Fenomenele optice (fizica, clasa 8). Fenomen optic atmosferic. Fenomene și dispozitive optice

De mult timp, mirajurile, cifrele care pâlpâiau în mediul aerian au alarmat și au îngrozit oamenii. Astăzi, oamenii de știință au descoperit multe secrete ale naturii, inclusiv fenomenele optice. Nu sunt surprinși de ghicitorile naturale, esența cărora a fost studiat de mult timp. În liceul de astăzi, fenomenele optice în fizică în clasa a VIII-a trec, astfel încât orice student să-și poată înțelege natura.

Concepte de bază

Oamenii de știință din antichitate au crezut că ochiul uman vede prin senzația de obiecte cu cele mai fine tentacule. Optica la acel moment era o doctrină a viziunii.

În Evul Mediu, optica a studiat lumina și esența ei.

Astăzi, optica este o parte a fizicii care studiază propagarea luminii într-o varietate de medii și interacțiunea acesteia cu alte substanțe. Toate întrebările privind viziunea sunt studiate prin optica fiziologică.

Fenomenele optice sunt manifestări ale diferitelor acțiuni efectuate de razele luminoase. Ele sunt studiate prin optica atmosferică.

Procese neobișnuite în atmosferă

Planeta Pământ este înconjurată de o cochilă de gaz numită atmosferă. Grosimea lui este de sute de kilometri. Mai aproape de Pământ, atmosfera este mai densă, în direcția în sus se dizolvă. Proprietățile fizice ale plicului atmosferic se schimbă în mod constant, straturile sunt amestecate. Schimbați temperatura. Densitatea, gradul de transparență sunt schimbate.

De la soare și alte corpuri celeste spre Pământ merg razele luminoase. Ei trec prin atmosfera Pământului, care pentru ei servește ca un sistem optic specific care își schimbă caracteristicile. Razele luminoase sunt reflectate, împrăștiate, trec prin atmosferă, luminează pământul. În anumite condiții, calea razelor se înclină, așa că apar diverse fenomene. Cele mai originale fenomene optice ale fizicii sunt:

• apus de soare;
• apariția curcubeului;
• lumini nordice;
• mirajul;
• halo.

Să le analizăm mai detaliat.

Halo în jurul Soarelui

Cuvântul "halo" în greacă înseamnă "cerc". Care este fenomenul optic în baza sa?

Halo este un proces de refracție și reflexie a razelor, care apar în cristalele de nor ridicate în atmosferă. Fenomenul arata ca razele stralucitoare in apropierea Soarelui, marcate de un interval intunecos. De obicei, halourile sunt formate înaintea ciclonilor și pot fi eleganții lor.

Picăturile de apă îngheață în aer și ia forma corectă prismatică cu șase laturi. Toți sunt familiarizați cu gheții care apar în straturile atmosferice inferioare. Deasupra acestor ace de gheață se coboară liber în direcție verticală. Cuburile cristaline de gheață se învârt, coboară la sol, în timp ce au un aranjament paralel cu solul. Omul conduce vederea prin cristale care acționează ca lentile și refractă lumina.

Alte prisme se dovedesc plane sau arată ca niște stele cu șase raze. Razele de lumină, care cad pe cristale, nu pot fi refractate și nici nu pot experimenta alte procese. Se întâmplă foarte rar ca toate procesele să fie clar vizibile, de obicei, una sau alta parte a fenomenului este mai pronunțată, în timp ce altele sunt slab reprezentate.

Un halou mic este un cerc în jurul soarelui cu o rază de aproximativ 22 de grade. Culoarea cercului este roșiatică din interior, apoi curge în galben, alb și se amestecă cu cerul albastru. Zona interioară a cercului este întunecată. Se formează ca rezultat al refracției în acele gheață care zboară în aer. Razele din prismele se deflectă la un unghi de 22 de grade, astfel că aceia dintre ei care au trecut prin cristale sunt arătați observatorului cu 22 de grade. prin urmare spațiul interior pare a fi întuneric.

Culoarea roșie refractă mai puțin, arată cea mai mică deviere de la soare. Apoi urmează galbenul. Alte raze sunt amestecate și apar alb.

Există un halo cu un unghi de 46 de grade, este situat în jurul halo la 22 de grade. Zona internă este de asemenea roșie, deoarece lumina suferă refracție în acele de gheață întoarse la soare cu 90 de grade.

Un halou de 90 de grade este, de asemenea, cunoscut, se aprinde slab, nu are aproape nici o culoare sau este colorat roșu din exterior. Oamenii de știință nu au studiat încă această specie.

Halo în jurul Lunii și a altor specii

Acest fenomen optic este adesea văzut dacă există nori ușori și o mulțime de gheață de cristal în miniatură pe cer. Fiecare astfel de cristal este un fel de prisma. În general, forma lor este hexaedruri alungite. Lumina pătrunde în regiunea cristalină frontală și, în afara părții opuse, se reface cu 22 de grade.

În timpul iernii, lângă lămpile stradale din aerul rece, puteți vedea aura. Se pare din cauza luminii felinarului.

În jurul Soarelui se poate forma un halou în aerul înghețat de zăpadă. Fulgii de zăpadă plutesc în aer, lumina trece prin nori. În seara de apus, această lumină devine roșie. În secolele trecute, oamenii superstițioși au fost îngrozita de astfel de fenomene.

Halo poate arăta ca un cerc de culoare curcubeu în jurul Soarelui. Se pare că există multe cristale cu șase fețe în atmosferă, dar ele nu reflectă, ci refractă razele soarelui. Cele mai multe dintre raze sunt împrăștiate, fără a ajunge la privirea noastră. Razele rămase ajung la ochii oamenilor și observăm cercul curcubeului din jurul Soarelui. Raza sa este de aproximativ 22 de grade sau 46 de grade.

Soarele fals

Oamenii de știință au remarcat că cercul halo este întotdeauna mai strălucitor de-a lungul laturilor. Acest lucru se datorează faptului că există halouri verticale și orizontale. În locurile în care se intersectează, pot apărea sunete false. În special, se întâmplă de multe ori când Soarele se află aproape de orizont, în acest moment o parte a cercului vertical, nu putem vedea.

Un soare fals este, de asemenea, un fenomen optic, un fel de halo. Apare datorită cristalelor de gheață cu șase fațete, având o formă asemănătoare cu unghiile. Astfel de cristale sunt suspendate în atmosferă într-o direcție verticală, lumina este refracționată în fețele lor laterale.

Un al treilea "soare" se poate forma, de asemenea, doar dacă partea superioară a cercului de halo este vizibilă deasupra adevăratului soare. Poate fi un segment de arc sau un loc strălucitor de o formă incomprehensibilă. Uneori, soarele fals sunt atât de strălucitoare încât nu pot fi distinse de soarele real.

curcubeu

Asta este fenomen optic atmosferic în România forma unui cerc incomplet cu culori diferite.

Religiile antichității luate în considerare podul curcubeu de la cer la pământ. Aristotel credea că curcubeul apare din cauza reflectării picăturilor de soare. Ce fenomen optic este încă capabil să facă o persoană atât de fericită, cum face curcubeul?

În secolul al XVII-lea, Descartes a studiat natura curcubeului. Mai târziu, Newton a experimentat cu lumină și a completat teoria lui Descartes, dar nu a putut înțelege formarea mai multor curcubeți, absența unor nuanțe de culoare separate în ele.

Teoria completă a curcubeului a fost prezentată în secolul XIX de un astronom din Anglia D. Erie. El a reușit să descopere toate procesele curcubeului. Teoria dezvoltată de el este acceptată și în zilele noastre.

Curcubeul apare atunci când lumina soarelui lovește vălul apei de ploaie din regiunea cerului, înapoi de la Soare. Centrul curcubeului este situat în punctul din partea opusă a Soarelui, adică nu este vizibil pentru ochii unei persoane. Arcul curcubeu face parte din cercul din jurul acestui punct central.

Culorile din curcubeu sunt plasate într-o anumită ordine. El este constant. Roșu - pe marginea superioară, purpuriu - în partea de jos. Între ele culorile merg în strânsă aliniere. În curcubeu nu sunt toate culorile existente. Predominanța culorii verzi indică o tranziție la vreme favorabilă.

Lumini polar

Această luminescență în straturile magnetice superioare ale atmosferei datorită interacțiunii dintre atomi și elemente ale vântului solar. De obicei, aurorele au nuanțe verzi sau albastre cu incluziuni roz și roșii. Ele pot lua forma unei benzi sau a unei pata. Izbucnirile lor sunt adesea însoțite de sunete zgomotoase.

miraj

Decepțiile simple de miraj sunt cunoscute de orice persoană. De exemplu, atunci când conduci pe un asfalt încălzit, un miraj este reprezentat ca suprafața apei. Nu e surpriza nimănui. Ce fenomen optic explică apariția mirajurilor? Să ne ocupăm mai degrabă de această întrebare.

Mirage este un fenomen fizic optic în atmosferă, ca urmare a căror ochi vede obiecte ascunse din vedere în condiții normale. Acest lucru se datorează refracției fasciculului de lumină pe măsură ce trece prin straturile de aer. Obiectele care se află la o distanță semnificativă, în timp ce se pot ridica sau cădea în raport cu locația lor adevărată și pot distorsiona și dobândi contururi bizare.

Brocken e fantoma

Acesta este un fenomen în care umbra unei persoane aflate pe o înălțime dobândește o scară de neconceput la apusul soarelui sau la răsăritul soarelui, deoarece se încadrează pe norii aflați în apropiere. Aceasta se datorează reflexiei și refracției razelor de lumină de picăturile de apă în condiții de ceață. Fenomenul a fost numit după una dintre înălțimile Munților Harz din Germania.

Lumina Sf. Elma

Acestea sunt perii luminoase de culoare albastru sau violet pe stâlpii navelor maritime. Luminile pot apărea pe înălțimi de munte, pe clădiri de înălțime impresionantă. Acest fenomen se datorează descărcărilor electrice la capetele conductorilor datorită faptului că tensiunea electrică crește.

Acestea sunt fenomenele optice luate în considerare în lecțiile de gradul 8. Să vorbim despre dispozitivele optice.

Constructii in domeniul opticii

Dispozitivele optice sunt dispozitive care convertesc lumina. De obicei, aceste dispozitive funcționează în lumină vizibilă.

Toate dispozitivele optice pot fi împărțite în două tipuri:

1. Aparate, în care imaginea este obținută pe ecran. Acestea sunt camerele de luat vederi, camerele de luat vederi, dispozitivele de proiecție.
2. Dispozitive care interacționează cu ochiul uman, dar nu formează imagini pe ecran. Aceasta este o lupă, un microscop și telescoape. Aceste dispozitive sunt considerate vizuale.

Imaginea este invizibilă la început, dar datorită soluției în curs de dezvoltare devine vizibilă. Această imagine este numită negativă, în care locurile strălucitoare arată întunecată și invers. Din negativ, se face un lucru pozitiv pe hârtia fotosensibilă. Folosind o lupă, imaginea este mărită.

O lupă este o lentilă sau un sistem de lentile concepute pentru a mări obiectele în procesul de vizualizare a acestora. Lupu este situat lângă ochi, ridică distanța de la care obiectul este văzut clar. Utilizarea unui lupă se bazează pe o creștere a unghiului de vizualizare sub care este examinat subiectul.

Pentru a obține o mărire unghiulară mai mare, utilizați un microscop. În acest dispozitiv, mărirea obiectelor are loc datorită unui sistem optic format dintr-un obiectiv și un ocular. În primul rând, unghiul de vedere este mărit de lentilă, apoi de ocular.

Deci, am considerat principalele fenomene și dispozitive optice, soiurile și caracteristicile lor optice.