Оптичні явища в природі - явища, що викликаються розсіянням, поглинанням, заломленням і дифракцією світла. Джерелами світла можуть бути Сонце, Місяць, іонізоване повітря верхніх шарів атмосфери.
Сонячні й місячні затемнення — найцікавіше явище природи, знайоме людині з найдавніших часів. Вони бувають порівняно часто, але видні не зі всіх частин земної поверхні, й тому багатьом здаються рідкісними. Будь-яке затемнення відбувається тоді, коли три небесних тіла: Земля, Місяць і Сонце вибудовуються з погляду земного спостерігача на одній умовній прямій. Якщо між Землею й Сонцем розташований Місяць, то затемнення називається сонячним, якщо ж навпаки тінь Землі закриває від Місяця пряме сонячне світло, то це місячне затемнення. Залежно від того, наскільки близько Місяць виявиться до вузла орбіти в годину затьмарення, вона може пройти через середину конуса тіні, і затьмарення буде максимально тривалим, а може пройти краєм тіні, і тоді ми побачимо приватне місячне затьмарення. Конус земної тіні оточений півтінню. У цю область простору попадає лише частина сонячних променів, не закрита Землею. Тому бувають напівтіньові затьмарення. Про їх теж повідомляється в астрономічних календарях, але ці затьмарення нерозрізнені для ока, тільки фотоапарат і фотометр здатні відзначити затьмарення Місяця під час напівтіньової фази або напівтіньового затьмарення. Коли ж повня трапляється далеко від вузлів місячної орбіти. Місяць проходить вище або нижче тіні й затьмарення не відбувається.
Цей феномен також відомий як “вогняна веселка”. Створюється в небі, коли світло заломлюється через крижані кристали в перистих хмарах. Явище це дуже рідкісне, оскільки і крижані кристали і сонце повинні встати точно по горизонтальній лінії, щоб відбулося таке ефектне переломлення. Цей особливо вдалий приклад був відображений в небі над Spokane у Вашингтоні, у 2006 році
Ще пара прикладів вогненної веселки
Ореоли – одні з найбільш відомих і частих оптичних явищ, виникають вони під безліччю образів. Найбільш часто зустрічається саме феномен сонячного ореолу, викликаний заломленням світла кристалами льоду в перистих хмарах на великій висоті, а специфічна форма і орієнтація кристалів можуть створити зміна в появі ореолу. Під час дуже холодної погоди ореоли, сформовані кристалами поруч із землею відбивають сонячне світло між ними, посилаючи його в декількох напрямках одразу – цей ефект відомий як “алмазна пил”
Цей феномен виникає як біле кільце, що оточує небо, завжди на тій же висоті над горизонтом, що і Сонце. Зазвичай вдається вловити лише фрагменти цілої картини.Мільйони вертикально розташованих крижаних кристалів відображають сонячні промені по всьому небу, щоб вийшло це красиве явище.
З боків получающейся сфери часто з’являються так називається помилкові Сонця, як наприклад на цьому фото
Відразу над ним може діяти як заломлююча лінза і перевернути догори дригом зображення об’єктів на горизонті, за яким фактичне зображення, здається, коливається. На цьому знімку, робимо в Тюрінгії, Німеччина, горизонт на відстані, здається, взагалі зник, хоча синя частина дороги – просто відбиток неба вище горизонту. Твердження про те, що міражі – повністю неіснуючі зображення, які є тільки людям, що загубилося в пустелі, є некоректним, ймовірно переплутаним з ефектами крайнього зневоднення, що може викликати галюцинації. Міражі завжди засновані на реальних об’єктах, хоча вірно те, що вони можуть здаватися ближче через ефект міражу
Світловий стовп - один з найчастіших видів гало, візуальне явище, оптичний ефект, який являє собою вертикальнумугу світла, що тягнеться від сонця під час його заходу або сходу. Явище викликається шестикутними плоскими або столбовіднимі крижаними кристалами з майже горизонтальними паралельними плоскими поверхнями. Зважені в повітрі плоскі кристали викликають сонячні стовпи, якщо сонце знаходиться на висоті 6 градусів над горизонтом або позаду нього, стовповидні - якщо сонце знаходиться на висоті 20 градусів над горизонтом. Кристали прагнуть зайняти горизонтальну позицію при падінні в повітрі, і вигляд світлового стовпа залежить від їх взаємного розташування. Світловий стовп виникає, коли сонячне світло відбивається від поверхонь найдрібніших крижаних кристалів, що представляють собою крижані пластинки або стрижні з шестикутним перерізом, зважених у повітрі. Такі кристали утворюються у високих перистих хмарах, найбільш часто в перисто-шаруватих. При низьких температурах подібні кристали також можуть утворюватися і в більш низьких шарах атмосфери.
Тому, світлові стовпи частіше спостерігаються в холодну пору року. При формуванні світлового стовпа світло відбивається або від верхньої або нижньої поверхні крижаної пластинки, або від торців або граней крижаного стрижня.
Зодіакальне світло виникає внаслідок розсіювання сонячного світла на лінзоподібному скупченні частинок пилу, що лежить в площині екліптики. Таке пояснення було запропоновано в 1683 р. Кассіні, який дав перший науковий опис явища. З того часу гіпотеза Кассіні про природу зодіакального світла неодноразово деталізувалися і в даний час є загальноприйнятою теорією.
Походження пилових часток, що викликають зодіакальне світло, не вияснено: оскільки невеликі частинки пилу повинні або вимітатися з Сонячної системи тиском сонячного світла, або внаслідок ефекту Робертсона - Пойнтінга гальмуватися і падати на Сонце, то необхідне джерело поповнення пилової хмари. В якості такого джерела називаються процес руйнування астероїдів і комет і поступового дроблення їх залишків, винос пилу кометами з хмари Оорта і пилова складова сонячної корони (F-корона).
Сонячне і Місячне затемнення
Сонячні й місячні затемнення — найцікавіше явище природи, знайоме людині з найдавніших часів. Вони бувають порівняно часто, але видні не зі всіх частин земної поверхні, й тому багатьом здаються рідкісними. Будь-яке затемнення відбувається тоді, коли три небесних тіла: Земля, Місяць і Сонце вибудовуються з погляду земного спостерігача на одній умовній прямій. Якщо між Землею й Сонцем розташований Місяць, то затемнення називається сонячним, якщо ж навпаки тінь Землі закриває від Місяця пряме сонячне світло, то це місячне затемнення. Залежно від того, наскільки близько Місяць виявиться до вузла орбіти в годину затьмарення, вона може пройти через середину конуса тіні, і затьмарення буде максимально тривалим, а може пройти краєм тіні, і тоді ми побачимо приватне місячне затьмарення. Конус земної тіні оточений півтінню. У цю область простору попадає лише частина сонячних променів, не закрита Землею. Тому бувають напівтіньові затьмарення. Про їх теж повідомляється в астрономічних календарях, але ці затьмарення нерозрізнені для ока, тільки фотоапарат і фотометр здатні відзначити затьмарення Місяця під час напівтіньової фази або напівтіньового затьмарення. Коли ж повня трапляється далеко від вузлів місячної орбіти. Місяць проходить вище або нижче тіні й затьмарення не відбувається.
Округло-горизонтальна дуга
Цей феномен також відомий як “вогняна веселка”. Створюється в небі, коли світло заломлюється через крижані кристали в перистих хмарах. Явище це дуже рідкісне, оскільки і крижані кристали і сонце повинні встати точно по горизонтальній лінії, щоб відбулося таке ефектне переломлення. Цей особливо вдалий приклад був відображений в небі над Spokane у Вашингтоні, у 2006 році
Ще пара прикладів вогненної веселки
Сонячний ореол
Ореоли – одні з найбільш відомих і частих оптичних явищ, виникають вони під безліччю образів. Найбільш часто зустрічається саме феномен сонячного ореолу, викликаний заломленням світла кристалами льоду в перистих хмарах на великій висоті, а специфічна форма і орієнтація кристалів можуть створити зміна в появі ореолу. Під час дуже холодної погоди ореоли, сформовані кристалами поруч із землею відбивають сонячне світло між ними, посилаючи його в декількох напрямках одразу – цей ефект відомий як “алмазна пил”
Паргеліческій коло
Цей феномен виникає як біле кільце, що оточує небо, завжди на тій же висоті над горизонтом, що і Сонце. Зазвичай вдається вловити лише фрагменти цілої картини.Мільйони вертикально розташованих крижаних кристалів відображають сонячні промені по всьому небу, щоб вийшло це красиве явище.
З боків получающейся сфери часто з’являються так називається помилкові Сонця, як наприклад на цьому фото
Fata Morgana
Відразу над ним може діяти як заломлююча лінза і перевернути догори дригом зображення об’єктів на горизонті, за яким фактичне зображення, здається, коливається. На цьому знімку, робимо в Тюрінгії, Німеччина, горизонт на відстані, здається, взагалі зник, хоча синя частина дороги – просто відбиток неба вище горизонту. Твердження про те, що міражі – повністю неіснуючі зображення, які є тільки людям, що загубилося в пустелі, є некоректним, ймовірно переплутаним з ефектами крайнього зневоднення, що може викликати галюцинації. Міражі завжди засновані на реальних об’єктах, хоча вірно те, що вони можуть здаватися ближче через ефект міражу
Міраж
Незважаючи на свою поширеність, міражі завжди викликають майже містичне відчуття подиву. Але міраж - це лише оптичне явище в атмосфері: відбиття світла стиком між різко різними за щільністю шарами повітря. Для спостерігача таке відбиття полягає в тому, що разом з віддаленим об'єктом (або ділянкою неба) видно його зміщене уявне зображення. Міражі бувають нижні, видимі під об'єктом, верхні, - над об'єктом, і бічні.
Нижній міраж спостерігається при дуже великому вертикальному градієнті температури (падінні її з висотою) над перегрітою рівною поверхнею, часто пустелею або асфальтованою дорогою. Уявне зображення неба створює при цьому ілюзію води на поверхні. Так, прямуюча вдалечінь дорога в жаркий літній день здається мокрою. Верхній міраж спостерігається над холодною земною поверхнею при інверсійному розподілі температури (зростає з її висотою).
Складні явища міражу з різким спотворенням вигляду предметів носять назву Фата-моргана. Існують також об'ємні міражі - в горах дуже рідко, за збігу певних умов, можна побачити «спотвореного себе» на досить близькій відстані. Пояснюється це явище наявністю в повітрі «стоячих» парів води.
Гало
Зазвичай гало виникають при підвищеній вологості або лютому морозі - раніше гало вважалося явищем згори, і люди чекали чогось незвичайного. Але гало, це лише ще один оптичний феномен. Він являє собою сяюче кільце навколо об'єкта - джерела світла. Існує безліч типів гало, але викликані вони переважно крижаними кристалами в перистих хмарах на висоті 5-10 км у верхніх шарах тропосфери. Вигляд кожного конкретного гало залежить від форми і розташування кристалів.
Гало зазвичай з'являється навколо Сонця чи Місяця, іноді навколо інших потужних джерел світла, таких як вуличні вогні. Відбите і заломлене крижаними кристалами світло нерідко розкладається в спектр, що робить гало схожим на веселку. Іноді в морозну погоду гало утворюється кристалами дуже близько до земної поверхні. В цьому випадку кристали нагадують сяючі коштовні камені.
Пояс Венери
Цікаве оптичне явище, яке виникає за умови запиленої атмосфери - незвичайний «пояс» між небом та горизонтом. Виглядає пояс Венери, як смуга від рожевого до помаранчевого кольору між темним нічним небом внизу і блакитним небом вгорі. З'являється він перед сходом або після заходу в місці, протилежному Сонцю.
Пояс Венери можна спостерігати будь-де, але потрібно, щоб небо біля горизонту було чистим. Власне, в поясі Венери атмосфера розсіює сонячне світло, яке під час світанків та заходів Сонця виглядає більш червоним, тому й виходить рожевий колір, а не синій.
Ілюзія Місяця
Ілюзія Місяця («місячна ілюзія») - оптична ілюзія, при якій розмір Місяця, коли той знаходиться низько над горизонтом, здається в кілька разів більшим у порівнянні з тим, як він сприймається при знаходженні високо в небі (в зеніті), хоча проекції Місяця на сітківку ока в обох випадках рівні між собою. Ілюзія виникає також при спостереженнях Сонця, планет та сузір'їв.
Широко поширена помилкова думка, яка полягає в тому, що більший розмір Місяця над горизонтом пояснюється ефектом збільшення, який створюється атмосферою Землі. Однак, на розмір Місяця атмосфера ніяк не впливає, а лише змінює його колір. Насправді ж «місячна ілюзія» це лише особливість людського сприйняття.
Найпростіший спосіб продемонструвати ілюзорність ефекту - це потримати невеликий об'єкт (наприклад, монетку) на витягнутій руці, прикривши при цьому одне око. Порівнюючи розмір об'єкта з великим Місяцем у горизонту і з маленьким Місяцем в небі, можна побачити, що відносний розмір не змінюється. Можна також зробити з аркуша паперу трубу і дивитися через неї тільки на Місяць, без оточуючих об'єктів - ілюзія зникне.
Сонячні стовпи
Світловий стовп - один з найчастіших видів гало, візуальне явище, оптичний ефект, який являє собою вертикальнумугу світла, що тягнеться від сонця під час його заходу або сходу. Явище викликається шестикутними плоскими або столбовіднимі крижаними кристалами з майже горизонтальними паралельними плоскими поверхнями. Зважені в повітрі плоскі кристали викликають сонячні стовпи, якщо сонце знаходиться на висоті 6 градусів над горизонтом або позаду нього, стовповидні - якщо сонце знаходиться на висоті 20 градусів над горизонтом. Кристали прагнуть зайняти горизонтальну позицію при падінні в повітрі, і вигляд світлового стовпа залежить від їх взаємного розташування. Світловий стовп виникає, коли сонячне світло відбивається від поверхонь найдрібніших крижаних кристалів, що представляють собою крижані пластинки або стрижні з шестикутним перерізом, зважених у повітрі. Такі кристали утворюються у високих перистих хмарах, найбільш часто в перисто-шаруватих. При низьких температурах подібні кристали також можуть утворюватися і в більш низьких шарах атмосфери.
Тому, світлові стовпи частіше спостерігаються в холодну пору року. При формуванні світлового стовпа світло відбивається або від верхньої або нижньої поверхні крижаної пластинки, або від торців або граней крижаного стрижня.
Зодіакальне світло
Зодіакальне світло виникає внаслідок розсіювання сонячного світла на лінзоподібному скупченні частинок пилу, що лежить в площині екліптики. Таке пояснення було запропоновано в 1683 р. Кассіні, який дав перший науковий опис явища. З того часу гіпотеза Кассіні про природу зодіакального світла неодноразово деталізувалися і в даний час є загальноприйнятою теорією.
Походження пилових часток, що викликають зодіакальне світло, не вияснено: оскільки невеликі частинки пилу повинні або вимітатися з Сонячної системи тиском сонячного світла, або внаслідок ефекту Робертсона - Пойнтінга гальмуватися і падати на Сонце, то необхідне джерело поповнення пилової хмари. В якості такого джерела називаються процес руйнування астероїдів і комет і поступового дроблення їх залишків, винос пилу кометами з хмари Оорта і пилова складова сонячної корони (F-корона).
Джерела:
Комментариев нет:
Отправить комментарий