et objektiv eller et linsesystem, der er designet til at forstørre objekter, mens man ser på dem. Forstørrelsesglasset placeres ved siden af øjet, den afstand, hvorfra objektet ses tydeligt, vælges. Brugen af et forstørrelsesglas er baseret på at øge synsvinklen, hvorfra objektet ses.
For at få mere vinkelforstørrelse, brug et mikroskop. I denne enhed sker forstørrelsen af objekter på grund af det optiske system, der består af en linse og et okular. Først øges synsvinklen af linsen, derefter med okularet.
Så vi har overvejet de vigtigste optiske fænomener og enheder, deres varianter og funktioner.
