Физичките тела се „актери“ на физичките феномени. Ајде да запознаеме некои од нив.

Механички појави

Механички феномени се движењето на телата (сл. 1.3) и нивното делување едно врз друго, на пример одбивност или привлекување. Дејството на телата едно врз друго се нарекува интеракција.

Механичките појави подетално ќе ги запознаеме оваа академска година.

Ориз. 1.3. Примери на механички појави: движење и интеракција на телата за време на спортски натпревари (а, б. в); движење на Земјата околу Сонцето и нејзината ротација околу сопствената оска (g)

Звучни феномени

Звучните феномени, како што сугерира името, се феномени кои вклучуваат звук. Тие вклучуваат, на пример, ширење на звук во воздух или вода, како и рефлексија на звук од различни препреки - да речеме, планини или згради. Кога звукот се рефлектира, се појавува познато ехо.

Термички феномени

Термички феномени се загревање и ладење на телата, како и, на пример, испарување (претворање на течност во пареа) и топење (преобразување на цврста во течност).

Термичките феномени се исклучително распространети: на пример, тие го одредуваат циклусот на водата во природата (сл. 1.4).

Ориз. 1.4. Циклус на вода во природата

Водата од океаните и морињата, загреана од сончевите зраци, испарува. Како што се крева пареата, таа се лади, претворајќи се во капки вода или ледени кристали. Тие формираат облаци од кои водата се враќа на Земјата во форма на дожд или снег.

Вистинската „лабораторија“ на термички феномени е кујната: дали се готви супа на шпорет, дали водата врие во котел, дали храната е замрзната во фрижидер - сето тоа се примери за термички феномени.

Работата на моторот на автомобилот е одредена и од термички феномени: кога гори бензинот, се формира многу топол гас, кој го турка клипот (моторниот дел). И движењето на клипот се пренесува преку специјални механизми на тркалата на автомобилот.

Електрични и магнетни појави

Највпечатлив (во буквална смисла на зборот) пример за електричен феномен е молњата (сл. 1.5, а). Електричното осветлување и електричен транспорт (слика 1.5, б) станаа можни благодарение на употребата на електрични феномени. Примери за магнетни појави се привлекувањето на железни и челични предмети со постојани магнети, како и интеракцијата на постојаните магнети.

Ориз. 1.5. Електрични и магнетни појави и нивна употреба

Иглата на компасот (слика 1.5, в) се ротира така што нејзиниот „север“ е насочен кон север токму затоа што иглата е мал постојан магнет, а Земјата е огромен магнет. Северните светла (сл. 1.5, г) се предизвикани од фактот што електрично наелектризираните честички кои летаат од вселената комуницираат со Земјата како со магнет. Електричните и магнетните појави ја одредуваат работата на телевизорите и компјутерите (сл. 1.5, д, ѓ).

Оптички феномени

Каде и да погледнеме, насекаде ќе видиме оптички феномени (сл. 1.6). Ова се феномени поврзани со светлината.

Пример за оптички феномен е рефлексијата на светлината од различни предмети. Зраците на светлината рефлектирани од предметите влегуваат во нашите очи, благодарение на што ги гледаме овие предмети.

Ориз. 1.6. Примери на оптички појави: Сонцето емитира светлина (а); Месечината ја рефлектира сончевата светлина (б); Огледалата (в) особено добро ја рефлектираат светлината; еден од најубавите оптички феномени - виножито (г)

Напред >>>

Опкружени сме со бескрајно разновиден свет на супстанции и феномени.

Во него постојано се случуваат промени.

Сите промени што се случуваат кај телата се нарекуваат феномени.Раѓањето на ѕвездите, промената на денот и ноќта, топењето на мразот, отекувањето на пупките на дрвјата, блесокот на молњите за време на бура и така натаму - сето тоа се природни феномени.

Физички феномени

Да се ​​потсетиме дека телата се направени од супстанции. Забележете дека за време на некои појави, супстанциите на телата не се менуваат, но за време на други тие се менуваат. На пример, ако искинете парче хартија на половина, тогаш, и покрај промените што се случија, хартијата ќе остане хартија. Ако ја запалите хартијата, таа ќе се претвори во пепел и чад.

Феномени во коиголемината, обликот на телата, состојбата на супстанциите може да се менуваат, но супстанциите остануваат исти, не се трансформираат во други, се нарекуваат физички феномени(испарување на вода, сјај на сијалица, звук на жици на музички инструмент и сл.).

Физичките феномени се исклучително разновидни. Меѓу нив има механички, термички, електрични, лесени сл.

Да се ​​потсетиме како облаците лебдат по небото, лета авион, вози автомобил, паѓа јаболко, се тркала количка итн. Во сите горенаведени појави, предметите (телата) се движат. Се нарекуваат појавите поврзани со промена на положбата на телото во однос на другите тела механички(преведено од грчки „mechane“ значи машина, оружје).

Многу феномени се предизвикани од наизменична топлина и студ. Во овој случај, се случуваат промени во својствата на самите тела. Тие ја менуваат формата, големината, состојбата на овие тела се менува. На пример, кога се загрева, мразот се претвора во вода, водата во пареа; Кога температурата паѓа, пареата се претвора во вода, а водата во мраз. Појавите поврзани со загревањето и ладењето на телата се нарекуваат термички(Сл. 35).


Ориз. 35. Физички феномен: премин на супстанција од една во друга состојба. Ако замрзнете капки вода, повторно ќе се формира мраз

Ајде да размислиме електричнифеномени. Зборот „електрична енергија“ доаѓа од грчкиот збор „електрон“ - килибар.Запомнете дека кога брзо ќе го соблечете волнениот џемпер, ќе слушнете благ шум на пукање. Ако го направите истото во целосна темнина, ќе видите и искри. Ова е наједноставниот електричен феномен.

За да се запознаете со друг електричен феномен, направете го следниот експеримент.

Искинете мали парчиња хартија и ставете ги на површината на масата. Исчешлајте ја чистата и сува коса со пластичен чешел и држете ја до парчињата хартија. Што се случи?


Ориз. 36. Малите парчиња хартија се привлекуваат кон чешел

Се нарекуваат телата кои се способни да привлекуваат лесни предмети по триење електрифицирани(Сл. 36). Молња за време на невреме со грмотевици, аурори, електрификација на хартија и синтетички ткаенини се сите електрични феномени. Работата на телефонот, радиото, телевизијата и разните апарати за домаќинство се примери за човечка употреба на електрични феномени.

Појавите кои се поврзани со светлината се нарекуваат светлосни феномени. Светлината ја емитуваат Сонцето, ѕвездите, светилките и некои живи суштества, како светулките. Таквите тела се нарекуваат блескав.

Гледаме под услов на изложеност на светлина на мрежницата на окото. Во апсолутна темнина не можеме да видиме. Предметите кои самите не испуштаат светлина (на пример, дрвја, трева, страниците на оваа книга итн.) се видливи само кога примаат светлина од некое светло тело и ја рефлектираат од нивната површина.

Месечината, за која често зборуваме како ноќна светлина, всушност е само еден вид рефлектор на сончевата светлина.

Со проучување на физичките феномени на природата, човекот научил да ги користи во секојдневниот живот.

1. Што се нарекуваат природни појави?

2. Прочитајте го текстот. Наведете кои природни феномени се именувани во него: „Дојде пролетта. Сонцето станува се пожешко и пожешко. Снегот се топи, потоци течат. Пупките на дрвјата се набадија, а кората пристигнаа“.

3. Кои појави се нарекуваат физички?

4. Од физичките појави наведени подолу, запишете ги механичките појави во првата колона; во вториот - термички; во третиот - електричен; во четвртиот – светлосни појави.

Физички појави: блесок на молња; топење на снегот; брег; топење метали; работа на електрично ѕвоно; виножито на небото; сончево зајаче; подвижни камења, песок со вода; врела вода.

<<< Назад
Напред >>>

Од античко време, фатаморганите и треперењето на фигурите во воздухот ги вознемирувале и преплашувале луѓето. Во денешно време, научниците открија многу тајни на природата, вклучително и оптички феномени. Тие не се изненадени од природни мистерии, чија суштина одамна е проучувана. Во средно училиште денес оптичките појави се учат по физика во 8-мо одделение, па секој ученик може да ја разбере нивната природа.

Основни концепти

Научниците од антиката верувале дека човечкото око гледа со чувство на предмети со најтенките пипала. Оптиката во тоа време беше проучување на видот.

Во средниот век, оптиката ја проучувала светлината и нејзината суштина.

Денес, оптиката е гранка на физиката која го проучува ширењето на светлината преку различни медиуми и нејзината интеракција со други супстанции. Сите прашања поврзани со видот ги проучува физиолошката оптика.

Оптичките феномени се манифестации на различни дејства извршени од зраците на светлината. Тие се изучуваат од атмосферска оптика.

Невообичаени процеси во атмосферата

Планетата Земја е опкружена со гасовита обвивка наречена атмосфера. Неговата дебелина е стотици километри. Поблиску до Земјата, атмосферата е погуста и се разредува нагоре. Физичките својства на атмосферската обвивка постојано се менуваат, слоевите се мешаат. Променете ги индикаторите за температура. Поместување на густината и степенот на транспарентност.

Светлосните зраци доаѓаат од Сонцето и другите небесни тела кон Земјата. Тие минуваат низ атмосферата на Земјата, која за нив служи како специфичен оптички систем кој ги менува неговите карактеристики. се рефлектираат, се расфрлаат, минуваат низ атмосферата и ја осветлуваат земјата. Под одредени услови, патеката на зраците се свиткува, па се јавуваат разни појави. Физичарите сметаат дека најоригиналните оптички феномени се:

  • зајдисонце на сонцето;
  • појава на виножито;
  • северна светлина;
  • фатаморгана;
  • ореол.

Ајде да ги разгледаме подетално.

Ореол околу Сонцето

Самиот збор „ореол“ на грчки значи „круг“. Кој оптички феномен е во основата на тоа?

Ореол е процес на прекршување и рефлексија на светлината што се јавува во кристалите на облак високо во атмосферата. Феноменот изгледа како светлечки зраци во близина на Сонцето, ограничени на темен интервал. Орелите обично се формираат пред циклоните и можат да бидат нивни претходници.

Капките вода замрзнуваат во воздухот и добиваат правилен призматичен облик со шест страни. На сите им е познато дека мразулците се појавуваат во долните атмосферски слоеви. На врвот, таквите ледени игли слободно паѓаат во вертикална насока. Кристалните ледени плочи се вртат и се спуштаат на земјата, додека се паралелни со земјата. Едно лице го насочува видот преку кристали, кои делуваат како леќи и ја прекршуваат светлината.

Другите призми се рамни или изгледаат како ѕвезди со шест зраци. Зраците на светлина кои удираат во кристалите може да не подлежат на рефракција или да подлежат на голем број други процеси. Ретко се случува сите процеси да бидат јасно видливи; обично еден или друг дел од феноменот се појавува појасно, додека другите се слабо претставени.

Малиот ореол е круг околу сонцето со радиус од приближно 22 степени. Бојата на кругот е црвеникава одвнатре, потоа се влева во жолта, бела и се меша со синото небо. Внатрешната област на кругот е темна. Се формира како резултат на прекршување на светлината во ледените игли кои летаат во воздухот. Зраците во призмите се отклонуваат под агол од 22 степени, така што оние што поминале низ кристалите на набљудувачот му изгледаат отклонети за 22 степени. Затоа изгледа темно.

Црвената боја помалку се прекршува и изгледа најмалку отстапена од сонцето. Следува жолта боја. Другите зраци се мешаат и изгледаат бели за окото.

Има ореол со агол од 46 степени, се наоѓа околу ореол од 22 степени. Неговиот внатрешен регион е исто така црвеникав бидејќи светлината претрпува рефракција во ледените иглички, кои се свртени за 90 степени кон сонцето.

Познат е и ореол од 90 степени, тој свети слабо, речиси нема боја или е обоен црвено однадвор. Научниците сè уште не го проучувале целосно овој вид.

Ореол околу Месечината и други видови

Овој оптички феномен често е видлив ако на небото има лесни облаци и многу минијатурни кристални ледени санти. Секој таков кристал е еден вид призма. Во основа нивната форма е издолжени шестоаголници. Светлината влегува во предниот кристален регион и излегува од спротивниот регион и се прекршува за 22 степени.

Во зима, можете да видите ореол на студениот воздух во близина на уличните светилки. Се појавува поради светлината на фенер.

Ореол може да се формира и околу Сонцето во ладен, снежен воздух. Снегулките се во воздухот, светлината поминува низ облаците. На зајдисонце ова светло станува црвено. Во минатите векови, суеверните луѓе се ужаснувале од ваквите појави.

Ореол може да се појави како круг во боја на виножито околу Сонцето. Се чини дека во атмосферата има многу кристали со шест страни, но тие не се рефлектираат, туку ги прекршуваат сончевите зраци. Повеќето од зраците се расфрлани, не стигнувајќи до нашиот поглед. Останатите зраци допираат до човечките очи, а ние забележуваме виножито круг околу Сонцето. Неговиот радиус е приближно 22 степени или 46 степени.

Лажно сонце

Научниците забележаа дека кругот на ореол е секогаш посветол на страните. Ова се објаснува со фактот дека овде се среќаваат вертикален и хоризонтален ореол. Лажни сонца може да се појават таму каде што се вкрстуваат. Ова се случува особено често кога Сонцето е блиску до хоризонтот, во кое време повеќе не гледаме дел од вертикалниот круг.

Лажното сонце е исто така оптички феномен, еден вид ореол. Се појавува поради ледените кристали со шест страни, обликувани како клинци. Таквите кристали лебдат во атмосферата во вертикална насока, светлината се прекршува на нивните странични лица.

Третото „сонце“ може да се формира и ако само површинскиот дел од кругот на ореолот е видлив над вистинското сонце. Тоа може да биде сегмент од лак или светло место со неразбирлива форма. Понекогаш лажните сонца се толку светли што не можат да се разликуваат од вистинското Сонце.

Виножито

Ова е форма на нецелосен круг со различни бои.

Религиите од антиката се разгледувале од небото до земјата. Аристотел верувал дека виножитото се појавува поради одразот на капките сончева светлина. Кој друг оптички феномен може да го воодушеви човекот исто како виножитото?

Во 17 век, Декарт ја проучувал природата на виножитото. Подоцна, Њутн спроведе експерименти со светлина и ја прошири теоријата на Декарт, но не можеше да го разбере формирањето на неколку виножита и отсуството на индивидуални нијанси на бои во нив.

Целосната теорија за виножитото беше претставена во 19 век од англискиот астроном Д. Ери. Токму тој успеа да ги открие сите процеси на виножитото. Теоријата што ја развил и денес е прифатена.

Виножито се појавува кога светлината на сонцето удира во завесата од дождовница во областа на небото спроти Сонцето. Центарот на виножитото се наоѓа на точка на спротивната страна на Сонцето, односно не е видлив за човечкото око. Лакот на виножитото е дел од кругот околу оваа централна точка.

Боите во виножитото се поставени по одреден редослед. Тој е постојан. Црвено - по горниот раб, виолетова - долж дното. Помеѓу нив боите се во строг распоред. Виножитото не ги содржи сите постоечки бои. Доминантноста на зелената боја укажува на премин кон поволни временски услови.

Поларните светла

Ова е сјај во горните магнетни слоеви на атмосферата поради интеракцијата на атомите и елементите на сончевиот ветер. Типично, аурорите имаат зелени или сини нијанси прошарани со розова и црвена боја. Тие можат да бидат во форма на лента или место. Нивните рафали често се придружени со бучни звуци.

Мираж

Едноставните фатаморгани измами се познати на секој човек. На пример, кога се вози по загреан асфалт, се појавува фатаморгана како Ова не изненадува никого. Кој оптички феномен ја објаснува појавата на фатаморгани? Да го разгледаме ова прашање подетално.

Фатаморгана е оптички физички феномен во атмосферата, како резултат на кој окото гледа предмети скриени од погледот во нормални услови. Ова се објаснува со прекршувањето на светлосниот зрак додека тече низ воздушните слоеви. Предметите лоцирани на значителна оддалеченост може да се издигнат или паѓаат во однос на нивната вистинска локација, или може да се искриват и да добијат бизарни форми.

Брокен Дух

Ова е феномен во кој, на зајдисонце или изгрејсонце, сенката на личност која се наоѓа на рид добива неразбирливи размери, бидејќи паѓа на облаците во близина. Ова се должи на рефлексијата и прекршувањето на светлосните зраци со капки вода во услови на магла. Феноменот го добил името по една од височините на германските планини Харц.

Огнот на Свети Елмо

Тоа се светлечки четки со сина или виолетова боја на јарболите на морските пловни објекти. Светлата може да се појават на планински височини, на згради со импресивна висина. Овој феномен се јавува поради електрични празнења на краевите на спроводниците поради фактот што се зголемува електричната напнатост.

Ова се оптичките појави за кои се зборува на часовите за осмо одделение. Ајде да зборуваме за оптички уреди.

Дизајни во оптика

Оптички уреди се уреди кои го претвораат светлосното зрачење. Обично овие уреди работат на видлива светлина.

Сите оптички уреди можат да се поделат на два вида:

  1. Уреди во кои се создава слика на екран. Тоа се камери, филмски камери, уреди за проекција.
  2. Уреди кои комуницираат со човечкото око, но не произведуваат слики на екранот. Тоа се лупи, микроскопи, телескопи. Овие уреди се сметаат за визуелни.

Камерата е оптичко-механички уред кој се користи за добивање слики од објект на фотографски филм. Дизајнот на камерата вклучува камера и леќи кои го формираат објективот. Објективот создава превртена, намалена слика на објектот, снимена на филм. Ова се случува поради дејството на светлината.

Сликата првично е невидлива, но благодарение на решението во развој таа станува видлива. Оваа слика се нарекува негатив, во која светлите области изгледаат темни и обратно. Негативот се претвора во позитива на фотосензитивна хартија. Со помош на зголемувач на фотографии, сликата се зголемува.

Лупа е леќа или систем на леќи дизајнирани да ги зголемуваат предметите додека ги гледате. Лупата е поставена до окото и се избира растојанието од кое јасно се гледа предметот. Употребата на лупа се заснова на зголемување на аголот на гледање од кој се гледа објектот.

За да се добие поголемо аголно зголемување, се користи микроскоп. Во овој уред, објектите се зголемуваат благодарение на оптичкиот систем кој се состои од леќа и окулар. Прво, аголот на гледање се зголемува со леќата, а потоа со окуларот.

Значи, ги испитавме главните оптички феномени и уреди, нивните сорти и карактеристики.

„Оптички феномени во природата“

    1. Вовед

      2. а) Концептот на оптика

      б) Класификација на оптика

      в) Оптиката во развојот на модерната физика

    2. Феномени поврзани со рефлексијата на светлината

4. Аурори

Вовед

Концепт на оптика

Првите идеи на античките научници за светлината беа многу наивни. Тие сметале дека визуелните впечатоци се појавуваат кога предметите се чувствуваат со посебни тенки пипала кои излегуваат од очите. Оптиката беше наука за видот, вака најпрецизно може да се преведе овој збор.

Постепено во средниот век, оптиката се претвори од наука за видот во наука за светлината, олеснета со пронајдокот на леќите и камерата опскура. Во моментов, оптиката е гранка на физиката која ја проучува емисијата на светлина и нејзиното ширење во различни медиуми, како и нејзината интеракција со материјата. Прашањата поврзани со видот, структурата и функционирањето на окото, станаа посебно научно поле - физиолошка оптика.

Класификација на оптика

Светлосните зраци се геометриски линии по кои се шири светлосната енергија; кога разгледувате многу оптички феномени, можете да ја искористите идејата за нив. Во овој случај, зборуваме за геометриска (зраци) оптика. Геометриската оптика стана широко распространета во инженерството за осветлување, како и кога се разгледуваат дејствата на бројни инструменти и уреди - од лупи и очила до најсложените оптички телескопи и микроскопи.

Интензивното истражување на претходно откриените феномени на интерференција, дифракција и поларизација на светлината започна на почетокот на 19 век. Овие процеси не беа објаснети во рамките на геометриската оптика, па затоа беше неопходно да се разгледа светлината во форма на попречни бранови. Како резултат на тоа, се појави бранова оптика. Првично, се веруваше дека светлината е еластичен бран во одреден медиум (светски етер) кој го исполнува светскиот простор.

Но, англискиот физичар Џејмс Максвел во 1864 година ја создал електромагнетната теорија на светлината, според која светлосните бранови се електромагнетни бранови со соодветен опсег на должини.

И веќе на почетокот на 20 век, новите студии покажаа дека за да се објаснат некои феномени, на пример фотоелектричниот ефект, постои потреба да се претстави светлосен зрак во форма на поток од чудни честички - светлосни кванти. Исак Њутн имаше сличен став за природата на светлината пред 200 години во неговата „теорија за излив на светлина“. Сега квантната оптика го прави ова.

Улогата на оптиката во развојот на модерната физика.

Оптиката исто така одигра значајна улога во развојот на модерната физика. Појавата на две од најважните и револуционерни теории на дваесеттиот век (квантната механика и теоријата на релативноста) во принцип е поврзана со оптичко истражување. Оптичките методи за анализа на материјата на молекуларно ниво доведоа до појава на посебно научно поле - молекуларна оптика, која исто така вклучува оптичка спектроскопија, која се користи во современата наука за материјалите, истражувањето на плазмата и астрофизиката. Има и електронска и неутронска оптика.

Во сегашната фаза на развој, создаден е електронски микроскоп и неутронско огледало, а развиени се и оптички модели на атомски јадра.

Оптиката, која влијае на развојот на различни области на модерната физика, самата денес е во период на брз развој. Главниот поттик за овој развој беше изумот на ласери - интензивни извори на кохерентна светлина. Како резултат на тоа, брановата оптика се искачи на повисоко ниво, нивото на кохерентна оптика.

Благодарение на појавата на ласерите, се појавија многу научни и технички области во развој. Меѓу кои се нелинеарна оптика, холографија, радио оптика, пикосекунда оптика, адаптивна оптика итн.

Радио оптиката потекнува од пресекот на радио инженерството и оптиката и се занимава со проучување на оптичките методи за пренос и обработка на информации. Овие методи се комбинирани со традиционалните електронски методи; Резултатот беше научна и техничка насока наречена оптоелектроника.

Предмет на оптички влакна е пренос на светлосни сигнали преку диелектрични влакна. Користејќи ги достигнувањата на нелинеарната оптика, можно е да се смени брановиот фронт на светлосниот зрак, кој се менува додека светлината се шири во одреден медиум, на пример, во атмосферата или во вода. Следствено, се појави адаптивна оптика и интензивно се развива. Тесно поврзана со ова е фотоенергетиката, која се појавува пред нашите очи и се занимава, особено, со прашањата за ефикасно пренесување на светлосната енергија по зрак светлина. Современата ласерска технологија овозможува производство на светлосни импулси со времетраење од само пикосекунди. Ваквите импулси се уникатна „алатка“ за проучување на голем број брзи процеси во материјата, а особено во биолошките структури. Се појави и се развива посебен правец – пикосекунда оптика; Фотобиологијата е тесно поврзана со неа. Без претерување може да се каже дека широката практична употреба на достигнувањата на модерната оптика е предуслов за научен и технолошки напредок. Оптиката го отвори патот кон микрокосмосот за човечкиот ум, а исто така му дозволи да навлезе во тајните на ѕвездените светови. Оптиката ги опфаќа сите аспекти на нашата пракса.

Феномени поврзани со рефлексијата на светлината.

Објектот и неговиот одраз

Фактот дека пејзажот рефлектиран во мирна вода не се разликува од вистинскиот, туку е само превртен наопаку, е далеку од вистина.

Ако некој доцна навечер погледне како светилките се рефлектираат во водата или како се рефлектира брегот што се спушта кон водата, тогаш одразот ќе му изгледа скратен и целосно ќе „исчезне“ ако набљудувачот е високо над површината на водата. Исто така, никогаш не можете да го видите одразот на врвот на камен, чиј дел е потопен во вода.

Пејзажот му изгледа на набљудувачот како да е гледан од точка која се наоѓа под површината на водата колку што е окото на набљудувачот над површината. Разликата помеѓу пејзажот и неговата слика се намалува како што окото се приближува до површината на водата, а исто така и кога предметот се оддалечува.

Луѓето често мислат дека одразот на грмушките и дрвјата во езерцето има посветли бои и побогати тонови. Оваа карактеристика може да се забележи и со набљудување на одразот на предметите во огледало. Тука психолошката перцепција игра поголема улога од физичката страна на феноменот. Рамката на огледалото и бреговите на езерцето ограничуваат мала површина на пејзажот, заштитувајќи го страничниот вид на човекот од вишокот расфрлана светлина што доаѓа од целото небо и го заслепува набљудувачот, односно гледа во мала област на пејзажот како низ темна тесна цевка. Намалувањето на осветленоста на рефлектираната светлина во споредба со директната светлина им олеснува на луѓето да го набљудуваат небото, облаците и другите светло осветлени објекти кои, кога директно се набљудуваат, се премногу светли за окото.

Зависност на коефициентот на рефлексија од аголот на инциденца на светлината.

На границата на два проѕирни медиуми, светлината делумно се рефлектира, делумно преминува во друг медиум и се прекршува, а делумно се апсорбира од медиумот. Односот на рефлектираната енергија со енергијата на удар се нарекува коефициент на рефлексија. Односот на енергијата на светлината што се пренесува преку супстанција со енергијата на упадната светлина се нарекува пропустливост.

Коефициентите на рефлексија и пропустливост зависат од оптичките својства, соседните медиуми и аголот на инциденца на светлината. Значи, ако светлината падне на стаклена плоча нормално (агол на инциденца α = 0), тогаш само 5% од светлосната енергија се рефлектира, а 95% поминува низ интерфејсот. Како што се зголемува аголот на инциденца, делот од рефлектираната енергија се зголемува. Под агол на пад α=90˚ е еднакво на единство.

Зависноста на интензитетот на светлината што се рефлектира и се пренесува преку стаклена плоча може да се следи со поставување на плочата под различни агли на светлосните зраци и проценување на интензитетот со око.

Исто така, интересно е да се процени со око интензитетот на светлината што се рефлектира од површината на резервоарот, во зависност од аголот на инциденца, да се набљудува одразот на сончевите зраци од прозорците на куќата под различни агли на инциденца во текот на денот, на зајдисонце и на изгрејсонце.

Заштитно стакло

Конвенционалното прозорско стакло делумно ги пренесува топлинските зраци. Ова е добро за употреба во северните области, како и за оранжерии. На југ, собите се прегреваат толку многу што е тешко да се работи во нив. Заштитата од Сонцето се сведува или на засенчување на зградата со дрвја, или на избор на поволна ориентација на зградата при реконструкција. И двете понекогаш се тешки и не секогаш остварливи.

За да се спречи стаклото да пренесува топлински зраци, тоа е обложено со тенки проѕирни фолии од метални оксиди. Така, калај-антимонската фолија не пренесува повеќе од половина од топлинските зраци, а облогите што содржат железен оксид целосно ги рефлектираат ултравиолетовите зраци и 35-55% од топлинските зраци.

Растворите на соли кои формираат филм се нанесуваат од шише со распрскувач до топлата површина на стаклото за време на неговата термичка обработка или обликување. На високи температури, солите се трансформираат во оксиди, цврсто врзани за површината на стаклото.

На сличен начин се прават чаши за очила за сонце.

Вкупен внатрешен одраз на светлината

Прекрасна глетка е фонтаната, чии исфрлени млазници се осветлени одвнатре. Ова може да се прикаже во нормални услови со изведување на следниот експеримент (сл. 1). Во висока лимена конзерва, издупчете тркалезна дупка на висина од 5 см од дното ( А) со дијаметар од 5-6 мм. Сијалицата со штекерот мора внимателно да се завитка во целофан хартија и да се постави спроти дупката. Треба да истурете вода во теглата. Отворање на дупката А,добиваме млаз кој ќе биде осветлен одвнатре. Во темна соба свети силно и изгледа многу импресивно. На потокот може да му се даде каква било боја со поставување обоено стакло на патеката на светлосните зраци б. Ако го ставите прстот на патеката на потокот, водата прска и овие капки светат силно.

Објаснувањето за овој феномен е прилично едноставно. Светлосен зрак поминува долж млаз вода и удира во закривена површина под агол поголем од ограничувачкиот, доживува целосна внатрешна рефлексија, а потоа повторно ја погодува спротивната страна на потокот под агол повторно поголем од ограничувачкиот. Значи зракот поминува по млазот, свиткувајќи се заедно со него.

Но, ако светлината целосно се рефлектира во внатрешноста на млазот, тогаш таа не би била видлива однадвор. Дел од светлината се расфрла со вода, воздушни меури и разни нечистотии присутни во неа, како и поради нерамната површина на млазот, па таа е видлива однадвор.

Цилиндричен светлосен водич

Ако насочите светлосен зрак на едниот крај на заоблен цилиндар од цврсто стакло, ќе забележите дека светлината ќе излезе од другиот крај (сл. 2); Низ страничната површина на цилиндерот речиси и да не излегува светлина. Поминувањето на светлината низ стаклен цилиндар се објаснува со фактот дека, паѓајќи на внатрешната површина на цилиндерот под агол поголем од ограничувачкиот, светлината многу пати претрпува целосно рефлексија и стигнува до крајот.

Колку е потенок цилиндерот, толку почесто зракот ќе се рефлектира и поголем дел од светлината ќе падне на внатрешната површина на цилиндерот под агли поголеми од ограничувачкиот.

Дијаманти и скапоцени камења

Во Кремљ има изложба на рускиот дијамантски фонд.

Светлината во салата е малку пригушена. Креациите на златарите блескаат во прозорците. Овде можете да видите дијаманти како „Орлов“, „Шах“, „Марија“, „Валентина Терешкова“.

Тајната на прекрасната игра на светлината во дијамантите е во тоа што овој камен има висок индекс на рефракција (n=2,4173) и, како резултат на тоа, мал агол на вкупен внатрешен одраз (α=24˚30′) и има поголема дисперзија, предизвикувајќи распаѓање на белата светлина до едноставни бои.

Покрај тоа, играта на светлината во дијамантот зависи од исправноста на неговото сечење. Фактите на дијамантот ја рефлектираат светлината повеќе пати во кристалот. Поради големата проѕирност на дијамантите од високата класа, светлината во нив речиси и не ја губи својата енергија, туку само се распаѓа на едноставни бои, чии зраци потоа избиваат во различни, најнеочекувани насоки. Кога ќе го завртите каменот, боите што произлегуваат од каменот се менуваат и се чини дека самиот тој е извор на многу светли повеќебојни зраци.

Има дијаманти обоени во црвена, синкава и јоргована боја. Сјајот на дијамантот зависи од неговото сечење. Ако погледнете низ добро исечен водопроѕирен дијамант во светлината, каменот изгледа целосно непроѕирен, а некои од неговите страни изгледаат едноставно црни. Ова се случува затоа што светлината, подложена на целосна внатрешна рефлексија, излегува во спротивна насока или на страните.

Кога се гледа од страната на светлината, горниот крој свети со многу бои и на места е сјаен. Светлиот сјај на горните рабови на дијамантот се нарекува дијамантски сјај. Долната страна на дијамантот се чини дека е сребрена однадвор и има метален сјај.

Најпроѕирните и големи дијаманти служат како украс. Малите дијаманти се широко користени во технологијата како алатка за сечење или мелење за машини за обработка на метал. Дијамантите се користат за зајакнување на главите на алатките за дупчење за дупчење бунари во тврди карпи. Оваа употреба на дијамант е можна поради неговата голема цврстина. Други скапоцени камења во повеќето случаи се кристали од алуминиум оксид со мешавина на оксиди на елементи за боење - хром (рубин), бакар (смарагд), манган (аметист). Се одликуваат и по цврстина, издржливост и имаат убави бои и „игра на светлината“. Во моментов, тие се способни вештачки да добијат големи кристали од алуминиум оксид и да ги обојат во саканата боја.

Феномените на дисперзија на светлината се објаснуваат со разновидноста на боите на природата. Цела група оптички експерименти со призми беше спроведена од англискиот научник Исак Њутн во 17 век. Овие експерименти покажаа дека белата светлина не е основна, таа треба да се смета како композитна („нехомогена“); главните се различни бои („униформни“ зраци или „монохроматски“ зраци). Распаѓањето на белата светлина во различни бои се случува затоа што секоја боја има свој степен на прекршување. Овие заклучоци направени од Њутн се во согласност со современите научни идеи.

Заедно со дисперзијата на индексот на рефракција, се забележува дисперзија на коефициентите на апсорпција, пренос и рефлексија на светлината. Ова ги објаснува различните ефекти при осветлување на телата. На пример, ако има тело проѕирно на светлина, за кое коефициентот на пропустливост е голем за црвено светло, а коефициентот на рефлексија е мал, но за зеленото светло е спротивно: коефициентот на пропустливост е мал, а коефициентот на рефлексија е голем, тогаш при пренесената светлина телото ќе изгледа црвено, а при рефлектираната светлина е зелено. Таквите својства ги поседува, на пример, хлорофилот, зелена супстанца која се наоѓа во лисјата на растенијата и предизвикува зелена боја. Растворот на хлорофил во алкохол се појавува црвено кога се гледа наспроти светлината. Во рефлектираната светлина, истото решение изгледа зелено.

Ако телото има висок коефициент на апсорпција и ниски коефициенти на пропустливост и рефлексија, тогаш таквото тело ќе изгледа црно и непроѕирно (на пример, саѓи). Многу бело, непроѕирно тело (на пр. магнезиум оксид) има рефлексија блиску до единството за сите бранови должини и многу ниски коефициенти на пропустливост и апсорпција. Тело (стакло) кое е целосно проѕирно за светлина има ниски коефициенти на рефлексија и апсорпција и пропустливост блиску до единството за сите бранови должини. Во обоено стакло, за некои бранови должини коефициентите на пропустливост и рефлексија се практично еднакви на нула и, соодветно, коефициентот на апсорпција за истите бранови должини е блиску до единството.

Феномени поврзани со прекршување на светлината

Некои видови фатаморгани. Од поголемата разновидност на фатаморгани ќе издвоиме неколку видови: „езерски“ фатаморгани, наречени и долни фатаморгани, горни, двојни и тројни фатаморгани, фатаморгани со ултра далечна визија.

Долните („езерски“) фатаморгани се појавуваат над многу загреана површина. Супериорните фатаморгани, напротив, се појавуваат на многу ладна површина, на пример над ладна вода. Ако долните фатаморгани се забележани, по правило, во пустини и степи, тогаш горните се забележани во северните географски широчини.

Горните фатаморгани се разновидни. Во некои случаи тие даваат директна слика, во други случаи во воздухот се појавува превртена слика. Миражите можат да бидат двојни, кога се набљудуваат две слики, една едноставна и една превртена. Овие слики може да се одделат со лента од воздух (едната може да биде над линијата на хоризонтот, другата под неа), но може директно да се спојат една со друга. Понекогаш се појавува друга - трета слика.

Миражите со ултра долг дострел се особено неверојатни. К. Фламарион во својата книга „Атмосфера“ опишува пример за таква фатаморгана: „Врз основа на сведочењето на неколку доверливи лица, можам да известам за фатаморгана што била видена во градот Вервие (Белгија) во јуни 1815 година. Едно утро , жителите на градот видоа на небесната војска и беше толку јасно што можеше да се разликуваат оделата на артилериците, па дури и, на пример, топ со скршено тркало што требаше да падне... Беше утро на битката кај Ватерло!“ Опишаната фатаморгана е прикажана во форма на акварел во боја од еден од очевидците. Растојанието од Ватерло до Вервие во права линија е повеќе од 100 км. Познати се случаи кога слични фатаморгани биле забележани на големи растојанија - до 1000 км. „Летечкиот Холанѓанец“ треба да се припише токму на таквите фатаморгани.

Објаснување на долната („езерска“) фатаморгана. Ако воздухот во близина на површината на земјата е многу топол и, според тоа, неговата густина е релативно мала, тогаш индексот на рефракција на површината ќе биде помал отколку во повисоките воздушни слоеви. Промена на индексот на рефракција на воздухот nсо висина чво близина на површината на земјата за случајот што се разгледува е прикажан на Слика 3, а.

Во согласност со утврденото правило, светлосните зраци во близина на површината на земјата во овој случај ќе бидат свиткани така што нивната траекторија е конвексна надолу. Нека има набљудувач во точката А. Светлосен зрак од одредена област на синото небо ќе влезе во окото на набљудувачот и ќе ја доживее одредената кривина. Ова значи дека набљудувачот ќе го види соодветниот дел од небото не над линијата на хоризонтот, туку под него. Ќе му се чини дека гледа вода, иако всушност пред него има слика на сино небо. Ако замислиме дека има ридови, палми или други објекти во близина на линијата на хоризонтот, тогаш набљудувачот ќе ги види наопаку, благодарение на забележаната кривина на зраците и ќе ги перцепира како одраз на соодветните објекти во непостоечки вода. Така настанува илузија, која е „езерска“ фатаморгана.

Едноставни супериорни фатаморгани. Може да се претпостави дека воздухот на самата површина на земјата или водата не се загреваат, туку, напротив, значително се ладат во споредба со повисоките воздушни слоеви; промената на n со висина h е прикажана на слика 4, а. Во случајот што се разгледува, светлосните зраци се свиткани така што нивната траекторија е конвексна нагоре. Затоа, сега набљудувачот може да види предмети скриени од него зад хоризонтот, а тој ќе ги види на врвот, како да висат над линијата на хоризонтот. Затоа, таквите фатаморгани се нарекуваат горни.

Супериорната фатаморгана може да создаде и исправена и превртена слика. Директната слика прикажана на сликата се појавува кога индексот на рефракција на воздухот се намалува релативно бавно со висината. Кога индексот на рефракција брзо се намалува, се формира превртена слика. Ова може да се потврди со разгледување на хипотетички случај - индексот на рефракција на одредена висина h нагло се намалува (сл. 5). Зраците на објектот, пред да стигнат до набљудувачот А, доживуваат целосен внатрешен одраз од границата BC, под која во овој случај има погуст воздух. Се гледа дека супериорната фатаморгана дава превртена слика на објектот. Во реалноста, не постои нагло граница помеѓу слоевите на воздухот; транзицијата се случува постепено. Но, ако се појави доволно остро, тогаш супериорната фатаморгана ќе даде превртена слика (сл. 5).

Двојни и тројни фатаморгани. Ако индексот на прекршување на воздухот се промени прво брзо, а потоа бавно, тогаш во овој случај зраците во регионот I ќе се свиткаат побрзо отколку во регионот II. Како резултат на тоа, се појавуваат две слики (сл. 6, 7). Светлосните зраци 1 што се шират во воздушниот регион Јас формираат превртена слика на објектот. Зраците 2, кои се шират главно во регионот II, се свиткани во помала мера и формираат права слика.

За да разберете како се појавува тројна фатаморгана, треба да замислите три последователни воздушни региони: првиот (близу до површината), каде што индексот на рефракција полека се намалува со висината, следниот, каде што индексот на рефракција се намалува брзо и третиот регион, каде што индексот на рефракција повторно полека се намалува. Сликата ја прикажува разгледуваната промена на индексот на рефракција со висина. Сликата покажува како настанува тројна фатаморгана. Зраците 1 ја формираат долната слика на објектот, тие се протегаат во воздушниот регион I. Зраците 2 формираат превртена слика; Паѓам во воздушниот регион II, овие зраци доживуваат силна искривување. Зраците 3 ја формираат горната директна слика на објектот.

Фатаморгана со ултра долг дострел. Природата на овие фатаморгани е најмалку проучена. Јасно е дека атмосферата мора да биде транспарентна, без водена пареа и загадување. Но, ова не е доволно. На одредена висина над површината на земјата треба да се формира стабилен слој на изладен воздух. Под и над овој слој воздухот треба да биде потопол. Светлосен зрак што влегува во густ ладен слој воздух е, како да се каже, „заклучен“ во него и се шири низ него како преку некаков светлосен водич. Патеката на зракот на Слика 8 е секогаш конвексна кон помалку густи области на воздух.

Појавата на фатаморгани со ултра долг дострел може да се објасни со ширењето на зраците во слични „светлосни водичи“, кои природата понекогаш ги создава.

Виножито е прекрасен небесен феномен кој отсекогаш го привлекувал човечкото внимание. Во поранешните времиња, кога луѓето сè уште знаеја малку за светот околу нив, виножитото се сметаше за „небесен знак“. Значи, античките Грци мислеле дека виножитото е насмевката на божицата Ирис.

Виножито се забележува во насока спротивна на Сонцето, наспроти позадината на дождовните облаци или дождот. Разнобојниот лак обично се наоѓа на растојание од 1-2 km од набљудувачот, а понекогаш може да се забележи на растојание од 2-3 m на позадината на капките вода формирани од фонтани или прскање со вода.

Центарот на виножитото се наоѓа на продолжението на правата линија што ги поврзува Сонцето и окото на набљудувачот - на антисоларната линија. Аголот помеѓу правецот кон главното виножито и антисоларната линија е 41-42º (сл. 9).

Во моментот на изгрејсонце, антисончевата точка (точка М) е на линијата на хоризонтот, а виножитото има изглед на полукруг. Како што изгрева Сонцето, антисоларната точка се движи под хоризонтот и големината на виножитото се намалува. Претставува само дел од кругот.

Често се забележува секундарно виножито, концентрично со првото, со аголен радиус од околу 52º и боите во обратна насока.

Кога надморската височина на Сонцето е 41º, главното виножито престанува да биде видливо и само дел од страничното виножито излегува над хоризонтот, а кога висината на Сонцето е повеќе од 52º, не се гледа ниту страничното виножито. Затоа, во средните екваторијални широчини овој природен феномен никогаш не се забележува во текот на пладневните часови.

Виножитото има седум основни бои, непречено преминувајќи од една во друга.

Типот на лакот, осветленоста на боите и ширината на лентите зависат од големината на капките вода и нивниот број. Големите капки создаваат потесно виножито, со остро истакнати бои, малите капки создаваат заматен, избледен, па дури и бел лак. Затоа е видливо светло тесно виножито во лето по бура со грмотевици, при што паѓаат големи капки.

Теоријата на виножито за прв пат беше предложена во 1637 година од Рене Декарт. Тој ги објасни виножитата како феномен поврзан со рефлексијата и прекршувањето на светлината во капките дожд.

Формирањето на боите и нивната низа беа објаснети подоцна, по разоткривањето на сложената природа на белата светлина и нејзината дисперзија во медиумот. Теоријата на дифракција на виножитата беше развиена од Ири и Партнер.

Можеме да го разгледаме наједноставниот случај: нека сноп од паралелни сончеви зраци паѓа на капки во облик на топка (сл. 10). Зрак што падна на површината на капка во точката А се прекршува внатре во неа според законот за прекршување:

n sin α=n sin β, каде n=1, n≈1,33 –

соодветно, индексите на прекршување на воздухот и водата, α е аголот на инциденца, а β е аголот на прекршување на светлината.

Внатре во капката, зракот AB се движи по права линија. Во точката Б, зракот делумно се прекршува и делумно се рефлектира. Треба да се забележи дека колку е помал аголот на инциденца во точката Б, а со тоа и во точката А, толку е помал интензитетот на рефлектираниот зрак и толку е поголем интензитетот на прекршениот зрак.

Зракот AB, по рефлексијата во точката B, се јавува под агол β`=β b и удира во точката C, каде што исто така се јавува делумна рефлексија и делумно прекршување на светлината. Прекршениот зрак ја напушта капката под агол γ, а рефлектираниот зрак може да патува понатаму, до точката D итн. Така, светлосниот зрак во капката претрпува повеќекратна рефлексија и прекршување. Со секој одраз, дел од светлосните зраци излегуваат и нивниот интензитет внатре во капката се намалува. Најинтензивниот од зраците што се појавуваат во воздухот е зракот што излегува од падот во точката Б. Но, тешко е да се набљудува, бидејќи се губи на позадината на силната директна сончева светлина. Зраците прекршени во точката C заедно создаваат основно виножито на позадината на темен облак, а зраците прекршени во точката D произведуваат секундарно виножито, кое е помалку интензивно од примарното.

Кога се размислува за формирање на виножито, мора да се земе предвид уште еден феномен - нееднаквото прекршување на светлосните бранови со различна должина, односно светлосните зраци со различни бои. Овој феномен се нарекува дисперзија. Поради дисперзија, аглите на прекршување γ и аголот на отклон Θ на зраците во капка се различни за зраци со различни бои.

Најчесто гледаме едно виножито. Не е невообичаено на небото да се појават две виножитни ленти во исто време, лоцирани една по друга; Тие, исто така, набљудуваат уште поголем број на небесни лакови - три, четири, па дури и пет истовремено. Овој интересен феномен го забележале жителите на Ленинград на 24 септември 1948 година, кога во попладневните часови меѓу облаците над Нева се појавиле четири виножита. Излегува дека виножитата можат да настанат не само од директни зраци; Често се појавува во рефлектираните зраци на Сонцето. Ова може да се види на бреговите на морските заливи, големите реки и езерата. Три или четири виножита - обични и рефлектирани - понекогаш создаваат убава слика. Бидејќи зраците на Сонцето што се рефлектираат од површината на водата одат од дното кон врвот, виножитото формирано во зраците понекогаш може да изгледа сосема необично.

Не треба да мислите дека виножитата може да се видат само преку ден. Тоа се случува и навечер, иако е секогаш слабо. Такво виножито можете да видите по ноќен дожд, кога Месечината се појавува од зад облаците.

Извесен изглед на виножито може да се добие преку следниот експеримент: Треба да осветлите колба исполнета со вода со сончева светлина или светилка низ дупка во бела табла. Тогаш виножитото ќе стане јасно видливо на таблата, а аголот на дивергенција на зраците во споредба со почетната насока ќе биде околу 41-42 °. Во природни услови, нема екран; сликата се појавува на мрежницата на окото, а окото ја проектира оваа слика на облаците.

Ако виножитото се појави навечер пред зајдисонце, тогаш се забележува црвено виножито. Во последните пет или десет минути пред зајдисонце, сите бои на виножитото освен црвената исчезнуваат, а таа станува многу светла и видлива дури десет минути по зајдисонце.

Виножито на роса е прекрасна глетка. Може да се забележи на изгрејсонце на тревата покриена со роса. Ова виножито е обликувано како хипербола.

Аурори

Еден од најубавите оптички феномени на природата е поларната светлина.

Во повеќето случаи, аурорите имаат зелена или сино-зелена нијанса со повремени дамки или граница од розова или црвена боја.

Аурорите се забележани во две главни форми - во форма на ленти и во форма на дамки слични на облак. Кога сјајот е интензивен, добива форма на панделки. Губејќи го интензитетот, се претвора во дамки. Сепак, многу ленти исчезнуваат пред да имаат време да се пробијат на дамки. Се чини дека панделките висат во темниот простор на небото, наликувајќи на џиновска завеса или перде, обично се протегаат од исток кон запад на илјадници километри. Висината на оваа завеса е неколку стотици километри, дебелината не надминува неколку стотици метри, а толку е нежна и проѕирна што низ неа се гледаат ѕвездите. Долниот раб на завесата е прилично остро и јасно исцртан и често е затемнет во црвена или розова боја, што потсетува на раб на завесата; горниот раб постепено се губи во висина и тоа создава особено импресивен впечаток за длабочината на просторот.

Постојат четири типа на поларници:

Хомоген лак - прозрачна лента има наједноставна, најмирна форма. Посветла е одоздола и постепено исчезнува нагоре наспроти позадината на небесниот сјај;

Зрачен лак - лентата станува нешто поактивна и помобилна, формира мали набори и потоци;

Радијална лента - со зголемена активност, поголемите набори се преклопуваат со малите;

Како што се зголемува активноста, наборите или јамките се шират до огромни големини, а долниот раб на лентата свети светло со розов сјај. Кога активноста ќе се намали, наборите исчезнуваат и лентата се враќа во униформа форма. Ова сугерира дека хомогена структура е главната форма на поларната светлина, а наборите се поврзани со зголемена активност.

Често се појавуваат зрачења од различен тип. Тие го покриваат целиот поларен регион и се многу интензивни. Тие се јавуваат за време на зголемување на сончевата активност. Овие аурори се појавуваат како белузлаво-зелена капа. Таквите аурори се нарекуваат сквали.

Врз основа на осветленоста на поларната светлина, тие се поделени во четири класи, кои се разликуваат една од друга со еден ред на големина (односно 10 пати). Првата класа вклучува аурори кои се едвај забележливи и приближно еднакви по осветленост на Млечниот Пат, додека четвртата класа аурори ја осветлуваат Земјата толку силно како и полната Месечина.

Треба да се напомене дека добиената поларна светлина се шири кон запад со брзина од 1 км/сек. Горните слоеви на атмосферата во областа на ауроралните блесоци се загреваат и брзаат нагоре, што влијаеше на зголеменото сопирање на вештачките Земјини сателити кои минуваат низ овие зони.

За време на аурорите, вртложните електрични струи се појавуваат во атмосферата на Земјата, покривајќи големи области. Тие возбудуваат магнетни бури, таканаречени дополнителни нестабилни магнетни полиња. Кога атмосферата свети, таа испушта рендгенски зраци, кои најверојатно се резултат на забавување на електроните во атмосферата.

Честите блесоци на сјај се речиси секогаш придружени со звуци кои потсетуваат на бучава и крцкање. Аурорите имаат големо влијание врз силните промени во јоносферата, кои пак влијаат на условите на радио комуникацијата, т.е. радио комуникацијата е значително влошена, што резултира со сериозни пречки, па дури и целосно губење на приемот.

Појавата на аурори.

Земјата е огромен магнет, чиј северен пол се наоѓа во близина на јужниот географски пол, а јужниот пол се наоѓа во близина на север. И линиите на магнетното поле на Земјата се геомагнетни линии што се појавуваат од регионот во непосредна близина на северниот магнетен пол на Земјата. Тие ја покриваат целата земјина топка и влегуваат во неа во регионот на јужниот магнетен пол, формирајќи тороидална решетка околу Земјата.

Долго време се веруваше дека локацијата на линиите на магнетното поле е симетрична во однос на оската на Земјата. Но, всушност, се покажа дека таканаречениот „сончев ветер“, т.е. млаз од протони и електрони емитирани од Сонцето, ја напаѓа геомагнетната обвивка на Земјата од височина од околу 20.000 km. Го повлекува од Сонцето, а со тоа формира еден вид магнетна „опашка“ на Земјата.

Откако ќе се најде во магнетното поле на Земјата, електрон или протон се движи во спирала, навивајќи се околу геомагнетната линија. Овие честички, паѓајќи од сончевиот ветер во магнетното поле на Земјата, се поделени на два дела: еден дел по линиите на магнетното поле веднаш се влева во поларните региони на Земјата, а другиот влегува во тероидот и се движи внатре во него, како може да се направи според правилото на левата страна, по затворена крива ABC. На крајот, овие протони и електрони исто така течат по геомагнетни линии до регионот на половите, каде што се појавува нивната зголемена концентрација. Протоните и електроните произведуваат јонизација и возбудување на атомите и молекулите на гасовите. Имаат доволно енергија за ова. Бидејќи протоните пристигнуваат на Земјата со енергија од 10.000-20.000 eV (1 eV = 1,6 10 J), а електроните со енергија од 10-20 eV. Но, за јонизација на атомите е потребно: за водород - 13,56 eV, за кислород - 13,56 eV, за азот - 124,47 eV, а уште помалку за возбудување.

Врз основа на принципот што се јавува во цевките со редок гас кога низ нив поминуваат струи, возбудените атоми на гас ја враќаат добиената енергија во вид на светлина.

Зелениот и црвениот сјај, според резултатите од спектралната студија, припаѓаат на возбудени атоми на кислород, а инфрацрвениот и виолетовиот сјај на јонизираните молекули на азот. Некои линии за емисија на кислород и азот се формираат на надморска височина од 110 km, а црвениот сјај на кислородот се јавува на надморска височина од 200-400 km. Следниот слаб извор на црвена светлина се атомите на водород, формирани во горните слоеви на атмосферата од протоните кои пристигнуваат од Сонцето. Таквиот протон, откако ќе зароби електрон, се претвора во возбуден водороден атом и испушта црвена светлина.

По сончевите блесоци, блесоците на поларните очи обично се случуваат во рок од еден или два дена. Ова укажува на поврзаност помеѓу овие појави. Истражувањето со користење на ракети покажа дека на места со поголем интензитет на поларните светлина, останува повисоко ниво на јонизација на гасовите од електрони. Според научниците, максималниот интензитет на аурорите се постигнува на брегот на океаните и морињата.

Постојат голем број на потешкотии за научно објаснување на сите појави поврзани со аурорите. Односно, механизмот за забрзување на честичките до одредени енергии не е целосно познат, нивните траектории на движење во просторот блиску до Земјата не се јасни, механизмот за формирање на различни видови на луминисценција не е целосно јасен, потеклото на звуците е нејасно. , а не се согласува квантитативно во енергетскиот биланс на јонизација и возбудување на честичките.

Користени книги:

    1. „Физика во природата“, автор - Л.В. Тарасов, издавачка куќа „Просвешчение“, Москва, 1988 година.
    2. „Оптички феномени во природата“, автор - В. Л. Булат, издавачка куќа „Просвешчение“, Москва, 1974 година.
    3. „Разговори за физиката, дел II“, автор - М.И. Блудов, издавачка куќа „Просвешчение“, Москва, 1985 година.
    4. „Физика 10“, автори - Г. Ја. Миакишев Б. Б. Буховцев, издавачка куќа „Просвешчение“, Москва, 1987 година.
    5. „Енциклопедиски речник на еден млад физичар“, составена од В. А. Чујанов, издавачка куќа „Педагогика“, Москва, 1984 година.
    6. „Прирачник за физика за ученици“, составена од, Филолошко друштво „Слово“, Москва, 1995 г.
    7. „Физика 11“, Н. М. Шахмаев, С. Н. Шахмаев, Д. Ш.
    8. „Решавање проблеми во физиката“, В.А.

Едно лице постојано се среќава со лесни феномени. Сè што е поврзано со појавата на светлината, нејзиното ширење и интеракција со материјата се нарекува светлосни феномени. Живописни примери на оптички феномени можат да бидат: виножито по дожд, молњи за време на грмотевици, треперење на ѕвезди на ноќното небо, игра на светлина во млаз вода, променливост на океанот и небото и многу други.

Учениците добиваат научни објаснувања за физичките појави и оптички примери во 7 одделение кога почнуваат да учат физика. За многумина, оптиката ќе стане најфасцинантниот и најмистериозниот дел во училишната програма по физика.

Што гледа човек?

Човечките очи се дизајнирани на таков начин што тој може да ги согледа само боите на виножитото. Денес веќе е познато дека спектарот на виножитото не е ограничен на црвено од една страна и виолетова од друга страна. По црвеното доаѓа инфрацрвеното, по виолетовото доаѓа ултравиолетовото. Многу животни и инсекти можат да ги видат овие бои, но луѓето, за жал, не можат. Но, едно лице може да создаде уреди кои примаат и емитуваат светлосни бранови со соодветна должина.

Рефракција на зраците

Видливата светлина е виножито од бои, а белата светлина, како што е сончевата светлина, е едноставна комбинација на овие бои. Ако поставите призма во зрак на светло бела светлина, таа ќе се распадне на боите или брановите должини од кои е составена. Прво ќе се појави црвено со поголема бранова должина, потоа портокалова, жолта, зелена, сина и на крај виолетова, која има најкратка бранова должина на видливата светлина.

Ако земете друга призма за да ја фатите светлината на виножитото и да ја превртите наопаку, таа ќе ги спои сите бои во бела. Има многу примери на оптички феномени во физиката; ајде да разгледаме некои од нив.

Зошто небото е сино?

Младите родители честопати се збунети од наједноставните, на прв поглед, прашања за нивните мали зошто. Понекогаш е најтешко да се одговори. Речиси сите примери на оптички феномени во природата можат да се објаснат со модерната наука.

Сончевата светлина што го осветлува небото во текот на денот е бела, што значи дека, теоретски, и небото треба да биде светло бело. За да изгледа сино, потребни се некои процеси со светлината додека минува низ атмосферата на Земјата. Еве што се случува: Дел од светлината поминува низ слободниот простор помеѓу молекулите на гасот во атмосферата, достигнувајќи ја површината на Земјата и останувајќи ја истата бела боја како кога започнала. Но, сончевата светлина наидува на молекули на гас, кои, како и кислородот, се апсорбираат и потоа се расфрлаат во сите правци.

Атомите во молекулите на гасот се активираат од светлината што ја апсорбираат и повторно испуштаат фотони на светлина во бранови должини кои се движат од црвена до виолетова. Така, дел од светлината е насочена кон земјата, а остатокот се враќа назад кон Сонцето. Осветленоста на емитираната светлина зависи од бојата. Осум фотони сина светлина се ослободуваат за секој фотон на црвена светлина. Затоа, сината светлина е осум пати посветла од црвената. Интензивна сина светлина се емитува од сите правци од милијарди молекули на гас и допира до нашите очи.

Разнобоен лак

Некогаш, луѓето мислеа дека виножитата се знаци испратени до нив од боговите. Навистина, убавите разнобојни ленти секогаш се појавуваат на небото од никаде, а потоа исто толку мистериозно исчезнуваат. Денес знаеме дека виножитото е еден од примерите на оптички феномени во физиката, но никогаш не престануваме да му се восхитуваме секогаш кога ќе го видиме на небото. Интересното е што секој набљудувач гледа различно виножито, создадено од светлосните зраци кои доаѓаат од зад него и од капките дожд пред него.

Од што се направени виножитата?

Рецептот за овие оптички феномени во природата е едноставен: капки вода во воздухот, светлина и набљудувач. Но, не е доволно сонцето да се појави кога врне. Треба да биде ниско, а набљудувачот да стои така што сонцето е зад него и да погледне каде врне или штотуку врнело.

Сончев зрак што доаѓа од далечната вселена фаќа капка дожд. Дејствувајќи како призма, капката дожд ја прекршува секоја боја скриена во белата светлина. Така, кога бел зрак поминува низ капка дожд, тој одеднаш се дели на прекрасни повеќебојни зраци. Внатре во капката наидуваат на нејзиниот внатрешен ѕид кој делува како огледало, а зраците се рефлектираат во истиот правец од кој влегле во капката.

Крајниот резултат е дека очите гледаат виножито од бои кои се заоблени низ небото - светлината свиткана и рефлектирана од милиони ситни капки дожд. Тие можат да делуваат како мали призми, делејќи ја белата светлина на спектар на бои. Но, дождот не е секогаш неопходен за да се види виножитото. Светлината може да се прекрши и со магла или морски пареи.

Каква боја е водата?

Одговорот е очигледен - водата е сина. Ако истурите чиста вода во чаша, сите ќе ја видат нејзината бистрина. Тоа е затоа што има премалку вода во чашата и бојата е премногу бледа за да се види.

Кога пополнувате голем стаклен сад, можете да ја видите природната сина нијанса на водата. Неговата боја зависи од тоа како молекулите на водата ја апсорбираат или рефлектираат светлината. Белата светлина е составена од виножито бои, а молекулите на водата апсорбираат најголем дел од боите на црвениот до зелениот спектар што минуваат низ нив. И синиот дел се рефлектира назад. Така ја гледаме сината боја.

Изгрејсонце и зајдисонца

Ова се исто така примери на оптички феномени кои луѓето ги набљудуваат секој ден. Кога сонцето изгрева и заоѓа, ги насочува своите зраци под агол кон местото каде што се наоѓа набљудувачот. Тие имаат подолг пат отколку кога сонцето е во својот зенит.

Слоевите на воздух над површината на Земјата често содржат многу прашина или микроскопски честички на влага. Сончевите зраци поминуваат под агол на површината и се филтрираат. Црвените зраци имаат најдолга бранова должина на зрачење и затоа полесно продираат до земјата од сините зраци, кои имаат кратки бранови кои се рефлектираат од честички од прашина и вода. Затоа, во утринските и вечерните зори, човекот набљудува само дел од сончевите зраци кои допираат до земјата, имено црвените.

Светло шоу на планетата

Типична поларна светлина е шарен приказ на светлина на ноќното небо што може да се види секоја вечер на Северниот пол. Со промена на бизарни форми, огромните ленти на сино-зелена светлина со портокалови и црвени дамки понекогаш достигнуваат повеќе од 160 километри во ширина и може да се протегаат до 1.600 километри во должина.

Како да се објасни овој оптички феномен, кој е толку воодушевувачки спектакл? Аурорите се појавуваат на Земјата, но тие се предизвикани од процесите што се случуваат на далечното Сонце.

Како оди се?

Сонцето е огромна топка гас која главно се состои од атоми на водород и хелиум. Сите тие имаат протони со позитивен полнеж и електрони со негативен полнеж кои орбитираат околу нив. Постојан ореол од топол гас се шири во вселената во форма на сончев ветер. Овој безброј протони и електрони брза со брзина од 1000 km во секунда.

Кога честичките од сончевиот ветер ќе стигнат до Земјата, тие се привлечени од силното магнетно поле на планетата. Земјата е џиновски магнет со магнетни линии кои се спојуваат на северниот и јужниот пол. Привлечените честички течат по овие невидливи линии во близина на половите и се судираат со атомите на азот и кислород кои ја сочинуваат атмосферата на Земјата.

Некои од атоми на земјата ги губат своите електрони, други се наполнети со нова енергија. По судирот со протоните и електроните од Сонцето, тие ослободуваат фотони на светлина. На пример, азот кој изгубил електрони привлекува виолетова и сина светлина, додека наелектризираниот азот свети темноцрвено. Наполнетиот кислород испушта зелено и црвено светло. Така, наелектризираните честички предизвикуваат воздухот да светка во многу бои. Ова е поларната светлина.

Миражи

Веднаш треба да се утврди дека фатаморганите не се плод на човечка имагинација, дури може да се фотографираат, тие се речиси мистични примери на оптички физички феномени.

Постојат многу докази за набљудување на фатаморгани, но науката може да даде научно објаснување за ова чудо. Тие можат да бидат едноставни како парче вода меѓу жешките песоци, или може да бидат неверојатно сложени, создавајќи визии на висечки замоци или фрегати со столбови. Сите овие примери на оптички феномени се создадени од играта на светлината и воздухот.

Светлинските бранови се наведнуваат кога минуваат прво низ топол, а потоа низ студен воздух. Топлиот воздух е поретки од студениот воздух, така што неговите молекули се поактивни и се распрснуваат на подолги растојанија. Како што се намалува температурата, се намалува и движењето на молекулите.

Визиите што се гледаат преку леќите на земјината атмосфера може да бидат значително изменети, компресирани, проширени или превртени. Тоа е затоа што светлосните зраци се наведнуваат додека минуваат низ топол, а потоа ладен воздух, и обратно. А оние слики што светлосниот поток ги носи со себе, на пример небото, може да се рефлектираат на врелиот песок и да изгледаат како парче вода, кое секогаш се оддалечува кога се приближува.

Најчесто, фатаморганите може да се забележат на долги растојанија: во пустини, мориња и океани, каде истовремено може да има топли и ладни слоеви на воздух со различна густина. Тоа е преминот низ различни температурни слоеви што може да го изврти светлосниот бран и на крајот да резултира со визија што е одраз на нешто и е претставена од фантазијата како реален феномен.

Ореол

За повеќето оптички илузии кои можат да се забележат со голо око, објаснувањето е прекршувањето на сончевата светлина во атмосферата. Еден од најнеобичните примери на оптички феномени е сончевиот ореол. Во суштина, ореол е виножито околу сонцето. Сепак, тој се разликува од обичното виножито и по изглед и по неговите својства.

Овој феномен има многу варијанти, од кои секоја е убава на свој начин. Но, за да се појави секаков вид на оптичка илузија, потребни се одредени услови.

Ореол се појавува на небото кога се совпаѓаат неколку фактори. Најчесто може да се види во ладно време со висока влажност. Во воздухот има голем број ледени кристали. Пробивајќи го својот пат низ нив, сончевата светлина се прекршува на таков начин што формира лак околу Сонцето.

И иако последните 3 примери на оптички феномени се лесно објаснети од модерната наука, за обичниот набљудувач тие често остануваат мистични и мистерија.

Откако ги испитавме главните примери на оптички феномени, можеме со сигурност да веруваме дека многу од нив можат да се објаснат од модерната наука, и покрај нивната мистичност и мистерија. Но, научниците имаат уште многу откритија пред себе, индиции за мистериозните феномени што се случуваат на планетата Земја и пошироко.