Darjah 6 sedang mempelajari topik "Fenomena optik dalam atmosfera" di sekolah. Walau bagaimanapun, ia adalah menarik bukan sahaja kepada minda ingin tahu kanak-kanak. Fenomena optik di atmosfera, di satu pihak, menggabungkan pelangi, perubahan warna langit semasa matahari terbit dan terbenam, dilihat lebih daripada sekali oleh semua orang. Sebaliknya, ia termasuk fatamorgana misteri, Bulan palsu dan Matahari, lingkaran cahaya yang mengagumkan yang pada masa lalu menakutkan orang ramai. Mekanisme pembentukan sebahagian daripada mereka masih tidak jelas sehingga akhir hari ini, namun, prinsip umum fenomena optik "hidup" di alam semula jadi telah dikaji dengan baik oleh fizik moden.
Cangkerang udara
Atmosfera Bumi ialah cangkerang yang terdiri daripada campuran gas dan memanjang kira-kira 100 km dari aras laut. Ketumpatan lapisan udara berubah dengan jarak dari bumi: nilai tertingginya adalah di permukaan planet, ia berkurangan dengan ketinggian. Atmosfera tidak boleh dipanggil pembentukan statik. Lapisan sampul gassentiasa bergerak dan bercampur. Ciri-ciri mereka berubah: suhu, ketumpatan, kelajuan pergerakan, ketelusan. Kesemua nuansa ini menjejaskan sinaran matahari yang meluru ke permukaan planet.
Sistem optik
Proses yang berlaku di atmosfera, serta komposisinya, menyumbang kepada penyerapan, pembiasan dan pantulan sinar cahaya. Sebahagian daripada mereka mencapai sasaran - permukaan bumi, yang lain bertaburan atau diarahkan semula ke angkasa lepas. Hasil daripada kelengkungan dan pantulan cahaya, pereputan sebahagian sinar menjadi spektrum, dan seterusnya, pelbagai fenomena optik terbentuk di atmosfera.
Optik atmosfera
Pada masa sains masih di peringkat awal, orang ramai menerangkan fenomena optik berdasarkan idea yang lazim tentang struktur Alam Semesta. Pelangi menghubungkan dunia manusia dengan ketuhanan, kemunculan dua Matahari palsu di langit memberi kesaksian kepada malapetaka yang semakin hampir. Hari ini, kebanyakan fenomena yang menakutkan nenek moyang kita yang jauh telah mendapat penjelasan saintifik. Optik atmosfera terlibat dalam kajian fenomena tersebut. Sains ini menerangkan fenomena optik di atmosfera berdasarkan undang-undang fizik. Dia dapat menerangkan mengapa langit berwarna biru pada siang hari, tetapi berubah warna semasa matahari terbenam dan subuh, bagaimana pelangi terbentuk dan dari mana fatamorgana datang. Banyak kajian dan eksperimen hari ini memungkinkan untuk memahami fenomena optik seperti rupa salib bercahaya, Fata Morgana, halo pelangi.
Langit biru
Warna langitsangat akrab sehingga kita jarang memikirkan mengapa ia begitu. Namun begitu, ahli fizik mengetahui jawapannya dengan baik. Newton membuktikan bahawa dalam keadaan tertentu pancaran cahaya boleh diuraikan menjadi spektrum. Apabila melalui atmosfera, bahagian yang sepadan dengan warna biru bertaburan dengan lebih baik. Bahagian merah sinaran kelihatan dicirikan oleh panjang gelombang yang lebih panjang dan 16 kali lebih rendah daripada ungu dari segi tahap serakan.
Pada masa yang sama, kita melihat langit bukan ungu, tetapi biru. Sebabnya terletak pada keanehan struktur retina dan nisbah bahagian spektrum dalam cahaya matahari. Mata kita lebih sensitif kepada biru, dan bahagian ungu spektrum matahari kurang intens daripada biru.
Mata matahari terbenam merah
Apabila orang mengetahui apa itu atmosfera, fenomena optik tidak lagi menjadi bukti bagi mereka atau petanda kejadian dahsyat. Walau bagaimanapun, pendekatan saintifik tidak mengganggu keseronokan estetik dari matahari terbenam yang berwarna-warni dan matahari terbit yang lembut. Merah terang dan oren, bersama-sama dengan merah jambu dan biru, secara beransur-ansur memberi laluan kepada kegelapan malam atau cahaya pagi. Adalah mustahil untuk melihat dua matahari terbit atau terbenam yang sama. Dan sebab untuk ini terletak pada mobiliti lapisan atmosfera yang sama dan keadaan cuaca yang berubah-ubah.
Semasa matahari terbenam dan matahari terbit, sinaran matahari bergerak lebih jauh ke permukaan berbanding pada waktu siang. Akibatnya, warna ungu, biru dan hijau tersebar ke tepi, dan cahaya langsung bertukar menjadi merah dan oren. Awan, habuk atau zarah ais menyumbang kepada gambaran matahari terbenam dan subuh,digantung di udara. Cahaya dibiaskan semasa ia melaluinya, dan mewarnai langit dalam pelbagai warna. Di bahagian ufuk yang bertentangan dengan Matahari, seseorang sering dapat melihat apa yang dipanggil Belt of Venus - jalur merah jambu yang memisahkan langit malam yang gelap dan langit siang yang biru. Fenomena optik yang indah, dinamakan sempena dewi cinta Rom, kelihatan sebelum subuh dan selepas matahari terbenam.
Jambatan Pelangi
Mungkin, tiada fenomena cahaya lain di atmosfera yang membangkitkan begitu banyak plot mitologi dan imej dongeng seperti yang dikaitkan dengan pelangi. Arka atau bulatan, yang terdiri daripada tujuh warna, diketahui oleh semua orang sejak zaman kanak-kanak. Fenomena atmosfera yang indah yang berlaku semasa hujan, apabila sinaran matahari melalui titisan, mempesonakan walaupun mereka yang telah mengkaji sifatnya dengan teliti.
Dan fizik pelangi hari ini bukanlah rahsia kepada sesiapa pun. Cahaya matahari, dibiaskan oleh titisan hujan atau kabus, terbelah. Hasilnya, pemerhati melihat tujuh warna spektrum, daripada merah hingga ungu. Tidak mustahil untuk menentukan sempadan antara mereka. Warna digabungkan dengan lancar antara satu sama lain melalui beberapa warna.
Apabila memerhati pelangi, matahari sentiasa berada di belakang orang itu. Pusat senyuman Irida (sebagaimana orang Yunani kuno dipanggil pelangi) terletak pada garisan yang melalui pemerhati dan cahaya siang. Pelangi biasanya muncul sebagai separuh bulatan. Saiz dan bentuknya bergantung pada kedudukan Matahari dan titik di mana pemerhati berada. Semakin tinggi cahaya di atas ufuk, semakin rendah bulatan kemungkinan penampilan jatuh.pelangi. Apabila Matahari melepasi 42º di atas ufuk, pemerhati di permukaan Bumi tidak dapat melihat pelangi. Semakin tinggi paras laut seseorang yang ingin mengagumi senyuman Irida, semakin besar kemungkinan dia tidak akan melihat lengkungan, tetapi bulatan.
Pelangi berganda, sempit dan lebar
Selalunya, bersama dengan yang utama, anda boleh melihat apa yang dipanggil pelangi sekunder. Jika yang pertama terbentuk sebagai hasil pantulan cahaya tunggal, maka yang kedua adalah hasil pantulan berganda. Di samping itu, pelangi utama dibezakan oleh susunan warna tertentu: merah terletak di luar, dan ungu berada di dalam, yang lebih dekat dengan permukaan Bumi. "Jambatan" sisi ialah spektrum yang diterbalikkan dalam urutan: ungu berada di bahagian atas. Ini berlaku kerana sinaran daripada titisan hujan dipantulkan daripada pantulan berganda pada sudut yang berbeza.
Pelangi berbeza dalam keamatan warna dan lebar. Yang paling terang dan agak sempit muncul selepas ribut petir musim panas. Titisan besar, ciri hujan sedemikian, menimbulkan pelangi yang sangat jelas dengan warna yang berbeza. Titisan kecil memberikan pelangi yang lebih kabur dan kurang ketara.
Fenomena optik di atmosfera: aurora borealis
Salah satu fenomena optik atmosfera yang paling indah ialah aurora. Ia adalah ciri semua planet dengan magnetosfera. Di Bumi, aurora diperhatikan pada latitud tinggi di kedua-dua hemisfera, di zon sekelilingkutub magnet planet. Selalunya, anda boleh melihat cahaya kehijauan atau biru-hijau, kadangkala ditambah dengan kilatan merah dan merah jambu di sepanjang tepi. Aurora borealis yang sengit berbentuk seperti reben atau lipatan kain, yang bertukar menjadi bintik-bintik apabila pudar. Belang-belang setinggi beberapa ratus kilometer menyerlah dengan baik di sepanjang pinggir bawah menentang langit yang gelap. Had atas aurora hilang di langit.
Fenomena optik yang indah di atmosfera ini masih menyimpan rahsia mereka daripada orang ramai: mekanisme kejadian beberapa jenis luminescence, punca keretakan semasa kilatan tajam, belum dikaji sepenuhnya. Walau bagaimanapun, gambaran umum pembentukan aurora diketahui hari ini. Langit di atas kutub utara dan selatan dihiasi dengan cahaya merah jambu kehijauan apabila zarah bercas daripada angin suria berlanggar dengan atom di atmosfera atas Bumi. Yang terakhir, sebagai hasil interaksi, menerima tenaga tambahan dan memancarkannya dalam bentuk cahaya.
Halo
Matahari dan bulan sering muncul di hadapan kita dikelilingi oleh cahaya yang menyerupai lingkaran cahaya. Halo ini ialah cincin yang sangat kelihatan di sekeliling sumber cahaya. Di atmosfera, selalunya ia terbentuk kerana zarah terkecil ais yang membentuk awan cirrus yang tinggi di atas Bumi. Bergantung pada bentuk dan saiz kristal, ciri-ciri fenomena berubah. Selalunya halo berbentuk bulatan pelangi hasil daripada penguraian pancaran cahaya menjadi spektrum.
Pelbagai fenomena yang menarik dipanggil parhelion. Hasil daripada pembiasan cahaya dalam hablur ais padaPada peringkat Matahari, dua bintik terang terbentuk, menyerupai cahaya siang hari. Dalam kronik sejarah seseorang boleh menemui penerangan tentang fenomena ini. Pada masa lalu, ia sering dianggap sebagai petanda peristiwa dahsyat.
Mirage
Fatamorgana juga merupakan fenomena optik di atmosfera. Ia timbul akibat pembiasan cahaya di sempadan antara lapisan udara yang berbeza dengan ketara dalam ketumpatan. Kesusasteraan menerangkan banyak kes apabila pengembara di padang pasir melihat oasis atau bahkan bandar dan istana yang tidak mungkin berdekatan. Selalunya ini adalah fatamorgana "rendah". Ia timbul di atas permukaan rata (padang pasir, asf alt) dan mewakili imej pantulan langit, yang kelihatan kepada pemerhati sebagai badan air.
Apa yang dipanggil fatamorgana unggul adalah kurang biasa. Mereka terbentuk di atas permukaan sejuk. Fatamorgana unggul adalah lurus dan terbalik, kadangkala ia menggabungkan kedua-dua kedudukan. Wakil yang paling terkenal bagi fenomena optik ini ialah Fata Morgana. Ini adalah fatamorgana kompleks yang menggabungkan beberapa jenis pantulan sekaligus. Objek kehidupan sebenar muncul di hadapan pemerhati, berulang kali dipantulkan dan bercampur.
Elektrik atmosfera
Fenomena elektrik dan optik di atmosfera sering disebut bersama, walaupun punca kejadiannya berbeza. Polarisasi awan dan pembentukan kilat dikaitkan dengan proses yang berlaku di troposfera dan ionosfera. Pelepasan percikan gergasi biasanya terbentuk semasa ribut petir. Kilat berlaku di dalam awan dan boleh menyerang tanah. Mereka mengancam nyawaorang, dan ini adalah salah satu sebab minat saintifik dalam fenomena tersebut. Sesetengah sifat kilat masih menjadi misteri kepada penyelidik. Hari ini, punca kilat bola tidak diketahui. Seperti beberapa aspek teori aurora dan fatamorgana, fenomena elektrik terus menarik minat saintis.
Fenomena optik dalam atmosfera, yang diterangkan secara ringkas dalam artikel, menjadi semakin mudah difahami oleh ahli fizik setiap hari. Pada masa yang sama, mereka, seperti kilat, tidak pernah berhenti memukau orang dengan kecantikan, misteri dan kadangkala kehebatan mereka.
