Оптичке појаве: примери у природи и занимљивости

Особа се стално суочава са свјетлосним феноменима. Све што је повезано са појавом светлости, његовим ширењем и интеракцијом са материјом, назива се светлосни феномен. Живописни примери оптичких феномена могу бити: дуга након кише, муње током олуја, трептање звезда на ноћном небу, игра светлости у струји воде, варијабилност океана и неба, и многи други.

Ученици добијају научно објашњење физичких феномена и оптичких примјера у седмом разреду, када почињу студирати физику. За многе, оптика ће бити најфасцинантнији и мистериозни дио у програму школске физике.

Шта особа види?

Очи човека су распоређене тако да могу да опажају само боје дуге. Данас је већ познато да спектар дуге није ограничен само на црвену, с једне стране, и пурпурну на другу. Инфрацрвена је иза црвене, ултраљубичаста је иза љубичасте. Многе животиње и инсекти могу да виде ове боје, али људи, нажалост, не могу. Али, с друге стране, особа може да креира уређаје који примају и емитују светлосне таласе одговарајуће дужине.

Рефракција зрака

Видљива светлост је дуга боја, а светлост беле боје, на пример, соларна, је једноставна комбинација ових боја. Ако поставите призму у сноп беле светлости, она ће се разбити у боје или таласе различитих дужина од којих се састоји. Црвена се појављује прво са више таласна дужина затим наранџаста, жута, зелена, плава и на крају љубичаста, која има најкраћу таласну дужину у видљивој светлости.

Ако узмете другу призму да бисте ухватили светлост дуге и окренули је наопако, она ће све боје претворити у белу. Постоји много примера оптичких феномена у физици, а неке ћемо их размотрити.

Зашто је небо плаво?

Млади родитељи су често збуњени најједноставнијим, на први поглед, питањима својих малих друштвених проблема. Понекад је најтеже одговорити на њих. Готово сви примјери оптичких феномена у природи могу се објаснити модерном науком.

Сунчева светлост која осветљава небо током дана је бела, што значи да теоретски небо треба да буде и светло бело. Да би изгледала плаво, неки процеси са светлошћу су потребни у тренутку када прође кроз атмосферу Земље. Ево шта се дешава: неки део света пролази кроз слободни простор између молекула гаса у атмосфери, достижући површину Земље и остајући исте бијеле боје као на почетку стазе. Али сунчева светлост удара на молекуле гаса, које се, као и кисеоник, апсорбују и затим разбацују у свим правцима.

Атоми у молекулима гаса се активирају апсорбованом светлошћу и поново емитују фотоне светлости у таласима различитих дужина - од црвене до љубичасте. Тако нека светлост иде на Земљу, а остатак се враћа Сунцу. Осветљеност емитованог светла зависи од боје. Осам фотона плавог светла се производи за сваки фотон црвене боје. Дакле, плаво светло је осам пута светлије од црвеног. Интензивно плаво светло емитује се са свих страна милијарде молекула гаса и допире до наших очију.

Цолорфул арцх

Људи су мислили да су дуге знакови које богови шаљу. Заиста, лепе шарене траке увек се појављују на небу ниоткуда, а онда нестају исто тако тајанствено. Данас знамо да је дуга један од примера оптичких феномена у физици, али не престајемо да јој се дивимо сваки пут када је посматрамо на небу. Интересантно је да сваки посматрач види још једну дугу коју стварају зраке светлости које долазе иза њега и од кишних капи испред њега.

Од чега су направљене дуге?

Рецепт за ове оптичке појаве у природи је једноставан: капљице воде у ваздуху, светлост и посматрач. Али није довољно да се сунце појави током кише. Требало би да буде ниско, а посматрач треба да стоји тако да сунце буде иза њега и да погледа место где иде или је управо кишило.

Сунчева зрака која долази из далеког свемира преузима кишну кап. Дјелујући као призма, капа кише прелама сваку боју скривену у бијелој свјетлости. Тако, када бијели зрак пролази кроз кишну кап, она се изненада раздваја у прекрасне обојене зраке. Унутар капи, они ударају у његов унутрашњи зид, који делује као огледало, а зраци се рефлектују у истом правцу из којег су продрли у кап.

Као резултат, очи виде дугу боја у облику лука кроз небо - светло савијено и рефлектовано у милионима малих кишних капи. Могу се понашати као мале призме, раздвајајући белу светлост у спектар боја. Али киша није увек потребна да се види дуга. Светлост се такође може преламати од магле или паре из мора.

Које је боје вода?

Одговор је очигледан - вода је плава. Ако у чашу сипате чисту воду, сви ће видјети њену прозирност. То је због чињенице да има премало воде у стаклу и да је његова боја превише бледа да би се видела.

Приликом пуњења велике стаклене посуде можете видјети природну плаву нијансу воде. Његова боја зависи од тога како молекуле воде апсорбују или рефлектују светлост. Бела светлост се састоји од дугиних боја, а молекули воде апсорбују већину боја спектра од црвене до зелене, која пролази кроз њих. И плави део се рефлектује назад. Видимо плаву боју.

Изласци сунца и заласци сунца

Ово су такође примери оптичких феномена које особа посматра сваки дан. Када сунце излази и залази, усмјерава своје зраке под кутом према мјесту гдје се налази проматрач. Имају дуже путовање него када је сунце у зениту.

Слојеви ваздуха изнад Земљине површине често садрже много прашине или микроскопских честица влаге. Сунчеви зраци проћи под углом према површини и филтрирати. Црвени зраци имају најдужи талас зрачења и стога олакшавају пут до земље од плавих са кратким таласима, који се одбијају од честица прашине и воде. Стога, током јутра и вечери, особа посматра само део сунчевих зрака који досежу земљу, односно црвене.

Светлостни планет

Типична аурора је живописан сјај на ноћном небу који се може видети сваке ноћи на северном полу. Огромне траке плаво-зеленог свјетла које се мијењају у бизарним облицима с наранчастим и црвеним пјегама понекад досежу ширину преко 160 км и могу се продужити до 1600 км.

Како објаснити овај оптички феномен, који је тако спектакуларан призор? На Земљи се појављују сјаји, али су узроковани процесима који се одвијају у удаљеном Сунцу.

Како се све одвија?

Сунце је огромна плинска кугла, која се састоји углавном од атома водоника и хелија. Сви они имају протоне са позитивним набојем и електроне који се окрећу око њих са негативним набојем. Стално се ореол врелог гаса шири у свемир у облику соларног ветра. Ово безброј протона и електрона журе брзином од 1000 км у секунди.

Када честице соларног ветра дођу до Земље, привлаче их јака магнетна поља планете. Земља је огромни магнет са магнетним линијама које се спајају на северном и јужном полу. Привучене честице се налазе дуж ових невидљивих линија недалеко од полова и сударају се са атомима азота и кисеоника који чине атмосферу Земље.

Неки од Земљиних атома губе своје електроне, други су напуњени новом енергијом. Након судара са протонима и електронима Сунца, они дају фотоне светлости. На пример, азот који је изгубио електроне привлачи љубичасту и плаву светлост, а набијени азот светли тамном црвеном светлошћу. Напуњени кисеоник даје зелено и црвено светло. Тако, набијене честице узрокују прелијевање зрака у више боја. Ово је аурора.

Мирагес

Одмах треба утврдити да мираге нису плод људске имагинације, да се чак могу и фотографисати, да су то готово мистични примери оптичких физичких феномена.

Много је сведочанстава о посматрању виђења, али наука може да пружи научно објашњење за ово чудо. Могу бити једноставни, као што је комад воде међу врућим пијеском, и могу бити невјеројатно сложени конструкцијом визија вјешања двораца са ступовима или фрегатама. Сви ови примјери оптичких феномена настају игром свјетла и зрака.

Светлосни таласи се савијају када први пут прођу кроз топли, а затим хладни ваздух. Врући ваздух је више разређен од хладног ваздуха, тако да су његови молекули активнији и одступају на веће удаљености. Са смањењем температуре, кретање молекула такође опада.

Визије посматране кроз сочива Земљине атмосфере могу бити јако модифициране, компримиране, проширене или обрнуте. То је зато што се зраке свјетлости савијају, пролазе кроз топли, а затим хладни зрак, и обрнуто. И оне слике које носе са собом лигхт флук На пример, небо се може одразити у врелом песку и изгледати као комад воде, који се увек приближава.

Најчешће се мирже могу посматрати на великим удаљеностима: у пустињама, морима и океанима, гдје се у исто вријеме могу налазити топли и хладни слојеви зрака различитих густоћа. То је пролаз кроз различите температурне слојеве који су у стању да увијају светлосни талас и добију визију као резултат, што је одраз нечега и представљен фантазијом као прави феномен.

Хало

За већину оптичких илузија које се могу посматрати голим оком, објашњење је преламање сунчеве свјетлости у атмосфери. Један од најнеобичнијих примера оптичких феномена је соларни хало. Заправо, хало је дуга око сунца. Међутим, разликује се од уобичајене дуге како по изгледу тако и по својим својствима.

Овај феномен има много варијанти, од којих је свака лијепа на свој начин. Али за појаву било какве оптичке илузије неопходни су одређени услови.

Хало се појављује на небу када се неколико фактора поклапа. Најчешће се може видети у хладном времену при високој влажности. У ваздуху се налази велики број ледених кристала. Пролазећи кроз њих, сунчева светлост се ломи на такав начин да формира лук око Сунца.

И мада последња три примера оптичких феномена лако објашњавају модерна наука, за обичног посматрача, они често остају мистерија и мистерија.

Узимајући у обзир главне примјере оптичких феномена, сигурно је вјеровати да су многе од њих објашњене модерном науком, упркос њеној мистерији и мистериозности. Али научници још увек имају много открића испред нас, трагове мистериозних феномена који се дешавају на планети Земљи и шире.