6. sınıf okulda “Atmosferdeki optik olaylar” konusunu inceliyor. Ancak, sadece bir çocuğun meraklı zihnini ilgilendirmez. Atmosferdeki optik olaylar, bir yandan, herkes tarafından birden fazla kez görülen gün doğumu ve gün batımı sırasında gökyüzünün renginin değişmesi olan gökkuşağını birleştirir. Öte yandan, geçmişte insanları korkutan gizemli seraplar, sahte Aylar ve Güneşler, etkileyici haleler içerirler. Bazılarının oluşum mekanizması bugün sonuna kadar belirsizliğini koruyor, ancak optik fenomenlerin doğada "yaşadığı" genel ilke, modern fizik tarafından iyi bir şekilde incelenmiştir.
Hava kabuğu
Dünya'nın atmosferi, gaz karışımından oluşan ve deniz seviyesinden yaklaşık 100 km yüksekte uzanan bir kabuktur. Hava tabakasının yoğunluğu dünyadan uzaklaştıkça değişir: en yüksek değeri gezegenin yüzeyindedir, yükseklikle azalır. Atmosfer statik bir oluşum olarak adlandırılamaz. Gazlı zarfın katmanlarısürekli hareket ve karıştırma. Özellikleri değişir: sıcaklık, yoğunluk, hareket hızı, şeffaflık. Tüm bu nüanslar, gezegenin yüzeyine akan güneş ışınlarını etkiler.
Optik sistem
Atmosferde meydana gelen süreçler ve bileşimi, ışık ışınlarının emilmesine, kırılmasına ve yansımasına katkıda bulunur. Bazıları hedefe ulaşır - dünyanın yüzeyi, diğeri dağılır veya uzaya geri yönlendirilir. Işığın eğriliği ve yansıması, ışınların bir kısmının bir tayf haline dönüşmesi vb. sonucunda atmosferde çeşitli optik olaylar oluşur.
Atmosferik optik
Bilimin emekleme döneminde olduğu zamanlarda, insanlar optik fenomenleri Evrenin yapısı hakkında hakim fikirlere dayanarak açıkladılar. Gökkuşağı insan dünyasını ilahi olana bağladı, gökyüzünde iki sahte Güneş'in ortaya çıkması yaklaşan felaketlere tanıklık etti. Bugün, uzak atalarımızı korkutan fenomenlerin çoğu bilimsel bir açıklama aldı. Atmosferik optik, bu tür fenomenlerin incelenmesiyle ilgilenmektedir. Bu bilim, atmosferdeki optik olayları fizik yasalarına dayanarak tanımlar. Gündüzleri gökyüzünün neden mavi olduğunu, ancak gün batımı ve şafakta renk değiştirdiğini, gökkuşağının nasıl oluştuğunu ve serapların nereden geldiğini açıklayabilir. Günümüzde çok sayıda araştırma ve deney, ışıklı haçlar, Fata Morgana, gökkuşağı haleleri gibi doğadaki bu tür optik fenomenleri anlamayı mümkün kılıyor.
Mavi gökyüzü
Gökyüzünün rengio kadar tanıdık ki, neden böyle olduğunu nadiren düşünüyoruz. Yine de, fizikçiler cevabı iyi biliyorlar. Newton, belirli koşullar altında bir ışık demetinin bir spektruma ayrıştırılabileceğini kanıtladı. Atmosferden geçerken mavi renge karşılık gelen kısım daha iyi dağılır. Görünür radyasyonun kırmızı bölümü, daha uzun bir dalga boyu ile karakterize edilir ve saçılma derecesi açısından menekşe renginden 16 kat daha düşüktür.
Aynı zamanda gökyüzünü mor değil mavi görürüz. Bunun nedeni, retina yapısının özelliklerinde ve spektrumun bölümlerinin güneş ışığındaki oranında yatmaktadır. Gözlerimiz maviye daha duyarlıdır ve güneş tayfının mor kısmı maviden daha az yoğundur.
Kızıl gün batımı
İnsanlar atmosferin ne olduğunu anladıklarında, optik fenomenler onlar için korkunç olayların bir kanıtı veya alameti olmaktan çıktı. Ancak bilimsel yaklaşım, rengarenk gün batımlarından ve nazik gün doğumlarından estetik zevke müdahale etmez. Pembeler ve maviler ile birlikte parlak kırmızılar ve portakallar, yavaş yavaş gece karanlığına veya sabah ışığına yol açar. İki özdeş gün doğumu veya gün batımını gözlemlemek imkansızdır. Ve bunun nedeni, atmosferik katmanların aynı hareketliliğinde ve değişen hava koşullarında yatmaktadır.
Gün batımı ve gün doğumu sırasında, güneş ışınları yüzeye gün boyunca olduğundan daha uzun bir yol kat eder. Sonuç olarak, dağınık menekşe, mavi ve yeşil yanlara gider ve doğrudan ışık kırmızı ve turuncuya döner. Bulutlar, toz veya buz parçacıkları gün batımı ve şafak resmine katkıda bulunur,havada asılı kaldı. Işık, içinden geçerken kırılır ve gökyüzünü çeşitli tonlarda renklendirir. Ufkun Güneş'in karşısındaki kısmında, genellikle karanlık gece gökyüzünü ve mavi gündüz gökyüzünü ayıran pembe bir şerit olan Venüs Kuşağı'nı gözlemleyebilirsiniz. Adını Roma aşk tanrıçasından alan güzel optik fenomen, şafaktan önce ve gün batımından sonra görülebilir.
Gökkuşağı Köprüsü
Belki de, atmosferdeki başka hiçbir ışık olayı, gökkuşağıyla ilişkilendirilenler kadar çok mitolojik olay örgüsü ve peri masalı görüntüsü uyandırmaz. Yedi renkten oluşan yay veya daire, çocukluktan beri herkes tarafından bilinir. Yağmur sırasında, güneş ışınları damlaların arasından geçtiğinde meydana gelen güzel bir atmosferik fenomen, doğasını derinlemesine inceleyenleri bile büyüler.
Ve bugün gökkuşağının fiziği kimse için bir sır değil. Yağmur veya sis damlaları tarafından kırılan güneş ışığı bölünür. Sonuç olarak, gözlemci tayfın kırmızıdan menekşeye kadar yedi rengini görür. Aralarındaki sınırları belirlemek imkansızdır. Renkler, çeşitli tonlarla sorunsuz bir şekilde birbirine karışır.
Gökkuşağını gözlemlerken, güneş her zaman kişinin arkasındadır. Irida'nın gülümsemesinin merkezi (eski Yunanlıların gökkuşağı dediği gibi), gözlemci ve gün ışığından geçen bir çizgi üzerinde bulunur. Gökkuşağı genellikle yarım daire şeklinde görünür. Boyutu ve şekli, Güneş'in konumuna ve gözlemcinin bulunduğu noktaya bağlıdır. Ufkun üzerindeki armatür ne kadar yüksek olursa, olası görünüm çemberi o kadar düşük olur.gökkuşakları. Güneş ufkun 42º üzerinde geçtiğinde, Dünya yüzeyindeki bir gözlemci gökkuşağını göremez. Irida'nın gülümsemesine hayran olmak isteyen bir kişi deniz seviyesinden ne kadar yüksekse, bir yay değil bir daire görme olasılığı o kadar yüksektir.
Çift, dar ve geniş gökkuşağı
Genellikle, ana gökkuşağı ile birlikte sözde ikincil gökkuşağını görebilirsiniz. Birincisi ışığın tek bir yansıması sonucu oluşuyorsa, ikincisi çift yansımanın sonucudur. Ek olarak, ana gökkuşağı belirli bir renk düzeniyle ayırt edilir: dışta kırmızı, Dünya'nın yüzeyine daha yakın olan içte mor bulunur. Yan "köprü", sırayla tersine çevrilmiş spektrumdur: menekşe en üsttedir. Bunun nedeni, bir yağmur damlasından gelen ışınların çift yansımadan farklı açılardan yansımasıdır.
Gökkuşakları renk yoğunluğuna ve genişliğine göre değişir. En parlak ve oldukça dar olanlar bir yaz fırtınasından sonra ortaya çıkar. Bu tür yağmurların özelliği olan büyük damlalar, belirgin renklere sahip, oldukça görünür bir gökkuşağına yol açar. Küçük damlacıklar daha bulanık ve daha az fark edilir bir gökkuşağı verir.
Atmosferdeki optik olaylar: aurora borealis
En güzel atmosferik optik fenomenlerden biri auroradır. Manyetosferli tüm gezegenlerin özelliğidir. Dünya'da, auroralar her iki yarım kürede yüksek enlemlerde, çevreleyen bölgelerde gözlenir.gezegenin manyetik kutupları. Çoğu zaman, yeşilimsi veya mavi-yeşil bir parıltı görebilirsiniz, bazen kenarlar boyunca kırmızı ve pembe parıltılarla desteklenir. Yoğun aurora borealis, solduğunda noktalara dönüşen şeritler veya kumaş kıvrımları şeklindedir. Birkaç yüz kilometre yüksekliğindeki şeritler, karanlık gökyüzüne karşı alt kenar boyunca iyi göze çarpıyor. Aurora'nın üst sınırı gökyüzünde kayboluyor.
Atmosferdeki bu güzel optik fenomenler hala insanlardan sırlarını saklıyor: Belirli türdeki ışıldamaların oluşum mekanizması, keskin flaşlar sırasında çatlamanın nedeni tam olarak çalışılmamıştır. Ancak, aurora oluşumunun genel resmi bugün bilinmektedir. Güneş rüzgarından gelen yüklü parçacıklar Dünya'nın üst atmosferindeki atomlarla çarpışırken, kuzey ve güney kutuplarının üzerindeki gökyüzü yeşilimsi pembe bir parıltıyla bezenmiştir. İkincisi, etkileşimin bir sonucu olarak ek enerji alır ve bunu ışık şeklinde yayar.
Halo
Güneş ve ay genellikle bir haleye benzeyen bir parıltıyla çevrili olarak karşımıza çıkar. Bu hale, ışık kaynağının çevresinde oldukça görünür bir halkadır. Atmosferde, çoğu zaman, Dünya'nın yukarısındaki sirrus bulutlarını oluşturan en küçük buz parçacıkları nedeniyle oluşur. Kristallerin şekline ve boyutuna bağlı olarak fenomenin özellikleri değişir. Genellikle hale, ışık huzmesinin bir spektruma ayrışmasının bir sonucu olarak bir gökkuşağı çemberi şeklini alır.
Olayın ilginç bir çeşidine parhelion denir. Buz kristallerinde ışığın kırılması sonucuGüneş seviyesinde, gün ışığına benzeyen iki parlak nokta oluşur. Tarihsel kroniklerde bu fenomenin açıklamaları bulunabilir. Geçmişte, genellikle korkunç olayların habercisi olarak kabul edilirdi.
Serap
Seraplar aynı zamanda atmosferdeki optik olaylardır. Yoğunluğu önemli ölçüde farklı olan hava katmanları arasındaki sınırda ışığın kırılmasının bir sonucu olarak ortaya çıkarlar. Literatür, çölde bir gezginin vahalar, hatta yakınlarda olamayacak şehirler ve kaleler gördüğü birçok vakayı açıklar. Çoğu zaman bunlar "düşük" seraplardır. Düz bir yüzey (çöl, asf alt) üzerinde yükselirler ve gözlemciye bir su kütlesi gibi görünen gökyüzünün yansıyan bir görüntüsünü temsil ederler.
Sözde üstün seraplar daha az yaygındır. Soğuk yüzeyler üzerinde oluşurlar. Üstün seraplar düz ve terstir, bazen her iki konumu da birleştirirler. Bu optik fenomenlerin en ünlü temsilcisi Fata Morgana'dır. Bu, birkaç tür yansımayı aynı anda birleştiren karmaşık bir seraptır. Gerçek hayattaki nesneler gözlemcinin önünde belirir, tekrar tekrar yansıtılır ve karıştırılır.
Atmosferik elektrik
Atmosferdeki elektrik ve optik olaylar, oluşum nedenleri farklı olsa da genellikle birlikte anılır. Bulutların kutuplaşması ve yıldırımın oluşumu, troposfer ve iyonosferde meydana gelen süreçlerle ilişkilidir. Dev kıvılcım deşarjları genellikle bir fırtına sırasında oluşur. Yıldırım bulutların içinde meydana gelir ve yere çarpabilir. Hayatı tehdit ediyorlarinsanlar ve bu, bu tür fenomenlere olan bilimsel ilginin nedenlerinden biridir. Yıldırımın bazı özellikleri araştırmacılar için hala bir gizemdir. Bugün yıldırım topunun nedeni bilinmiyor. Aurora ve serap teorisinin bazı yönlerinde olduğu gibi, elektrik fenomenleri bilim adamlarının ilgisini çekmeye devam ediyor.
Yazıda kısaca anlatılan atmosferdeki optik olaylar her geçen gün fizikçiler için daha anlaşılır hale geliyor. Aynı zamanda, şimşek gibi, güzellikleri, gizemleri ve bazen de ihtişamlarıyla insanları şaşırtmaktan asla vazgeçmezler.
