Optični pojavi (fizika, razred 8). Atmosferski optični fenomen. Optični pojavi in ​​naprave

Ljudje so zaskrbljeni in vznemirjeni že od dneve, utripanja v zraku. Danes so znanstveniki odkrili veliko skrivnosti narave, vključno z optičnimi pojavi. Niso presenečeni nad naravnimi uganki, katerih bistvo je že dolgo raziskano. V srednji šoli se danes pojavijo optični pojavi v fiziki v osmem razredu, tako da vsak učenec lahko razume svojo naravo.

Osnovni pojmi

Znanstveniki iz antike so verjeli, da človeško oko vidi skozi občutek predmetov z najboljšimi lovci. Optika v tistem času je bila doktrina vizije.

V srednjem veku je optika proučevala svetlobo in njegovo bistvo.

Danes je optika del fizike, ki proučuje širjenje svetlobe v različnih medijih in njeno interakcijo z drugimi snovmi. Vsa vprašanja o viziji proučujejo fiziološka optika.

Optični pojavi so manifestacije različnih akcij, ki jih izvajajo žarki svetlobe. Izučuje jih atmosferska optika.

Nenavadni procesi v ozračju

Planet Zemlja je obkrožena z plinasto lupino, imenovano ozračje. Njegova debelina je na stotine kilometrov. Bliže Zemlji je atmosfera bolj gosta, v smeri navzgor se raztopi. Fizične lastnosti atmosferskega ovoja se nenehno spreminjajo, plasti se mešajo. Spremenite temperaturo. Gostota, stopnja preglednosti se premikajo.

Od sonca in drugih nebesnih teles proti Zemlji gredo svetlobo. Potujejo skozi zemeljsko atmosfero, ki za njih služi kot poseben optični sistem, ki spreminja njegove značilnosti. Svetlobni žarki se odbijajo, razpršijo, skozi atmosfero, osvetljujejo zemljo. Pod določenimi pogoji je pot žarkov krivulja, tako različne pojave. Najbolj izvirni optični pojavi fizike so:

• sončni zahod;
• videz mavrice;
• severne luči;
• Miraž;
• halo.

Razmislimo jih podrobneje.

Halo okoli Sonca

Sama beseda "halo" v grščini pomeni "krog". Kakšen je optični pojav v njegovi osnovi?

Halo je proces refrakcije in refleksije žarkov, ki nastajajo v oblakih kristalov v atmosferi. Pojav izgleda kot žareče žarke v bližini Sonca, omejene s temnim intervalom. Običajno so halosi oblikovani pred cikloni in so lahko njihovi predniki.

Kapljice vode se zamrznejo v zraku in s šestimi stranmi prevzamejo pravo prizmatično obliko. Vsi poznajo ikulice, ki se pojavljajo v nižjih atmosferskih plasteh. Zgoraj se takšne ledene igle svobodno spustijo v navpični smeri. Kristalne ledene kocke vrtijo, se spustijo na tla, medtem ko imajo vzporedno razporeditev glede na tla. Človek usmerja pogled skozi kristale, ki delujejo kot leče in refraktirajo svetlobo.

Drugi prizmi se izkažejo za ravne ali izgledajo kot zvezde s šestimi žarki. Žarki svetlobe, ki padejo na kristale, ne morejo biti lomljeni ali doživeli številnih drugih procesov. Redko se zgodi, da so vsi procesi jasno vidni, običajno je eden ali drug del tega pojava bolj izrazit, drugi pa slabo zastopani.

Majhen halo je krog okoli sonca s polmerom okoli 22 stopinj. Barva kroga je rdečkasta od znotraj, nato pa v rumeno, belo in mešanica z modrim nebom. Notranji del kroga je temen. Nastane je kot posledica refrakcije igel ledu v zraku. Žarki v prizme se odbijajo pod kotom 22 stopinj, tako da so tisti, ki so skozi kristale, prikazani opazovalcu za 22 stopinj. Zato, notranji prostor zdi se temno.

Rdeča barva refracts manj, kaže najmanj odstopanje od sonca. Potem sledi rumeni. Drugi žarki so mešani in izgledajo bele.

Obstaja halo z kotom 46 stopinj, ki se nahaja okoli halo pri 22 stopinjah. Njegova notranja površina je tudi rdečkasta, saj svetloba prenaša refrakcijo v ledene iglice, obrnjene na sonce za 90 stopinj.

Poznan je tudi 90-stopinjski halo, svetleče, skoraj brez barve ali rdeče od zunaj. Znanstveniki še niso v celoti raziskali te vrste.

Halo okoli Lune in drugih vrst

Ta optični pojav se pogosto vidi, če na nebu obstajajo lahki oblaki in veliko miniaturnega kristalnega ledu. Vsak tak kristal je neke vrste prizma. Na splošno so njihove oblike podolgovati heksahedroni. Svetloba vstopi v sprednji kristalni regiji in se v nasprotni smeri odbije za 22 stopinj.

V zimskem času, v bližini uličnih svetilk v hladnem zraku, si lahko ogledate halo. Pojavi se zaradi luči luči.

Okoli Sonca se lahko v hladnem snežnem zraku oblikuje halo. Snežinke plujejo v zraku, svetlobe prehaja skozi oblake. V večernem sončnem zahodu ta lučka postane rdeča. V preteklih stoletjih so takšni pojavi grozljivi ljudje.

Halo je lahko videti kot krog mavrične barve okoli Sonca. Zdi se, če je v ozračju veliko kristalov s šestimi obrazi, vendar ne odražajo, ampak refrakcijo sončnih žarkov. Večina žarkov je razpršenih, ne da bi dosegli naš pogled. Preostali žarki dosežejo človeške oči in opazimo mavrični krog okoli Sonca. Njegov polmer je približno 22 stopinj ali 46 stopinj.

Lažno sonce

Znanstveniki so ugotovili, da je halo krog vedno bolj svetel ob straneh. To je posledica dejstva, da obstajajo vertikalni in horizontalni halosi. Na mestih, kjer se sekata, se lahko pojavijo napačne sonce. Še posebej pogosto se zgodi, ko je sonce blizu obzorja, v tem trenutku del navpičnega kroga, ne vidimo.

Lažno sonce je tudi optični pojav, nekakšen halo. Pojavi se zaradi ledenih kristalov s šestimi stranicami, ki imajo obliko, ki spominja na nohte. Taki kristali suspendirajo v ozračju v navpični smeri, svetloba pa se prelomi v njihovih stranskih ploskvah.

Tretji "sonce" lahko oblikuje tudi, če je le površinski del halo kroga viden nad pravim soncem. Lahko je segment luka ali žareče točke nerazumljive oblike. Včasih so lažne sonce tako svetle, da jih ni mogoče ločiti od pravega Sonca.

Rainbow

To je atmosferski optični pojav v oblika nepopolnega kroga z različnimi barvami.

Razmišljane religije antike mavrični most od nebes do zemlje. Aristotel je verjel, da se mavrica pojavi zaradi refleksije kapljic sončne svetlobe. Kakšen optični fenomen je še vedno sposoben, da bi bila oseba tako srečna, kot mavrica?

V 17. stoletju je Descartes proučeval naravo mavrice. Kasneje je Newton eksperimentiral s svetlobo in dopolnil Descartove teorije, vendar ni mogel razumeti oblikovanja več deževnikov, odsotnosti ločenih barvnih odtenkov v njih.

Celotno teorijo mavrice je v XIX stoletju predstavil astronom iz Anglije D. Erie. Bil je on, ki je uspel odkriti vse procese mavrice. Teorija, ki jo je razvil, je še danes sprejeta.

Mavrica se pojavi, ko sončna svetloba udari v tančico deževnice v nebesni regiji, od sonca naprej. Središče mavrice se nahaja na točki od nasprotne strani Sonca, torej ni vidno očesu osebe. Mavrični lok je del kroga okoli te osrednje točke.

Barve v mavrici so postavljene v določeni vrstni red. On je konstanten. Rdeča - na zgornjem robu, vijolična - na dnu. Med njimi so barve strogo usklajene. V mavrici niso vse obstoječe barve. Prevlada zelene barve pomeni prehod v ugodno vreme.

Polarne luči

Ta luminescenca v zgornjih magnetnih plasti atmosfere zaradi interakcije atomov in elementov sončnega vetra. Običajno imajo avrovi zeleni ali modri odtenki z roza in rdečimi vključki. Lahko so v obliki traku ali madeže. Njihove izbruhe pogosto spremljajo hrupni zvoki.

Mirage

Enostavne izmišljene prevare so znane vsaki osebi. Na primer, pri vožnji na ogrevanem asfaltu je prijetje predstavljeno kot vodna površina. Nihče ni presenečen. Kakšen optični fenomen razloži pojav Mirage? V nadaljevanju bomo podrobneje preučili to vprašanje.

Mirage je optični fizični pojav v atmosferi, zaradi česar se v normalnih pogojih vidi vidno polje, ki je skrito od pogleda. To je posledica refrakcije svetlobnega snopa, ko prehaja skozi zračne sloje. Objekti, ki so na precejšnji razdalji, medtem ko se lahko dvignejo ali padejo glede na njihovo pravo mesto in lahko izkrivljajo in pridobijo čudne obrise.

Brockenov duh

To je pojav, v katerem senca osebe na višini pridobi nepredstavljivo lestvico ob sončnem zahodu ali sončnem vzhodu sonca, saj pade na oblake, ki so v bližini. To je posledica refleksije in refrakcije svetlobnih žarkov z vodnimi kapljicami v meglenih pogojih. Ta pojav je bil imenovan po eni od višin nemških Harzov.

Svetila sv. Elmaha

To so svetlobne ščetke modre ali vijolične barve na jamborih morskih ladij. Luči se lahko pojavijo na gorskih višinah, na zgradbah z impresivno višino. Ta pojav je posledica električnih izpustov na koncih prevodnikov zaradi dejstva, da električna napetost narašča.

To so optični pojavi, obravnavani v pouku 8. razreda. Govorimo o napravah optike.

Konstrukcije v optiki

Optične naprave so naprave, ki pretvarjajo svetlobo. Običajno te naprave delujejo v vidni svetlobi.

Vse optične naprave lahko razdelimo na dve vrsti:

1. Naprave, v katerih se slika dobi na zaslonu. To so kamere, kamere, projekcijske naprave.
2. Naprave, ki delujejo s človeškim očesom, vendar na zaslonu ne tvorijo slik. To je povečevalno steklo, mikroskop in teleskopi. Te naprave veljajo za vizualne.

Slika je najprej nevidna, vendar se zaradi razvijajoče rešitve postane vidna. Ta slika se imenuje negativna, v njej svetla mesta izgledajo temno in obratno. Od negativnega, se pozitivno opravi na fotosenzitivnem papirju. Z uporabo povečevalnika se slika poveča.

Povečevalnik je objektiv ali sistem leč, namenjen povečavi predmetov v procesu gledanja. Lupu se nahaja ob očesu, dvignite razdaljo, od katere je predmet viden jasno. Uporaba povečevalnika temelji na povečanju vidnega kota, pod katerim se preučuje.

Za večjo kotno povečavo uporabite mikroskop. V tej napravi se povečava predmetov pojavi zaradi optičnega sistema, ki je sestavljen iz objektiva in okularja. Najprej se vidni kot poveča za objektiv, nato pa - z okularjem.

Torej smo upoštevali glavne optične pojave in naprave, njihove sorte in značilnosti.