Primjeri fizičkih pojava u fizici. Fizičke pojave. Halo oko Mjeseca i druge vrste

Dinamička promjena je ugrađena u samu prirodu. Sve se menja na ovaj ili onaj način svakog trenutka. Ako pažljivo pogledate oko sebe, naći ćete stotine primjera fizičkog i hemijske pojave, koje su potpuno prirodne transformacije.

Promjena je jedina konstanta u Univerzumu

Začudo, promjena je jedina konstanta u našem Univerzumu. Za razumijevanje fizičkih i kemijskih pojava (primjeri u prirodi nalaze se na svakom koraku), uobičajeno je da se razvrstavaju u vrste, ovisno o prirodi konačnog rezultata koji su uzrokovani njima. Postoje fizičke, hemijske i mešovite promene, koje sadrže i prvu i drugu.

Fizičke i hemijske pojave: primjeri i značenje

Šta je fizički fenomen? Svaka promjena koja se dogodi u supstanciji bez njene promjene hemijski sastav, fizički su. Karakteriziraju ih promjene fizičkih atributa i materijalnog stanja (čvrsto, tekuće ili plinovito), gustoće, temperature, zapremine, koje se dešavaju bez promjene njegovog temeljnog hemijska struktura. Novi se ne stvaraju hemijski proizvodi ili promjene ukupna masa. Osim toga, ova vrsta promjene je obično privremena iu nekim slučajevima potpuno reverzibilna.

Kada pomiješate hemikalije u laboratoriji, lako je uočiti reakciju, ali mnogo se toga dešava u svijetu oko vas. hemijske reakcije svaki dan. Kemijska reakcija mijenja molekule, dok ih fizička promjena samo preuređuje. Na primjer, ako uzmemo plinoviti hlor i metalni natrij i spojimo ih, dobićemo kuhinjsku so. Dobivena supstanca se vrlo razlikuje od bilo kojeg svog sastavnog dijela. Ovo je hemijska reakcija. Ako zatim otopimo ovu sol u vodi, jednostavno miješamo molekule soli s molekulima vode. Nema promjene u ovim česticama, to je fizička transformacija.

Primjeri fizičkih promjena

Sve je napravljeno od atoma. Kada se atomi spoje, nastaju različite molekule. Različita svojstva koja objekti nasljeđuju posljedica su različitih molekularnih ili atomskih struktura. Osnovna svojstva objekta zavise od njihovog molekularnog rasporeda. Fizičke promjene se dešavaju bez promjene molekularne ili atomske strukture objekata. Oni jednostavno transformiraju stanje objekta bez promjene njegove prirode. Topljenje, kondenzacija, promjena volumena i isparavanje su primjeri fizičkih fenomena.

Dodatni primjeri fizičkih promjena: metal se širi kada se zagrije, zvuk se prenosi zrakom, voda se zimi smrzava u led, bakar se uvlači u žice, formira se glina na raznim predmetima, sladoled se topi u tekućinu, zagrijavanje metala i prelazi u drugi oblik, sublimacija joda pri zagrevanju, pad bilo kog predmeta pod uticajem gravitacije, mastilo koje upija kreda, magnetizacija gvozdenih eksera, snjegović koji se topi na suncu, užarene lampe sa žarnom niti, magnetna levitacija predmeta.

Kako razlikujete fizičke i hemijske promjene?

U životu se može naći mnogo primjera kemijskih i fizičkih pojava. Često je teško napraviti razliku između njih, posebno kada se oboje mogu pojaviti u isto vrijeme. Za otkrivanje fizičkih promjena, postavite sledeća pitanja:

  • Da li se stanje nekog objekta mijenja (gasovito, čvrsto i tečno)?
  • Je li promjena isključivo ograničena na fizički parametar ili karakteristike kao što su gustina, oblik, temperatura ili zapremina?
  • Da li se hemijska priroda objekta menja?
  • Dolaze li do kemijskih reakcija koje dovode do stvaranja novih proizvoda?

Ako je odgovor na jedno od prva dva pitanja da, a na sljedeća pitanja ne, najvjerovatnije je riječ o fizičkom fenomenu. Suprotno tome, ako je odgovor na bilo koje od posljednja dva pitanja pozitivan, dok su prva dva negativan, sigurno je riječ o kemijskom fenomenu. Trik je da jednostavno posmatrate jasno i analizirate ono što vidite.

Primjeri hemijskih reakcija u svakodnevnom životu

Hemija se dešava u svetu oko vas, a ne samo u laboratoriji. Materija u interakciji formira nove proizvode kroz proces koji se naziva hemijska reakcija ili hemijska promena. Svaki put kada kuhate ili čistite, hemija je na djelu. Vaše tijelo živi i raste kroz hemijske reakcije. Postoje reakcije kada uzmete lijekove, upalite šibicu i uzdahnete. Evo 10 hemijskih reakcija u Svakodnevni život. Ovo je samo mali uzorak fizičkih i hemijskih pojava u životu koje viđate i doživljavate mnogo puta svaki dan:

  1. fotosinteza. Klorofil u lišću biljke pretvara ugljični dioksid i vodu u glukozu i kisik. To je jedna od najčešćih dnevnih kemijskih reakcija, a ujedno i jedna od najvažnijih jer na taj način biljke prave hranu za sebe i životinje i pretvaraju ugljični dioksid u kisik.
  2. Aerobno ćelijsko disanje je reakcija s kisikom u ljudskim stanicama. Aerobno ćelijsko disanje je suprotan proces fotosinteze. Razlika je u tome što se molekule energije kombiniraju s kisikom koji udišemo kako bi oslobodili energiju koja je potrebna našim stanicama, kao i ugljični dioksid i vodu. Energija koju koriste ćelije je hemijska energija u obliku ATP-a.
  3. Anaerobno disanje. Anaerobno disanje proizvodi vino i drugu fermentisanu hranu. Vaše mišićne ćelije izvode anaerobno disanje kada iscrpite zalihe kiseonika, kao što je tokom intenzivne ili produžene vežbe. Anaerobno disanje kvasaca i bakterija koristi se za fermentaciju za proizvodnju etanola, ugljičnog dioksida i drugih hemijske supstance, koji proizvode sir, vino, pivo, jogurt, kruh i mnoge druge uobičajene proizvode.
  4. Sagorevanje je vrsta hemijske reakcije. Ovo je hemijska reakcija u svakodnevnom životu. Svaki put kada zapalite šibicu ili svijeću, ili zapalite vatru, vidite reakciju sagorijevanja. Sagorijevanje kombinuje molekule energije s kisikom za proizvodnju ugljičnog dioksida i vode.
  5. Rđa je uobičajena hemijska reakcija. Vremenom, gvožđe razvija crvenu, ljuskavu prevlaku koja se naziva hrđa. Ovo je primjer reakcije oksidacije. Drugi svakodnevni primjeri uključuju formiranje verdigrisa na bakru i tamnjenje srebra.
  6. Mešanje hemikalija izaziva hemijske reakcije. Prašak za pecivo i soda bikarbona imaju slične funkcije u pečenju, ali različito reagiraju na druge sastojke, tako da ne možete uvijek zamijeniti neki drugi. Ako u receptu kombinirate ocat i sodu bikarbonu za hemijski "vulkan" ili mlijeko i prašak za pecivo, doživljavate reakciju dvostrukog pomaka ili metateze (plus nekoliko drugih). Sastojci se rekombinuju da bi se proizveo gas ugljen dioksid i voda. Ugljen-dioksid formira mjehuriće i pomaže pečenim proizvodima da „rastu“. Ove reakcije izgledaju jednostavne u praksi, ali često uključuju nekoliko koraka.
  7. Baterije su primjeri elektrohemije. Baterije koriste elektrohemijske ili redoks reakcije za pretvaranje hemijske energije u električnu energiju.
  8. Varenje. Hiljade hemijskih reakcija se dešavaju tokom varenja. Čim stavite hranu u usta, enzim u pljuvački koji se zove amilaza počinje da razlaže šećere i druge ugljikohidrate u jednostavnije oblike koje vaše tijelo može apsorbirati. Hlorovodonična kiselina u vašem želucu reaguje sa hranom kako bi je razgradila, a enzimi razgrađuju proteine ​​i masti tako da se mogu apsorbovati u krv kroz crevni zid.
  9. Kiselo-bazne reakcije. Kad god pomiješate kiselinu (kao što je sirće, limunov sok, sumporna kiselina, hlorovodonična kiselina) sa alkalijama (npr. soda bikarbona, sapun, amonijak, aceton), izvodite kiselo-baznu reakciju. Ovi procesi međusobno neutraliziraju, proizvodeći sol i vodu. Natrijum hlorid nije jedina so koja se može formirati. Na primjer, evo hemijske jednadžbe za kiselo-baznu reakciju koja proizvodi kalijum hlorid, uobičajenu zamjenu kuhinjske soli: HCl + KOH → KCl + H2O.
  10. Sapun i deterdženti. Pročišćavaju se hemijskim reakcijama. Sapun emulgira prljavštinu, što znači da se mrlje od ulja vežu za sapun tako da se mogu ukloniti vodom. Deterdženti smanjuju površinski napon vode tako da mogu stupiti u interakciju s uljima, zatvoriti ih i isprati.
  11. Hemijske reakcije tokom kuvanja. Kuhanje je jedan veliki praktični kemijski eksperiment. Kuvanje koristi toplinu za izazivanje hemijske promene u hrani. Na primjer, kada skuvate tvrdo jaje, sumporovodik koji nastaje zagrijavanjem bjelanjka može reagirati sa željezom iz žumanca, formirajući sivo-zeleni prsten oko žumanca. Kada kuhate meso ili pečene proizvode, Maillardova reakcija između aminokiselina i šećera proizvodi smeđu boju i željeni okus.

Drugi primjeri hemijskih i fizičkih pojava

Fizička svojstva opisati karakteristike koje ne mijenjaju supstancu. Na primjer, možete promijeniti boju papira, ali to je i dalje papir. Možete prokuhati vodu, ali kada skupite i kondenzirate paru, to je još uvijek voda. Možete odrediti masu komada papira, a to je još uvijek papir.

Hemijska svojstva su ona koja pokazuju kako supstanca reaguje ili ne reaguje sa drugim supstancama. Kada se metalni natrijum stavi u vodu, on burno reaguje i formira natrijum hidroksid i vodonik. Dovoljno toplote se stvara dok vodonik izlazi u plamen, reagujući sa kiseonikom u vazduhu. S druge strane, kada stavite komad metala bakra u vodu, ne dolazi do reakcije. dakle, hemijsko svojstvo Hemijsko svojstvo natrijuma je da reaguje sa vodom, ali hemijsko svojstvo bakra je da ne reaguje.

Koji drugi primjeri hemijskih i fizičkih fenomena se mogu navesti? Hemijske reakcije se uvijek dešavaju između elektrona u valentnim ljuskama atoma elemenata u periodnom sistemu. Fizičke pojave na niskim energetskim nivoima jednostavno uključuju mehaničke interakcije - slučajne sudare atoma bez kemijskih reakcija, kao što su atomi ili molekuli plina. Kada su energije sudara vrlo visoke, integritet jezgra atoma je narušen, što dovodi do fisije ili fuzije uključenih vrsta. Spontani radioaktivni raspad općenito se smatra fizičkim fenomenom.

U prirodi se konstantno dešavaju različite promjene (žive i nežive). Sunce izlazi i zalazi - noć prelazi u dan. Tokom grmljavine, munje sijevaju i grmljavina tutnji iznova i iznova. Drveće je u proljeće prekriveno zelenim lišćem. Visoko na nebu leti avion. Pritiskom na dugme na daljinskom upravljaču uključujemo TV.

Sve promjene koje se događaju u prirodi nazivaju se prirodnim fenomenima.

U svakoj nauci koriste se riječi ili fraze koje su nazivi određenih pojmova – pojmova. Već ste koristili matematičke termine „graf“, „figura“, „formula“, znate šta u ukrajinskom jeziku i književnosti znače reči kao što su „predmet“, „rečenica“, „sufiks“, „pesma“ itd. U fizici postoje i rokovi. Jedan od mnogih opšti koncepti, koji fizika koristi, je koncept materije. U fizici se pod materijom podrazumijeva sve što postoji u prirodi, bez obzira znamo li za njeno postojanje ili ne.

Promjene koje se dešavaju u prirodi su manifestacija kretanja materije. Avion leti nebom, kap kiše pada, čamac plovi pored obale, učenik ide u školu. U svim ovim slučajevima vidimo da se vremenom menjaju položaji letelice u odnosu na oblak i kišnu kap na staklu prozora i učenik prilazi školi.

Pojave koje doživljavamo kao kretanje različitih predmeta i njihovih dijelova međusobno se nazivaju mehaničkim pojavama.

Kretanje materije nam može biti nevidljivo: lokve se osuše nakon kiše, voda ključa u kotliću, čelik se topi u ložištu, sunčevi zraci zagrijavaju zemlju. Takve pojave nazivaju se termalnim. Toplotni fenomeni povezani su s promjenama u mikrokosmosu – nevidljivim kretanjem atoma, molekula i njihovog zračenja.

Kad padne mrak, palimo svjetla. Djelovanje električnih uređaja posljedica je kretanja i interakcije električnih naboja, čiji su nosioci elementarne čestice- čak manje formiranje od molekula i atoma. U ovom slučaju imamo posla sa električnim fenomenima. Munja je jedna od manifestacija električnih pojava koje se javljaju u prirodi (slika 1.1).

Magnetski fenomeni su usko povezani sa električnim pojavama. Igla magnetnog kompasa mijenja orijentaciju ako postavite žicu u blizini i provučete je kroz nju. struja. Magnetne pojave stiču veliki značaj za rad elektromotora koji se široko koriste u svakodnevnom životu, industriji i transportu. Jedna od manifestacija električnih i magnetne pojave u prirodi postoje aurore (slika 1.2).

Duga nakon kiše (slika 1.3), plavetnilo neba, slika na ekranu u bioskopu, igra boja na krilima leptira i površina kompakt diska su manifestacije svjetlosnih fenomena (sl. 1.4).

Sve ove pojave proučava fizika, zbog čega se nazivaju fizičkim pojavama.

Pojave koje se javljaju u prirodi međusobno su povezane, jer su to manifestacije kretanja materije. Struja koja teče kroz zavojnicu sijalice (električni fenomen) uzrokuje da svijetli (toplinski fenomen) i emituje svjetlost (optički fenomen). Zbog pražnjenja groma, zrak se zagrijava i brzo se širi, zbog čega čujemo grmljavinu. Proučavajući različite pojave, fizičari otkrivaju uzrok njihovog nastanka i povezanost između njih.

U fizici se široko koristi izraz fizičko tijelo ili jednostavno tijelo. Na primjer, ako uče opšte karakteristike mehaničko kretanje, onda nije bitno koje će se tijelo kretati. Kamen, lopta, jabuka ili bilo koji drugi predmet koji je bačen uvis ili pod uglom u odnosu na horizont, pojačava njegovo kretanje, a kada dosegne najviša pozicija, počet će padati sve većom brzinom. Proučavajući takva kretanja, fizičari kažu: tijelo je bačeno okomito prema gore ili tijelo bačeno pod uglom prema horizontu. Pokreti svemirski brodovi Brodovi koji prevoze astronaute do Međunarodne svemirske stanice i brodovi koji im donose novi teret podliježu istim zakonima.

Zagrijavanje aluminijske ili čelične tave je isto po prirodi. Stoga se pod pojmom tijelo u fizici podrazumijeva bilo koji predmet pri proučavanju mehaničkih, termičkih ili drugih pojava koje se dešavaju uz njihovo učešće. Primjeri fizičkih tijela su kamen, ševa, brod, voda u loncu, plin u cilindru, automobil, balon i vazduh u njemu, Zemlja.

PITANJA I ZADACI

1. Šta se podrazumijeva pod fizičkim fenomenom?

2. Šta je materija?

3. Koje vrste fizičkih pojava poznajete?

4. Navedite dva ili tri primjera mehaničkih, termičkih, električnih, optičkih pojava koje ste uočili tokom dana.

5. Navedite primjere fizičkih tijela koja ste koristili na času fizike, kod kuće za vrijeme ručka, koja ste vidjeli dok ste išli u školu.

O svijetu oko nas. Pored obične radoznalosti, to su izazvale i praktične potrebe. Uostalom, na primjer, ako znate kako da podignete
i premjestite teško kamenje, moći ćete sagraditi jake zidove i sagraditi kuću u kojoj je zgodnije živjeti nego u pećini ili zemunici. A ako naučite da topite metale iz ruda i pravite plugove, kose, sjekire, oružje itd., moći ćete bolje orati njivu i dobiti veću žetvu, a u slučaju opasnosti moći ćete zaštititi svoju zemlju .

U davna vremena postojala je samo jedna nauka - ujedinjavala je sva znanja o prirodi koja je čovječanstvo akumuliralo do tog vremena. Danas se ova nauka naziva prirodna nauka.

Učenje o fizičkim naukama

Drugi primjer elektromagnetnog polja je svjetlost. Upoznat ćete se sa nekim svojstvima svjetlosti u Odjeljku 3.

3. Sećanje na fizičke pojave

Stvar oko nas se stalno mijenja. Neka tijela se pomiču jedno u odnosu na drugo, neka se sudaraju i, eventualno, uništavaju, od nekih tijela nastaju druga... Spisak takvih promjena može se nastaviti i nastaviti - nije bez razloga čak i u davna vremena Filozof Heraklit je zabilježio: "Sve teče, sve se mijenja." Promjene u svijetu oko nas, odnosno u prirodi, naučnici nazivaju posebnim pojmom – fenomeni.


Rice. 1.5. Primjeri prirodnih fenomena


Rice. 1.6. Složeni prirodni fenomen - grmljavina može se predstaviti kao kombinacija više fizičkih pojava

Izlazak i zalazak sunca, snježna lavina, vulkanska erupcija, konj koji trči, panter skače - sve su to primjeri prirodnih fenomena (slika 1.5).

Da bi bolje razumjeli složene prirodne pojave, naučnici ih dijele u zbirku fizičkih fenomena - fenomena koji se mogu opisati pomoću fizičkih zakona.

Na sl. Slika 1.6 prikazuje skup fizičkih pojava koje čine složeni prirodni fenomen - grmljavinu. Dakle, munja - ogromno električno pražnjenje - je elektromagnetni fenomen. Ako grom udari u drvo, ono će se rasplamsati i početi oslobađati toplinu - fizičari u ovom slučaju govore o termalnom fenomenu. Tutnjava grmljavine i pucketanje plamenog drveta su zvučni fenomeni.

Primjeri nekih fizičkih pojava dati su u tabeli. Na primjer, pogledajte prvi red tabele. Šta može biti zajedničko između leta rakete, pada kamena i rotacije čitave planete? Odgovor je jednostavan. Svi primjeri fenomena navedeni u ovom redu opisuju se istim zakonima - zakonima mehaničkog kretanja. Koristeći ove zakone, možemo izračunati koordinate bilo kojeg tijela u pokretu (bilo da se radi o kamenu, raketi ili planeti) u bilo kojem trenutku u vremenu koje nas zanima.


Rice. 1.7 Primjeri elektromagnetnih pojava

Svako od vas je, skidajući džemper ili češljajući kosu plastičnim češljem, vjerovatno obratio pažnju na sitne iskrice koje su se pojavile. I ove iskre i moćno pražnjenje munje pripadaju istim elektromagnetnim pojavama i, shodno tome, podliježu istim zakonima. Stoga ne biste trebali čekati grmljavinu da biste proučavali elektromagnetne pojave. Dovoljno je proučiti kako se ponašaju sigurne varnice da bismo shvatili šta očekivati ​​od groma i kako izbjeći moguću opasnost. Po prvi put takvo istraživanje je sproveo američki naučnik B. Franklin (1706-1790), koji je izumeo efikasno sredstvo zaštite od pražnjenja groma - gromobran.

Proučavajući fizičke pojave odvojeno, naučnici uspostavljaju njihov odnos. Dakle, pražnjenje groma (elektromagnetni fenomen) nužno je praćeno značajnim povećanjem temperature u kanalu groma (termalni fenomen). Proučavanje ovih pojava u njihovom međusobnom odnosu omogućilo je ne samo bolje razumijevanje prirodnog fenomena grmljavine, već i pronalaženje načina za praktičnu primjenu elektromagnetnih i toplinskih pojava. Sigurno je svako od vas, prolazeći pored gradilišta, vidio radnike u zaštitnim maskama i zasljepljujuće bljeskove električnog zavarivanja. Električno zavarivanje (metoda spajanja metalnih dijelova pomoću električnog pražnjenja) je primjer praktična upotreba naučno istraživanje.


4. Odredite šta proučava fizika

Sada kada ste naučili šta su materija i fizički fenomeni, vreme je da odredite šta je predmet fizike. Ova nauka proučava: strukturu i svojstva materije; fizičkih pojava i njihovih odnosa.

  • hajde da sumiramo

Svijet oko nas sastoji se od materije. Postoje dvije vrste materije: supstanca od koje su napravljena sva fizička tijela i polje.

Promjene se konstantno dešavaju u svijetu koji nas okružuje. Ove promjene se nazivaju fenomeni. Toplotni, svjetlosni, mehanički, zvučni, elektromagnetni fenomeni su primjeri fizičkih pojava.

Predmet fizike su struktura i svojstva materije, fizičke pojave i njihovi odnosi.

  • Kontrolna pitanja

Šta proučava fizika? Navedite primjere fizičkih pojava. Mogu li se događaji koji se događaju u snu ili mašti smatrati fizičkim fenomenima? 4. Od kojih materija se sastoje sledeća tela: udžbenik, olovka, fudbalska lopta, čaša, automobil? Koja se fizička tijela mogu sastojati od stakla, metala, drveta, plastike?

fizika. 7. razred: Udžbenik / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Izdavačka kuća "Ranok", 2007. - 192 str.: ilustr.

Sadržaj lekcije nacrt lekcije i prateći okvir prezentacije lekcije interaktivne tehnologije akceleratorske nastavne metode Vježbajte testovi, testiranje onlajn zadataka i vježbi domaće zadaće radionice i treninzi pitanja za razredne rasprave Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike, grafikoni, tabele, dijagrami, stripovi, parabole, izreke, ukrštene riječi, anegdote, vicevi, citati Dodaci

Od davnina, fatamorgane i trepereće figure u zraku su uzbunjivale i užasavale ljude. Danas su naučnici otkrili mnoge tajne prirode, uključujući i optičke fenomene. Nisu iznenađeni prirodnim misterijama, čija je suština dugo proučavana. IN srednja škola Danas se optički fenomeni uče u 8. razredu fizike, tako da svaki učenik može razumjeti njihovu prirodu.

Osnovni koncepti

Antički naučnici su vjerovali da ljudsko oko opipavanjem vidi predmete s najtanjim pipcima. Optika je u to vrijeme bila proučavanje vida.

U srednjem vijeku, optika je proučavala svjetlost i njenu suštinu.

Danas je optika grana fizike koja proučava širenje svjetlosti kroz različite medije i njenu interakciju s drugim supstancama. Sva pitanja vezana za vid proučava fiziološka optika.

Optički fenomeni su manifestacije različitih radnji koje vrše zraci svjetlosti. Proučava ih atmosferska optika.

Neobični procesi u atmosferi

Planeta Zemlja je okružena gasovitom ljuskom koja se zove atmosfera. Njegova debljina je stotine kilometara. Bliže Zemlji, atmosfera je gušća i razrjeđuje se prema gore. Fizička svojstva atmosferske ljuske se stalno mijenjaju, slojevi se miješaju. Promijenite indikatore temperature. Gustina i stepen pomeranja transparentnosti.

Svjetlosni zraci dolaze od Sunca i drugih nebeskih tijela prema Zemlji. Prolaze kroz Zemljinu atmosferu, koja za njih služi kao specifičan optički sistem koji mijenja svoje karakteristike. se reflektuju, raspršuju, prolaze kroz atmosferu i osvetljavaju zemlju. Pod određenim uslovima, putanja zraka se savija, pa nastaju razne pojave. Fizičari smatraju najoriginalnijim optičkim fenomenima:

Pogledajmo ih pobliže.

Halo oko Sunca

Sama riječ “halo” na grčkom znači “krug”. Koji optički fenomen leži u njenoj osnovi?

Halo je proces prelamanja i refleksije svjetlosti koji se javlja u kristalima oblaka visoko u atmosferi. Fenomen izgleda kao blistave zrake u blizini Sunca, ograničene na tamni interval. Oreoli se obično formiraju prije ciklona i mogu biti njihovi prethodnici.

Kapljice vode se smrzavaju u vazduhu i poprimaju pravilan prizmatičan oblik sa šest strana. Svima su poznate ledenice koje se pojavljuju u nižim slojevima atmosfere. Na vrhu takve ledene iglice slobodno padaju u okomitom smjeru. Kristalne ledene plohe se kovitlaju i spuštaju na tlo, dok su paralelne sa tlom. Osoba usmjerava vid kroz kristale, koji djeluju kao sočiva i prelamaju svjetlost.

Ostale prizme su ravne ili izgledaju kao zvijezde sa šest zraka. Zraci svjetlosti koji udaraju u kristale možda neće biti podvrgnuti prelamanju ili podvrgnuti nizu drugih procesa. Rijetko se dešava da su svi procesi jasno vidljivi, obično se jasnije pojavljuje jedan ili drugi dio fenomena, dok su drugi slabo zastupljeni.

Manji oreol je krug oko sunca sa radijusom od približno 22 stepena. Boja kruga je crvenkasta iznutra, zatim prelazi u žutu, bijelu i miješa se sa plavo nebo. Unutrašnja oblast kruga je tamna. Nastaje kao rezultat prelamanja svjetlosti u ledenim iglicama koje lete u zraku. Zrake u prizmama se odbijaju pod uglom od 22 stepena, tako da one koje su prošle kroz kristale izgledaju posmatraču uklonjene za 22 stepena. Stoga izgleda mračno.

Crvena boja se manje lomi i izgleda najmanje odstupljena od sunca. Slijede žuta. Druge zrake se miješaju i oku izgledaju bijelo.

Postoji oreol sa uglom od 46 stepeni, nalazi se oko oreola od 22 stepena. Njegov unutrašnji deo je takođe crvenkast jer se svetlost lomi u ledenim iglicama, koje su okrenute za 90 stepeni prema suncu.

Poznat je i oreol od 90 stepeni, koji slabo sija, nema skoro nikakvu boju ili je obojen crvenom bojom spolja. Naučnici još nisu u potpunosti proučili ovu vrstu.

Halo oko Mjeseca i druge vrste

Ovaj optički fenomen je često vidljiv ako na nebu postoje lagani oblaci i mnoge minijaturne kristalne ledene plohe. Svaki takav kristal je neka vrsta prizme. U osnovi je njihov oblik izduženih šesterokuta. Svetlost ulazi u prednji kristalni region i izlazi iz suprotnog regiona i lomi se za 22 stepena.

IN zimsko vrijeme blizu ulične lampe možete videti oreol na hladnom vazduhu. Pojavljuje se zbog svjetlosti fenjera.

Oreol se takođe može formirati oko Sunca u mraznom, snežnom vazduhu. Pahulje su u vazduhu, svetlost prolazi kroz oblake. Pri zalasku sunca ovo svjetlo postaje crveno. U prošlim vekovima sujeverni ljudi bili su užasnuti takvim pojavama.

Oreol se može pojaviti kao krug duginih boja oko Sunca. Čini se ako u atmosferi ima mnogo kristala sa šest strana, ali oni ne reflektiraju, već lome sunčeve zrake. Većina zraka je raspršena i ne dopire do našeg pogleda. Preostale zrake dopiru do ljudskih očiju, a mi uočavamo dugin krug oko Sunca. Njegov radijus je približno 22 stepena ili 46 stepeni.

False Sun

Naučnici su primijetili da je krug oreola uvijek svjetliji sa strane. To se objašnjava činjenicom da se ovdje susreću vertikalni i horizontalni oreol. Lažna sunca se mogu pojaviti tamo gdje se ukrštaju. Ovo se posebno često dešava kada je Sunce blizu horizonta, kada više ne vidimo deo vertikalnog kruga.

Lažno sunce je takođe optički fenomen, vrsta oreola. Pojavljuje se zbog kristala leda sa šest strana, u obliku noktiju. Takvi kristali lebde u atmosferi u vertikalnom smjeru, svjetlost se lomi na njihovim bočnim stranama.

Treće „sunce“ takođe može da se formira ako je samo površinski deo halo kruga vidljiv iznad pravog sunca. To može biti segment luka ili svjetleća tačka nerazumljivog oblika. Ponekad su lažna sunca toliko sjajna da se ne mogu razlikovati od pravog Sunca.

Rainbow

Ovo je oblik nepotpunog kruga različitih boja.

Religije antike su razmatrane od neba do zemlje. Aristotel je vjerovao da se duga pojavljuje zbog refleksije kapi sunčeve svjetlosti. Koji drugi optički fenomen može oduševiti čovjeka koliko i duga?

U 17. veku, Descartes je proučavao prirodu duge. Kasnije je Newton provodio eksperimente sa svjetlom i proširio Descartesovu teoriju, ali nije mogao razumjeti formiranje nekoliko duga i odsustvo pojedinačnih nijansi boja u njima.

Kompletnu teoriju duge izneo je u 19. veku engleski astronom D. Airy. On je bio taj koji je uspio otkriti sve procese duge. Teorija koju je razvio i danas je prihvaćena.

Duga se pojavljuje kada sunčeva svjetlost udari u zavjesu kišnice u području neba udaljenom od Sunca. Središte duge nalazi se u tački na suprotnoj strani od Sunca, odnosno nije vidljivo ljudskom oku. Dugin luk je dio kruga oko ove centralne tačke.

Boje duge su postavljene određenim redosledom. On je konstantan. Crveno - do gornja ivica, ljubičasta - na dnu. Između njih, boje su u strogom rasporedu. Duga ne sadrži sve postojeće boje. Prevladavanje zelene boje ukazuje na prijelaz na povoljno vrijeme.

Polar Lights

Ovo je sjaj u gornjim magnetnim slojevima atmosfere zbog interakcije atoma i elemenata Sunčevog vjetra. Tipično, aurore imaju zelene ili plave nijanse isprepletene ružičastom i crvenom. Mogu biti u obliku trake ili mrlje. Njihovi rafali često su praćeni bučnim zvucima.

Mirage

Jednostavne varke fatamorgane poznate su svakoj osobi. Na primjer, kada vozite po zagrijanom asfaltu, pojavljuje se fatamorgana kao što to nikoga ne iznenađuje. Koji optički fenomen objašnjava pojavu fatamorgana? Pogledajmo ovo pitanje detaljnije.

Privid je optički fizički fenomen u atmosferi, zbog kojeg oko u normalnim uvjetima vidi objekte skrivene od pogleda. Ovo se objašnjava lomom svjetlosnog snopa dok teče kroz slojeve zraka. Objekti koji se nalaze na znatnoj udaljenosti mogu se podići ili spustiti u odnosu na svoju pravu lokaciju, ili se mogu izobličiti i poprimiti bizarne oblike.

Brocken Ghost

Ovo je fenomen u kojem, pri zalasku ili izlasku sunca, sjena osobe koja se nalazi na brdu poprima neshvatljive razmjere, jer pada na oblake u blizini. To je zbog refleksije i prelamanja svjetlosnih zraka kapljicama vode u uslovima magle. Fenomen je dobio ime po jednoj od visina nemačkih planina Harc.

Vatra Svetog Elma

To su svijetleće četke plave ili ljubičaste boje na jarbolima morskih plovila. Svjetla se mogu pojaviti na planinskim visinama, na zgradama impresivne visine. Ovaj fenomen nastaje zbog električnih pražnjenja na krajevima vodiča zbog činjenice da se električna napetost povećava.

Ovo su optički fenomeni o kojima se govori na časovima 8. razreda. Hajde da pričamo o optičkim uređajima.

Dizajn u optici

Optički uređaji su uređaji koji pretvaraju svjetlosno zračenje. Obično ovi uređaji rade u vidljivom svjetlu.

Svi optički uređaji se mogu podijeliti u dvije vrste:

  1. Uređaji u kojima se slika proizvodi na ekranu. To su kamere, filmske kamere, uređaji za projekciju.
  2. Uređaji koji stupaju u interakciju s ljudskim okom, ali ne proizvode slike na ekranu. To su lupe, mikroskopi, teleskopi. Ovi uređaji se smatraju vizuelnim.

Kamera je optičko-mehanički uređaj koji se koristi za dobijanje slike objekta na fotografskom filmu. Dizajn kamere uključuje kameru i sočiva koja čine objektiv. Objektiv stvara obrnutu, smanjenu sliku objekta, snimljenu na filmu. To se događa zbog djelovanja svjetlosti.

Slika je u početku nevidljiva, ali zahvaljujući razvoju rješenja postaje vidljiva. Ova slika se naziva negativom, u kojoj svijetla područja izgledaju tamna i obrnuto. Negativ se pretvara u pozitiv na fotoosjetljivom papiru. Korišćenjem uvećača fotografija, slika se uvećava.

Lupa je sočivo ili sistem sočiva dizajniran za povećanje objekata dok ih gledate. Lupa se postavlja pored oka i bira se udaljenost sa koje se predmet može jasno vidjeti. Upotreba lupe zasniva se na povećanju vidnog ugla iz kojeg se posmatra predmet.

Za postizanje većeg kutnog povećanja koristi se mikroskop. U ovom uređaju objekti se uvećavaju zahvaljujući optičkom sistemu koji se sastoji od sočiva i okulara. Prvo se ugao gledanja povećava sočivom, a zatim okularom.

Dakle, ispitali smo glavne optičke pojave i uređaje, njihove sorte i karakteristike.


Optički fenomeni u prirodi: refleksija, slabljenje, totalna unutrašnja refleksija, duga, fatamorgana.

Ruski državni agrarni univerzitet Moskovska poljoprivredna akademija po imenu K.A. Timiryazeva

Tema: Optički fenomeni u prirodi

Izvedeno

Bakhtina Tatyana Igorevna

Učitelj:

Momdži Sergej Georgijevič

Moskva, 2014

1. Vrste optičkih pojava

3. Totalna unutrašnja refleksija

Zaključak

1. Vrste optičkih pojava

Optički fenomen svakog vidljivog događaja rezultat je interakcije svjetlosti i materijalnog medija fizičkog i biološkog. Zeleni snop svjetlosti je primjer optičkog fenomena.

Uobičajeni optički fenomeni se često javljaju zbog interakcije svjetlosti sunca ili mjeseca s atmosferom, oblacima, vodom, prašinom i drugim česticama. Neki od njih, poput zelenog snopa svjetlosti, toliko su rijetki fenomeni da se ponekad smatraju mitskim.

Optički fenomeni uključuju one koji proizlaze iz optička svojstva atmosfera, ostatak prirode (ostale pojave); od objekata, bilo prirodnih ili ljudskih po prirodi (optički efekti), gdje naše oči imaju entoptičku prirodu pojava.

Postoje mnoge pojave koje nastaju kao rezultat ili kvantne ili talasne prirode svjetlosti. Neki od njih su prilično suptilni i vidljivi samo preciznim mjerenjima pomoću naučnih instrumenata.

U svom radu želim da razmatram i govorim o optičkim fenomenima povezanim sa zrcalima (refleksija, slabljenje) i atmosferskim pojavama (privid, duga, aurora), sa kojima se često susrećemo u svakodnevnom životu.

2. Zrcalni optički fenomeni

Moje svetlo, ogledalo, reci mi...

Ako uzmemo jednostavan i precizna definicija, tada je ogledalo glatka površina dizajnirana da reflektira svjetlost (ili drugo zračenje). Najpoznatiji primjer je ravno ogledalo.

Moderna istorija ogledala datira iz 13. veka, tačnije od 1240. godine, kada je Evropa naučila da duva staklene posude. Izum pravog staklenog ogledala datira iz 1279. godine, kada je franjevac John Peckham opisao metodu premazivanja stakla tankim slojem kalaja.

Osim ogledala koje je čovjek izumio i stvorio, lista reflektirajućih površina je velika i opsežna: površina rezervoara, ponekad led, ponekad uglačani metal, samo staklo, ako se gleda iz određenog ugla, ali, ipak, to je umjetno ogledalo koje se može nazvati praktično idealnom reflektirajućom površinom.

Princip putanje zraka koji se reflektuje od ogledala je jednostavan ako primenimo zakone geometrijske optike, ne uzimajući u obzir talasnu prirodu svetlosti. Zraka svjetlosti pada na površinu zrcala (razmatramo potpuno neprozirno ogledalo) pod uglom alfa u odnosu na normalu (okomitu) povučenu do tačke upada zraka na ogledalo. Ugao reflektiranog zraka bit će jednak istoj vrijednosti - alfa. Zraka koja pada na ogledalo pod pravim uglom u odnosu na ravan ogledala će se reflektovati nazad na sebe.

Za najjednostavnije - ravno - ogledalo, slika će biti smještena iza ogledala simetrično prema objektu u odnosu na ravan ogledala; bit će virtualna, ravna i iste veličine kao i sam predmet.

Činjenica da se pejzaž koji se ogleda u mirnoj vodi ne razlikuje od stvarnog, već je samo okrenut naopačke, daleko je od istine. Ako osoba kasno uveče pogleda kako se lampe reflektuju u vodi ili kako se reflektuje obala koja se spušta u vodu, tada će mu se refleksija činiti skraćenom i potpuno će "nestati" ako je posmatrač visoko iznad površine voda. Takođe, nikada ne možete vidjeti odraz vrha kamena, čiji je dio uronjen u vodu. Pejzaž se posmatraču čini kao da se posmatra iz tačke koja se nalazi onoliko ispod površine vode koliko je posmatračevo oko iznad površine. Razlika između pejzaža i njegove slike se smanjuje kako se oko približava površini vode, a također i kako se objekt udaljava. Ljudi često misle da odraz grmlja i drveća u ribnjaku ima svjetlije boje i bogatije tonove. Ova karakteristika se može uočiti i posmatranjem odraza predmeta u ogledalu. Ovdje psihološka percepcija igra veću ulogu od fizičke strane fenomena. Okvir ogledala i obale ribnjaka ograničavaju malu površinu krajolika, štiteći bočni vid osobe od viška raspršene svjetlosti koja dolazi sa cijelog neba i zasljepljujući posmatrača, odnosno gleda u malu površinu pejzaž kao kroz tamnu usku cijev. Smanjenje svjetline reflektirane svjetlosti u odnosu na direktnu svjetlost olakšava ljudima da posmatraju nebo, oblake i druge jako osvijetljene objekte koji su, kada se gledaju direktno, presvijetli za oko.

3. Totalna unutrašnja refleksija svjetlosti

Predivan prizor je fontana čiji su izbačeni mlaznici osvijetljeni iznutra. Ovo se može prikazati u normalnim uvjetima izvođenjem sljedećeg eksperimenta. U visokoj limenki, na visini od 5 cm od dna, potrebno je izbušiti okruglu rupu prečnika 5-6 mm. Sijalica sa grlom mora biti pažljivo umotana u celofan papir i postavljena nasuprot rupe. Morate sipati vodu u teglu. Otvaranjem rupe dobijamo mlaz koji će biti osvijetljen iznutra. U mračnoj prostoriji svijetli jako i izgleda vrlo impresivno. Potoku se može dati bilo koju boju postavljanjem obojenog stakla na putanju svjetlosnih zraka. Ako stavite prst na stazu potoka, voda prska i ove kapljice blistaju. Objašnjenje za ovaj fenomen je prilično jednostavno. Zraka svjetlosti prolazi duž toka vode i udara u zakrivljenu površinu pod uglom većim od graničnog, doživljava potpunu unutrašnju refleksiju, a zatim ponovo udara u površinu. suprotnoj strani mlaznice pod uglom opet većim od granice. Tako snop prolazi duž mlaza, savijajući se zajedno s njim. Ali kada bi se svjetlost u potpunosti reflektirala unutar mlaza, onda ne bi bila vidljiva izvana. Dio svjetlosti se raspršuje vodom, mjehurićima zraka i raznim nečistoćama prisutnim u njoj, kao i zbog neravne površine mlaza, pa je vidljiva spolja.

Daću ga ovde fizičko objašnjenje ovaj fenomen. Neka je apsolutni indeks loma prvog medija veći od apsolutnog indeksa prelamanja drugog medija n1 > n2, odnosno prvi medij je optički gušći. Ovdje su apsolutni pokazatelji medija respektivno jednaki:

Zatim, ako usmjerite snop svjetlosti iz optički gušćeg medija u optički manje gust medij, tada kako se upadni ugao povećava, prelomljena zraka će se približiti međusklopu između dva medija, zatim ići duž sučelja i sa daljim povećanjem upadnog ugla, prelomljeni zrak će nestati, tj. upadni snop će se u potpunosti reflektovati na interfejsu između dva medija.

Granični ugao (alfa nula) je upadni ugao, koji odgovara uglu prelamanja od 90 stepeni. Za vodu, granični ugao je 49 stepeni. Za staklo - 42 stepena. Manifestacije u prirodi: - mjehurići zraka na podvodnim biljkama izgledaju poput zrcala - kapi rose bljeskaju raznobojnim svjetlima - "igra" dijamanata u zracima svjetlosti - površina vode u čaši će blistati kada se gleda odozdo kroz stakleni zid.

4. Atmosferski optički fenomeni

Privid je optički fenomen u atmosferi: refleksija svjetlosti od granice između slojeva zraka koji se oštro razlikuju po gustoći. Za posmatrača takav odraz znači da je, zajedno sa udaljenim objektom (ili delom neba), vidljiva njegova virtuelna slika, pomerena u odnosu na njega.

To jest, fatamorgana nije ništa drugo do igra svjetlosnih zraka. Činjenica je da se u pustinji zemlja jako zagrije. Ali u isto vrijeme, temperatura zraka iznad tla na različitim udaljenostima od njega uvelike varira. Na primjer, temperatura vazdušnog sloja deset centimetara iznad nivoa tla je 30-50 stepeni niža od temperature površine.

Svi zakoni fizike kažu: svjetlost se širi u homogenom mediju pravolinijski. Međutim, u takvim ekstremnim uslovima zakon se ne primenjuje. Šta se dešava? Pri takvim temperaturnim razlikama, zraci se počinju lomiti, a na samom tlu općenito počinju reflektirati, stvarajući tako iluzije koje smo navikli nazivati ​​fatamorganama. To jest, zrak blizu površine postaje ogledalo.

Iako se fatamorgane obično povezuju s pustinjama, često se mogu vidjeti iznad površine vode, u planinama, a ponekad čak iu velikim gradovima. Drugim riječima, gdje god se dese nagle promjene temperature, ove fantastične slike se mogu vidjeti.

Ovaj fenomen je prilično čest. Na primjer, u najvećoj pustinji na našoj planeti godišnje se promatra oko 160 hiljada fatamorgana.

Vrlo je zanimljivo da iako se fatamorgane smatraju djecom pustinja, Aljaska je odavno priznata kao neprikosnoveni lider u njihovoj pojavi. Što je hladnije, to je posmatrana fatamorgana jasnija i ljepša.

Koliko god da je ova pojava česta, veoma je teško proučavati. Zašto? Da, sve je vrlo jednostavno. Niko ne zna gde i kada će se pojaviti, kakav će biti i koliko će živeti.

Nakon što se pojavilo mnogo različitih zapisa o fatamorganama, naravno, morali su biti klasifikovani. Ispostavilo se da je, unatoč svoj njihovoj raznolikosti, bilo moguće identificirati samo šest vrsta fatamorgana: donje (jezero), gornje (pojavljuju se na nebu), bočne, "Fata Morgana", fatamorgane, fatamorgane i fatamorgane.

Više složen izgled Fata Morgana se zove fatamorgana. Za to još nije pronađeno objašnjenje.

Donja (jezerska) fatamorgana.

Ovo su najčešće fatamorgane. Ime su dobili po mjestima gdje su nastali. Uočavaju se na površini zemlje i vode.

Superiorne fatamorgane (mirage na daljinu).

Ova vrsta fatamorgane je jednostavnog porijekla kao i prethodni tip. Međutim, takve fatamorgane su mnogo raznovrsnije i ljepše. Pojavljuju se u vazduhu. Najfascinantniji od njih su poznati gradovi duhova. Vrlo je zanimljivo da najčešće predstavljaju slike objekata - gradova, planina, ostrva - koji se nalaze hiljadama kilometara dalje.

Bočne fatamorgane

Pojavljuju se u blizini vertikalnih površina koje su jako zagrijane od sunca. To mogu biti kamenite obale mora ili jezera, kada je obala već obasjana Suncem, ali su površina vode i zrak iznad nje još uvijek hladni. Ova vrsta fatamorgane je vrlo česta pojava na Ženevskom jezeru.

Fata Morgana

Fata Morgana je najkompleksniji tip fatamorgane. To je kombinacija nekoliko oblika fatamorgana. Istovremeno, objekti koje fatamorgana prikazuje su uvećani višestruko i prilično su izobličeni. Zanimljivo je da je ova vrsta fatamorgana dobila ime po Morgani, sestri slavnog Artura. Navodno se uvrijedila na Lancelota što ju je odbio. U inat mu se nastanila u podvodnom svijetu i počela da se sveti svim muškarcima, varajući ih sablasnim vizijama

Fata Morganas uključuje brojne “ leteći Holanđani“, koje i danas viđaju pomorci. Obično prikazuju brodove koji su stotinama ili čak hiljadama kilometara udaljeni od posmatrača.

Možda se nema šta više reći o vrstama fatamorgana.

Želeo bih da dodam da iako je ovo izuzetno lep i misteriozan prizor, ali je i veoma opasan. Ubijam fatamorgane i izluđujem svoje žrtve. Ovo posebno važi za pustinjske fatamorgane. A objašnjenje ovog fenomena ne olakšava sudbinu putnika.

Međutim, ljudi pokušavaju da se bore protiv toga. Izrađuju posebne vodiče koji ukazuju na mjesta na kojima se najčešće pojavljuju fatamorgane, a ponekad i na njihove oblike.

Usput, fatamorgane dobijaju laboratorijskim uslovima.

Na primjer, jednostavan eksperiment objavljen u knjizi V.V. Mayra “Potpuna refleksija svjetlosti u jednostavnim eksperimentima” (Moskva, 1986), dato ovdje Detaljan opis dobijanje modela mirage u raznim okruženjima. Najlakši način za posmatranje fatamorgane je u vodi (slika 2). Na dno posude s bijelim dnom pričvrstite tamnu, po mogućnosti crnu limu za kafu. Gledajući dole, skoro okomito, uz njen zid, brzo sipajte toplu vodu u teglu. Površina tegle će odmah postati sjajna. Zašto? Činjenica je da indeks loma vode raste s temperaturom. Temperatura vode u blizini vruće površine tegle je mnogo viša nego na udaljenosti. Tako je snop svjetlosti savijen na isti način kao kod fatamorgana u pustinji ili na vrućem asfaltu. Tegla nam se čini sjajnom zbog potpunog odsjaja svjetlosti.

Svaki dizajner želi znati gdje da preuzme Photoshop.

Atmosferski optički i meteorološki fenomen uočen kada Sunce (ponekad Mjesec) obasjava mnoge kapljice vode (kiša ili magla). Duga izgleda kao raznobojni luk ili krug sastavljen od boja spektra (sa vanjskog ruba: crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta). Ovo je sedam boja koje se u ruskoj kulturi uobičajeno identificiraju u dugi, ali treba imati na umu da je spektar zapravo kontinuiran, a njegove boje glatko prelaze jedna u drugu kroz mnoge međunijanse.

Centar kružnice koju opisuje duga leži na pravoj liniji koja prolazi kroz posmatrača i Sunce, štaviše, kada se posmatra duga (za razliku od oreola), Sunce je uvek iza posmatrača i nemoguće je istovremeno videti Sunce i duga bez upotrebe optičkih uređaja. Za posmatrača na tlu duga obično izgleda kao luk, dio kruga, a što je viša tačka posmatranja, to je potpunija (sa planine ili aviona možete vidjeti puni krug). Kada se Sunce podigne iznad 42 stepena iznad horizonta, duga se ne vidi sa površine Zemlje.

Duge nastaju jer sunčeva svetlost prelamaju i odbijaju kapljice vode (kiša ili magla) koje lebde u atmosferi. Ove kapljice različito savijaju svjetlost različitih boja (indeks prelamanja vode za svjetlost duže valne (crvene) je manji nego za kratkovalnu (ljubičastu), tako da se crvena svjetlost najslabije odbija za 137°30", a ljubičasta najjače za 139 °20"). Kao rezultat, bijela svjetlost se razlaže u spektar (javlja se disperzija svjetlosti). Posmatrač koji stoji leđima okrenut izvoru svjetlosti vidi raznobojni sjaj koji izbija iz svemira duž koncentričnih krugova (lukova).

Najčešće se uočava primarna duga, u kojoj svjetlost prolazi kroz jednu unutrašnju refleksiju. Putanja zraka prikazana je na slici u gornjem desnom uglu. U primarnoj dugi, crvena boja je izvan luka, njen ugaoni radijus je 40-42°.

Ponekad možete vidjeti drugu, manje svijetlu dugu oko prve. Ovo je sekundarna duga, koju formira svjetlost koja se dvaput reflektira u kapljicama. U sekundarnoj dugi redoslijed boja je „obrnut“ – ljubičasta je spolja, a crvena iznutra. Ugaoni radijus sekundarne duge je 50-53°. Nebo između dvije duge je obično znatno tamnije, područje koje se zove Aleksandrov pojas.

Pojava duge trećeg reda u prirodnim uslovima je izuzetno retka. Vjeruje se da je u proteklih 250 godina bilo samo pet naučnih izvještaja o posmatranju ovog fenomena. Tim više iznenađuje pojava 2011. godine poruke da je dugu četvrtog reda moguće ne samo posmatrati, već je i registrirati na fotografiji. U laboratorijskim uslovima moguće je dobiti duge mnogo višeg reda. Tako se u članku objavljenom 1998. godine tvrdilo da su autori, koristeći lasersko zračenje, uspeo je da dobije dugu reda od dve stotine.

Svjetlost primarne duge je 96% polarizirana duž smjera luka. Svjetlost iz sekundarne duge je 90% polarizirana.

U svetloj noći obasjanoj mesečinom, takođe možete videti dugu sa Meseca. Pošto receptori za slabo osvetljenje ljudskog oka - "šipovi" - ne percipiraju boju, lunarna duga izgleda beličasto; Što je svjetlost svjetlija, to je duga (receptori boja - "čušnici") "šarenija" uključena u njenu percepciju.

Pod određenim okolnostima, možete vidjeti dvostruku, obrnutu ili čak prstenastu dugu. Zapravo, to su fenomeni drugog procesa - prelamanja svjetlosti u kristalima leda rasutim u atmosferi, a pripadaju halou. Da bi se na nebu pojavila obrnuta duga (blizu zenitnog luka, zenitnog luka - jedna od vrsta oreola), potrebni su specifični vremenski uslovi karakteristični za Sjeverni i Južni pol. Obrnuta duga nastaje zbog loma svjetlosti koja prolazi kroz led tanke zavjese oblaka na visini od 7 - 8 hiljada metara. Boje u takvoj dugi su također obrnute: ljubičasta je na vrhu, a crvena na dnu.

Polar Lights

Aurora (sjeverno svjetlo) je sjaj (luminiscencija) gornjih slojeva atmosfere planeta s magnetosferom zbog njihove interakcije s nabijenim česticama sunčevog vjetra.

U vrlo ograničenom području gornje atmosfere, aurore mogu biti uzrokovane niskoenergetskim nabijenim česticama solarnog vjetra koje ulaze u polarnu ionosferu kroz sjevernu i južnu polarne rubove. Na sjevernoj hemisferi kaspen aurore se mogu posmatrati iznad Spitsbergena tokom poslijepodnevnih sati.

Kada se energetske čestice sloja plazme sudare s gornjom atmosferom, pobuđuju se atomi i molekuli plinova koji su uključeni u njegov sastav. Zračenje pobuđenih atoma je u vidljivom opsegu i posmatra se kao aurora. Spektri aurore zavise od sastava atmosfere planeta: na primjer, ako su za Zemlju najsjajnije emisione linije pobuđenog kisika i dušika u vidljivom rasponu, onda za Jupiter - emisione linije vodika u ultraljubičastom.

Budući da se jonizacija nabijenim česticama najefikasnije odvija na kraju puta čestice, a gustina atmosfere opada sa povećanjem visine u skladu sa barometrijskom formulom, visina pojave aurore dosta zavisi od parametara atmosfere planete, tako i za Zemlju sa svojim dovoljnim složena kompozicija U atmosferi se crveni sjaj kiseonika primećuje na visinama od 200-400 km, a kombinovani sjaj azota i kiseonika se opaža na visini od ~110 km. Osim toga, ovi faktori određuju oblik aurore - zamućene gornje i prilično oštre donje granice.

Aurore se uglavnom primjećuju na visokim geografskim širinama obje hemisfere u ovalnim zonama-pojasevima koji okružuju Zemljine magnetne polove - auroralnim ovalima. Prečnik auroralnih ovala je ~ 3000 km za vreme mirnog Sunca; na dnevnoj strani granica zone je 10--16° od magnetnog pola, na noćnoj strani - 20--23°. Budući da su Zemljini magnetni polovi udaljeni od geografskih za ~12°, aurore se uočavaju na geografskim širinama od 67--70°, međutim, tokom sunčeve aktivnosti, auroralni oval se širi i aurore se mogu posmatrati na nižim geografskim širinama - 20 --25° južno ili sjeverno od granica njihovog uobičajenog ispoljavanja. Na primjer, na ostrvu Stewart, koje se nalazi samo na paraleli od 47°, aurore se javljaju redovno. Maori su ga čak nazvali "Burning Ones".

U spektru Zemljinih aurora najintenzivnije je zračenje glavnih komponenti atmosfere – dušika i kisika, dok se njihove emisione linije uočavaju i u atomskom i u molekularnom (neutralni molekuli i molekularni joni) stanju. Najintenzivnije su emisione linije atomskog kisika i ioniziranih molekula dušika.

Sjaj kiseonika nastaje zbog emisije pobuđenih atoma u metastabilnim stanjima sa talasnim dužinama od 557,7 nm (zelena linija, životni vek 0,74 sek.) i dubletom od 630 i 636,4 nm (crvena oblast, životni vek 110 sek). Kao rezultat toga, crveni dublet se emituje na visinama od 150-400 km, gdje je, zbog velike razrijeđenosti atmosfere, brzina gašenja pobuđenih stanja tokom sudara niska. Jonizovani molekuli azota emituju na 391,4 nm (blizu ultraljubičastog), 427,8 nm (ljubičasto) i 522,8 nm (zeleno). Međutim, svaki fenomen ima svoj jedinstveni raspon, zbog varijabilnosti hemijskog sastava atmosfere i vremenskih faktora.

Spektar aurora se mijenja s visinom i, ovisno o emisionim linijama koje prevladavaju u spektru aurore, aurore se dijele na dva tipa: aurore na velikim visinama tipa A sa prevlašću atomskih linija i aurore tipa B na relativno malim visinama ( 80-90 km) s dominacijom molekularnih linija u spektru zbog gašenja od sudara atomskih pobuđenih stanja u relativno gustoj atmosferi na ovim visinama.

Aurore se primjetno češće javljaju u proljeće i jesen nego zimi i ljeti. Najveća učestalost javlja se u periodima najbližim proljetnoj i jesenskoj ravnodnevici. Tokom aurore, ogromna količina energije se oslobađa za kratko vrijeme. Tako je prilikom jednog od poremećaja zabilježenih 2007. godine oslobođeno 5·1014 džula, otprilike isto kao i prilikom zemljotresa magnitude 5,5.

Kada se posmatra sa površine Zemlje, aurora izgleda kao opšti, brzo promenljivi sjaj neba ili pokretnih zraka, pruga, korona ili „zavesa“. Trajanje aurore kreće se od nekoliko desetina minuta do nekoliko dana.

Vjerovalo se da su aurore na sjevernoj i južnoj hemisferi simetrične. Međutim, istovremeno posmatranje aurore u maju 2001. iz svemira sa severnog i južni polovi pokazalo da se sjeverno i južno svjetlo značajno razlikuju jedno od drugog.

optička svjetlosna kvantna duga

Zaključak

Prirodni optički fenomeni su veoma lepi i raznovrsni. U davna vremena, kada ljudi nisu razumjeli njihovu prirodu, davali su im mistična, magijska i religijska značenja, bojali su ih se i bojali ih se. Ali sada, kada smo čak i u mogućnosti da proizvedemo svaki od fenomena vlastitim rukama u laboratorijskim (a ponekad čak i improviziranim) uvjetima, primitivni užas je nestao, i možemo rado primijetiti dugu koja bljeska na nebu u svakodnevnom životu, idite na sever da se dive polarnoj svetlosti i da sa radoznalošću primećuju misterioznu fatamorganu koja se nazirala u pustinji. A ogledala su postala još više značajan dio naš svakodnevni život - kako u svakodnevnom životu (na primjer, kod kuće, u automobilima, u video kamerama), tako iu raznim naučnim instrumentima: spektrofotometrima, spektrometrima, teleskopima, laserima, medicinskoj opremi.

Slični dokumenti

    Šta je optika? Njegove vrste i uloga u razvoju moderna fizika. Pojave povezane s refleksijom svjetlosti. Zavisnost koeficijenta refleksije od upadnog ugla svjetlosti. Sigurnosne naočale. Pojave povezane s lomom svjetlosti. Duga, fatamorgana, aurore.

    sažetak, dodan 06.01.2010

    Vrste optike. Zemljina atmosfera je poput optičkog sistema. Zalazak sunca. Promjena boje na nebu. Formiranje duge, razne duge. Polarna svjetla. Sunčev vetar kao uzrok aurore. Mirage. Misterije optičkih fenomena.

    kurs, dodan 17.01.2007

    Pogledi antičkih mislilaca o prirodi svjetlosti zasnovani na najjednostavnijim opažanjima prirodnih pojava. Elementi prizme i optički materijali. Demonstracija uticaja indeksa prelamanja svetlosti materijala prizme i okruženje o fenomenu prelamanja svjetlosti u prizmi.

    kurs, dodan 26.04.2011

    Proučavanje korpuskularnih i talasnih teorija svjetlosti. Proučavanje uslova maksimuma i minimuma interferencijskog uzorka. Sabiranje dva monohromatska talasa. Talasna dužina i boja svjetlosti koju oko percipira. Lokalizacija ivica interferencije.

    sažetak, dodan 20.05.2015

    Pojave vezane za prelamanje, disperziju i interferenciju svjetlosti. Daleka vizija fatamorgana. Teorija difrakcije duga. Formiranje oreola. Efekat dijamantske prašine. Fenomen "slomljenog vida". Posmatranje parhelije, kruna i aurore na nebu.

    prezentacija, dodano 14.01.2014

    Difrakcija mehaničkih talasa. Povezanost fenomena svjetlosne interferencije na primjeru Jungovog eksperimenta. Huygens-Fresnelov princip, koji je glavni postulat teorije valova, koji omogućava objašnjenje fenomeni difrakcije. Granice primjene geometrijske optike.

    prezentacija, dodano 18.11.2014

    Teorija fenomena. Difrakcija je skup pojava tokom širenja svjetlosti u sredini sa oštrim nehomogenostima. Pronalaženje i proučavanje funkcije raspodjele intenziteta svjetlosti tokom difrakcije od okrugle rupe. Matematički model difrakcija.

    kurs, dodan 28.09.2007

    Osnovni zakoni optičkih pojava. Zakoni pravolinijskog širenja, refleksije i prelamanja svjetlosti, nezavisnost svjetlosnih snopova. Fizički principi primjene lasera. Fizičke pojave i principi kvantnog generatora koherentne svjetlosti.

    prezentacija, dodano 18.04.2014

    Osobine fizike svjetlosnih i valnih pojava. Analiza nekih ljudskih zapažanja svojstava svjetlosti. Suština zakona geometrijske optike (pravolinijsko širenje svjetlosti, zakoni refleksije i prelamanja svjetlosti), osnovne svjetlotehničke veličine.

    kurs, dodan 13.10.2012

    Proučavanje difrakcije, fenomena odstupanja svjetlosti od pravolinijskog smjera širenja pri prolasku u blizini prepreka. Karakteristike savijanja svjetlosnih valova oko granica neprozirnih tijela i prodora svjetlosti u područje geometrijske sjene.

mob_info