Untuk masa yang lama, fatamorgana, figura yang berkelip-kelip di udara, mencemaskan dan menggerunkan orang ramai. Pada masa kini, saintis telah mendedahkan banyak rahsia alam, termasuk fenomena optik. Mereka tidak terkejut dengan misteri semula jadi, intipati yang telah lama dipelajari. Di sekolah menengah hari ini, fenomena optik diajar dalam fizik di gred 8, jadi mana-mana pelajar boleh memahami sifat mereka.
Konsep asas
Para saintis zaman dahulu percaya bahawa mata manusia melihat dengan merasakan objek dengan sesungut yang paling nipis. Optik pada masa itu ialah kajian tentang penglihatan.
Pada Zaman Pertengahan, optik mengkaji cahaya dan intipatinya.
Hari ini, optik ialah sebahagian daripada fizik yang mengkaji perambatan cahaya melalui pelbagai media dan interaksinya dengan bahan lain. Semua isu yang berkaitan dengan penglihatan dikaji oleh optik fisiologi.
Fenomena optik ialah manifestasi pelbagai tindakan yang dilakukan oleh sinaran cahaya. Ia dikaji oleh optik atmosfera.
Proses luar biasa di atmosfera
Planet Bumi dikelilingi oleh cangkerang gas yang dipanggil atmosfera. Ketebalannya ratusan kilometer. Lebih dekat dengan Bumi, atmosfera lebih padat, mengikut arahke atas adalah jarang. Sifat fizikal cangkerang atmosfera sentiasa berubah, lapisan bercampur. Tukar suhu. Ketumpatan, anjakan ketelusan.
Sinar cahaya pergi dari Matahari dan benda angkasa lain ke arah Bumi. Mereka melalui atmosfera Bumi, yang berfungsi sebagai sistem optik khusus untuk mereka, mengubah ciri-cirinya. Sinar cahaya memantul, berselerak, melalui atmosfera, menerangi bumi. Di bawah keadaan tertentu, laluan sinaran bengkok, jadi pelbagai fenomena berlaku. Ahli fizik menganggap fenomena optik paling asli:
- matahari terbenam;
- kemunculan pelangi;
- lampu utara;
- mirage;
- halo.
Mari kita lihat mereka dengan lebih dekat.
Halo mengelilingi Matahari
Perkataan "halo" dalam bahasa Yunani bermaksud "bulatan". Apakah fenomena optik yang mendasarinya?
Halo ialah proses pembiasan dan pantulan sinar yang berlaku dalam hablur awan yang tinggi di atmosfera. Fenomena ini kelihatan seperti sinaran bercahaya berhampiran Matahari, dihadkan oleh selang gelap. Halos biasanya terbentuk sebelum siklon dan mungkin pendahulunya.
Titisan air membeku di udara dan mengambil bentuk prismatik yang betul dengan enam sisi. Semua orang biasa dengan ais yang muncul di lapisan atmosfera yang lebih rendah. Di bahagian atas, jarum ais seperti itu bebas jatuh ke arah menegak. Kelopak ais kristal berputar, turun ke tanah, sementara ia mempunyai susunan selari di sepanjanghubungan dengan bumi. Seseorang mengarahkan penglihatan melalui kristal, yang bertindak sebagai kanta dan membiaskan cahaya.
Prisma lain adalah rata atau kelihatan seperti bintang dengan enam sinar. Sinaran cahaya yang jatuh pada kristal mungkin tidak mengalami pembiasan atau mengalami beberapa proses lain. Jarang sekali berlaku bahawa semua proses boleh dilihat dengan jelas, biasanya satu atau bahagian lain daripada fenomena kelihatan lebih jelas, manakala yang lain kurang diwakili.
Halo kecil ialah bulatan mengelilingi matahari dengan jejari kira-kira 22 darjah. Warna bulatan adalah kemerahan dari dalam, kemudian mengalir menjadi kuning, putih dan bercampur dengan langit biru. Kawasan dalaman bulatan adalah gelap. Ia terbentuk akibat pembiasan cahaya dalam jarum ais yang terbang di udara. Sinar dalam prisma terpesong pada sudut 22 darjah, jadi sinaran yang telah melalui hablur kelihatan kepada pemerhati terpesong sebanyak 22 darjah. Oleh itu, bahagian dalam kelihatan gelap.
Warna merah dibiaskan kurang, menunjukkan paling sedikit terpesong daripada matahari. Seterusnya adalah kuning. Sinar yang lain bercampur dan kelihatan putih.
Terdapat lingkaran cahaya 46 darjah di sekitar lingkaran cahaya 22 darjah. Bahagian dalamannya juga berwarna kemerahan kerana cahaya dibiaskan dalam jarum ais yang 90 darjah menghadap matahari.
Halo 90 darjah juga dikenali, ia bercahaya samar-samar, hampir tiada warna atau berwarna merah di bahagian luar. Para saintis belum lagi mengkaji varieti ini sepenuhnya.
Halo di sekeliling Bulandan spesies lain
Fenomena optik ini sering dilihat apabila terdapat awan cerah dan banyak ais kristal kecil yang terapung di langit. Setiap kristal tersebut adalah sejenis prisma. Pada asasnya, bentuk mereka adalah heksagon memanjang. Cahaya memasuki kawasan hablur hadapan dan, keluar dari bahagian bertentangan, dibiaskan sebanyak 22 darjah.
Pada musim sejuk, lingkaran cahaya boleh dilihat di udara sejuk berhampiran lampu jalan. Ia kelihatan daripada cahaya tanglung.
Halo mengelilingi Matahari juga boleh terbentuk dalam udara bersalji yang membeku. Kepingan salji berada di udara, cahaya melalui awan. Pada waktu matahari terbenam, cahaya ini bertukar menjadi merah. Pada abad-abad yang lalu, orang yang percaya karut berasa ngeri dengan fenomena sedemikian.
Halo mungkin kelihatan seperti bulatan berwarna pelangi mengelilingi Matahari. Nampaknya jika terdapat banyak kristal dengan enam muka di atmosfera, tetapi ia tidak memantulkan, tetapi membiaskan sinar matahari. Kebanyakan sinaran bertaburan, tidak sampai ke mata kita. Selebihnya sinaran mencapai mata manusia, dan kita melihat bulatan berwarna-warni mengelilingi Matahari. Jejarinya adalah lebih kurang 22 darjah atau 46 darjah.
Matahari Palsu
Para saintis telah menyatakan bahawa bulatan halo sentiasa lebih cerah di bahagian tepi. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa halo menegak dan mendatar bertemu di sini. Matahari palsu mungkin muncul di persimpangan mereka. Ini berlaku terutamanya apabila Matahari hampir dengan ufuk, pada masa itu kita tidak dapat melihat sebahagian daripada bulatan menegak lagi.
Matahari palsu juga merupakan fenomena optik, sejenis lingkaran cahaya. Ia muncul keranahablur ais dengan enam muka, berbentuk seperti paku. Kristal sedemikian berlegar di atmosfera dalam arah menegak, cahaya dibiaskan di muka sisinya.
"matahari" ketiga juga boleh terbentuk jika hanya bahagian permukaan bulatan halo kelihatan di atas matahari sebenar. Ia boleh menjadi segmen arka atau tempat bercahaya dalam bentuk yang tidak dapat difahami. Kadangkala matahari palsu sangat terang sehingga tidak dapat dibezakan daripada Matahari sebenar.
Pelangi
Ini ialah fenomena optik atmosfera dalam bentuk bulatan tidak lengkap dengan warna yang berbeza.
Agama zaman dahulu menganggap pelangi sebagai jambatan dari langit ke bumi. Aristotle percaya bahawa pelangi muncul kerana pantulan titisan cahaya matahari. Apakah fenomena optik yang masih boleh menggembirakan seseorang seperti pelangi?
Pada abad ke-17, Descartes mengkaji sifat pelangi. Kemudian, Newton bereksperimen dengan cahaya dan menambah teori Descartes, tetapi tidak dapat memahami pembentukan beberapa pelangi, ketiadaan warna warna individu di dalamnya.
Teori lengkap tentang pelangi telah dibentangkan pada abad ke-19 oleh seorang ahli astronomi dari England, D. Erie. Dialah yang berjaya mendedahkan semua proses pelangi. Teori yang dibangunkannya masih diterima sehingga kini.
Pelangi muncul apabila cahaya matahari mengenai tirai air hujan di kawasan langit bertentangan dengan Matahari. Pusat pelangi terletak pada satu titik di sebelah jauh Matahari, iaitu ia tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Lengkok pelangi ialah bahagian bulatan di sekeliling titik tengah ini.
Warna dalam pelangi diletakkan dalam susunan tertentu. Dia tetap. Merah di tepi atas, ungu di bahagian bawah. Di antara mereka, warna masuk dalam susunan yang ketat. Pelangi tidak mengandungi semua warna yang ada. Penguasaan hijau menunjukkan peralihan kepada cuaca yang menggalakkan.
Aurora Borealis
Ini adalah pancaran pada lapisan magnet atas atmosfera kerana pengaruh bersama atom dan unsur angin suria. Aurora biasanya berwarna hijau atau biru dengan sedikit merah jambu dan merah. Mereka mungkin dalam bentuk reben atau tempat. Letupan mereka selalunya diiringi bunyi bising.
Mirage
Penipuan fatamorgana mudah biasa kepada mana-mana orang. Contohnya, apabila memandu di atas asf alt yang dipanaskan, fatamorgana muncul sebagai permukaan air. Ini tidak mengejutkan sesiapa pun. Apakah fenomena optik yang menerangkan kemunculan fatamorgana? Mari kita membincangkan isu ini dengan lebih terperinci.
Mirage ialah fenomena fizikal optik di atmosfera, akibatnya mata melihat objek yang tersembunyi daripada pandangan dalam keadaan biasa. Ini disebabkan oleh pembiasan pancaran cahaya semasa ia mengalir melalui lapisan udara. Objek yang berada pada jarak yang agak jauh mungkin naik atau turun berbanding dengan lokasi sebenar, atau mungkin herot dan mempunyai bentuk yang pelik.
BrockenGhost
Ini adalah fenomena di mana, pada waktu matahari terbenam atau matahari terbit, bayang-bayang seseorang yang berada pada ketinggian memperoleh perkadaran yang tidak dapat difahami, kerana ia jatuh pada awan yang berdekatan. Ini dijelaskanpantulan dan pembiasan sinar cahaya oleh titisan air dalam keadaan berkabus. Fenomena itu dinamakan sempena salah satu ketinggian pergunungan Harz Jerman.
St. Elmo's Fire
Ini adalah berus bercahaya berwarna biru atau ungu pada tiang kapal laut. Lampu boleh muncul pada ketinggian pergunungan, pada bangunan ketinggian yang mengagumkan. Fenomena ini berlaku disebabkan oleh nyahcas elektrik pada hujung konduktor disebabkan fakta bahawa ketegangan elektrik meningkat.
Ini adalah fenomena optik yang dipertimbangkan dalam pelajaran gred 8. Mari bercakap tentang peranti optik.
Reka bentuk dalam optik
Peranti optik ialah peranti yang menukar sinaran cahaya. Biasanya peranti ini berfungsi dalam cahaya yang boleh dilihat.
Semua peranti optik boleh dibahagikan kepada dua jenis:
- Peranti di mana imej diperoleh pada skrin. Ini ialah kamera, kamera filem, peranti tayangan.
- Peranti yang berinteraksi dengan mata manusia, tetapi tidak membentuk imej pada skrin. Ini adalah kaca pembesar, mikroskop, teleskop. Peranti ini dianggap visual.
Kamera ialah peranti opto-mekanikal yang digunakan untuk mendapatkan imej objek pada filem. Reka bentuk kamera termasuk kamera dan kanta yang membentuk kanta. Kanta mencipta imej kecil terbalik bagi objek yang ditangkap pada filem. Ini disebabkan oleh tindakan cahaya.
Imej pada mulanya tidak kelihatan, tetapi terima kasih kepada penyelesaian yang sedang dibangunkan, ia menjadi kelihatan. Imej ini dipanggilnegatif, di dalamnya tempat terang kelihatan gelap, dan sebaliknya. Buat positif daripada negatif pada kertas fotosensitif. Menggunakan pembesar foto, imej dibesarkan.
Kaca pembesar ialah kanta atau sistem kanta yang direka untuk membesarkan objek sambil melihatnya. Kaca pembesar diletakkan di sebelah mata, jarak dari mana objek dilihat dengan jelas dipilih. Penggunaan kaca pembesar adalah berdasarkan peningkatan sudut pandangan dari mana objek dilihat.
Untuk mendapatkan lebih pembesaran sudut, gunakan mikroskop. Dalam peranti ini, pembesaran objek berlaku disebabkan oleh sistem optik, yang terdiri daripada kanta dan kanta mata. Mula-mula, sudut pandangan dinaikkan oleh kanta, kemudian oleh kanta mata.
Jadi, kami telah mempertimbangkan fenomena dan peranti optik utama, jenis dan cirinya.
