Fenomena optik di alam
Fenomena yang berhubungan dengan pembiasan cahaya.
fatamorgana.
Dalam medium yang tidak homogen, cahaya merambat secara non-linear. Jika kita membayangkan sebuah medium di mana indeks bias berubah dari bawah ke atas, dan secara mental membaginya menjadi lapisan-lapisan horizontal tipis, maka, dengan mempertimbangkan kondisi pembiasan cahaya ketika melewati dari lapisan ke lapisan, kita perhatikan bahwa dalam medium seperti itu berkas cahaya harus secara bertahap mengubah arahnya.
Fakta munculnya warna di atmosfer disebabkan oleh fakta bahwa cahaya putih terurai menjadi bagian-bagian penyusunnya - merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu - selama interaksinya dengan bahan-bahan di atmosfer. Interaksi ini membutuhkan satu dari tiga bentuk umum: pemantulan, pembiasan, dan difraksi.
Pemantulan terjadi ketika sinar cahaya mengenai permukaan halus dan kembali pada sudut yang sama dengan sudut sinar yang datang. Refleksi dapat menjelaskan asal mula warna dalam beberapa kasus, karena beberapa bagian cahaya putih lebih mudah diserap atau dipantulkan daripada yang lain. Misalnya, sebuah benda yang tampak berwarna hijau melakukannya karena benda itu menyerap semua panjang gelombang cahaya putih kecuali hijau, yang dipantulkan.
Berkas cahaya mengalami kelengkungan seperti itu di atmosfer, di mana, karena satu dan lain alasan, terutama karena pemanasannya yang tidak merata, indeks bias udara berubah dengan ketinggian.
Udara biasanya dipanaskan dari tanah, yang menyerap energi dari sinar matahari. Oleh karena itu, suhu udara menurun dengan ketinggian. Diketahui juga bahwa kerapatan udara juga berkurang dengan ketinggian. Ditemukan bahwa dengan bertambahnya ketinggian, indeks bias menurun, sehingga sinar yang melewati atmosfer dibelokkan, dibelokkan ke arah Bumi. Fenomena ini disebut pembiasan atmosfer normal. Sebagai hasil pembiasan, benda-benda langit bagi kita tampak agak "ditinggikan" (lebih tinggi dari ketinggian sebenarnya) di atas cakrawala. 
Mirage dibagi menjadi tiga kelas.
Kelas pertama termasuk yang paling umum dan sederhana asalnya, yang disebut fatamorgana danau (atau lebih rendah), yang menyebabkan begitu banyak harapan dan kekecewaan di antara para pelancong gurun.
Beberapa misteri fenomena optik
Salah satu bentuk refleksi - refleksi internal - sering terlibat dalam menjelaskan fenomena optik. Selama refleksi internal, cahaya memasuki satu permukaan. Bahan transparan dipantulkan dari permukaan bagian dalam bahan dan kemudian dipantulkan untuk kedua kalinya dari bahan. Warna pelangi dapat dijelaskan sebagian dalam hal refleksi internal.
Awan petir
Pembiasan adalah pembelokan cahaya saat merambat pada sudut dari satu bahan transparan ke bahan transparan kedua. Gelombang cahaya yang merambat melalui air dan kemudian melalui udara dibelokkan, menyebabkan mata menciptakan bayangan visual dari suatu objek. Mungkin contoh paling umum dari pembiasan atmosfer adalah perpindahan benda-benda astronomi. Ketika matahari tepat di atas kepala, sinar cahaya yang dipancarkannya melewati langsung atmosfer bumi. Pembiasan tidak terjadi, dan tidak terjadi perubahan posisi semu matahari.
Penjelasan untuk fenomena ini sederhana. Lapisan udara yang lebih rendah, yang menghangat dari tanah, belum sempat naik ke atas; indeks bias cahaya mereka kurang dari yang atas. Oleh karena itu, sinar cahaya yang memancar dari benda-benda, yang ditekuk di udara, jatuh ke mata dari bawah.
Tidak perlu pergi ke Afrika untuk melihat fatamorgana. Ini dapat diamati pada hari musim panas yang panas dan tenang dan di atas permukaan jalan aspal yang hangat.
Saat matahari mendekati cakrawala, situasinya berubah. Cahaya dari matahari memasuki atmosfer bumi dengan sudut tertentu dan dibiaskan. Mata melihat jalur cahaya ketika ditekuk dan menganggap bahwa itu berasal dari posisi di langit yang sedikit lebih tinggi dari yang sebenarnya. Artinya, lokasi Matahari yang tampak diimbangi oleh beberapa sudut dari lokasi sebenarnya. Situasi yang sama berlaku untuk objek astronomi apa pun. Semakin dekat sebuah bintang ke cakrawala, misalnya, semakin posisinya tampak bergeser dari posisi sebenarnya.
Fatamorgana kelas kedua disebut fatamorgana penglihatan atas atau jauh.
Mereka muncul jika lapisan atas atmosfer menjadi sangat langka karena alasan apa pun, misalnya, ketika udara panas tiba di sana. Kemudian sinar yang memancar dari benda-benda duniawi melengkung lebih kuat dan mencapai permukaan bumi berjalan pada sudut yang curam ke cakrawala. Mata pengamat memproyeksikan mereka ke arah di mana mereka memasukinya.
Salah satu contoh paling mencolok dari pembiasan sinar matahari adalah kilatan hijau. Istilah ini mengacu pada fakta bahwa itu adalah saat setelah matahari terbenam atau matahari terbit. Semburan cahaya hijau yang berlangsung kurang dari satu detik terkadang terlihat di cakrawala di puncak matahari. Cahaya hijau adalah sisa terakhir dari sinar matahari yang dibiaskan suasana duniawi masih terlihat setelah semua sinar merah, jingga dan kuning hilang. Cahaya hijau tetap pada titik ini karena panjang gelombang cahaya yang lebih pendek - biru dan ungu - dihamburkan oleh atmosfer.
Rupanya fakta bahwa sejumlah besar fatamorgana jarak jauh diamati di pantai laut Mediterania, Gurun Sahara yang harus disalahkan. Massa udara panas naik di atasnya, kemudian terbawa ke utara dan menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi munculnya fatamorgana.
Fatamorgana atas juga diamati di negara-negara Nordik ketika angin selatan yang hangat bertiup. Lapisan atas atmosfer dipanaskan, sedangkan yang lebih rendah didinginkan karena adanya massa besar es dan salju yang mencair.
Kilatan hijau jarang terlihat. Cahaya yang memantul dari benda-benda kecil tidak dipantulkan secara merata, tetapi tersebar ke segala arah. Proses hamburan bertanggung jawab atas fakta bahwa orang melihat langit sebagai biru. Ketika cahaya putih dari matahari mengenai molekul oksigen dan nitrogen, cahaya itu tersebar secara selektif. Artinya, cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek - biru, hijau, nila, dan ungu - menyebarkan lebih banyak daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang - merah, oranye, dan kuning. Di mana pun seseorang berdiri di permukaan bumi, dia lebih mungkin melihat cahaya kebiruan yang dihamburkan oleh molekul udara daripada cahaya rona lainnya.
Fatamorgana kelas ketiga - penglihatan jarak jauh - sulit dijelaskan. Namun, saran dibuat tentang pembentukan lensa udara raksasa di atmosfer, tentang penciptaan fatamorgana sekunder, yaitu fatamorgana dari fatamorgana. Ada kemungkinan bahwa ionosfer berperan di sini, tidak hanya memantulkan gelombang radio, tetapi juga gelombang cahaya.
Fenomena dispersi cahaya
Bintang-bintang berkelap-kelip; tidak ada planet. Aturan umum ini, meskipun tidak dapat diganggu gugat, dapat dijelaskan dalam istilah pembiasan. Bintang-bintang begitu jauh sehingga cahayanya mencapai atmosfer bumi sebagai satu titik cahaya. Saat berkas cahaya yang sangat sempit ini bergerak melalui atmosfer bumi, ia dibiaskan dan dihamburkan oleh molekul dan partikel materi yang lebih besar. Terkadang cahaya bergerak langsung menuju pengamat, dan terkadang jalurnya menyimpang. Pengamat, cahaya bintang tampak berganti-ganti berkali-kali per detik, yang menghasilkan kerlap-kerlip.
Planet biasanya tidak berkedip karena mereka lebih dekat ke Bumi. Cahaya yang mencapai Bumi dari mereka terdiri dari balok yang lebih lebar daripada balok yang sempit. Pembiasan atau hamburan hanya satu atau dua sinar cahaya dari seluruh berkas tidak menyebabkan hilangnya cahaya. Pada saat tertentu, sejumlah sinar cahaya yang cukup mencapai permukaan Bumi dari planet ini untuk memberikan sensasi sinar cahaya yang terus menerus.
Pelangi adalah fenomena langit yang indah - selalu menarik perhatian seseorang. Di masa lalu, ketika orang masih tahu sedikit tentang dunia di sekitar mereka, pelangi dianggap sebagai "tanda surgawi". Jadi, orang Yunani kuno mengira bahwa seratus pelangi adalah senyum dewi Iris. Pelangi diamati dalam arah yang berlawanan dengan Matahari, dengan latar belakang awan hujan atau hujan. Busur warna-warni biasanya terletak pada jarak 1-2 km dari pengamat Ra, kadang-kadang dapat diamati pada jarak 2-3 m dengan latar belakang tetesan air yang dibentuk oleh air mancur atau semprotan air.
Fenomena optik di atmosfer: aurora
Salah satu fenomena optik paling terkenal yang terjadi selama pembiasan adalah fatamorgana. Salah satu jenis fatamorgana - fatamorgana inferior - terjadi ketika lapisan udara yang dekat dengan tanah memanas lebih dari udara di atasnya. Ketika ini terjadi, sinar cahaya melewati dua pembawa transparan - udara panas yang kurang rapat dan udara yang lebih dingin dan lebih rapat dan dibiaskan. Sebagai hasil pembiasan, langit biru muncul di permukaan Bumi; mungkin terlihat seperti badan air, dan benda-benda seperti pohon tercermin dalam air ini.
Pelangi memiliki tujuh warna primer, dengan mulus melewati satu warna ke warna lainnya.
Jenis busur, kecerahan warna, lebar garis tergantung pada ukuran tetesan air dan jumlahnya. Tetesan besar menciptakan pelangi yang lebih sempit dengan warna yang dibedakan secara tajam, tetesan kecil menciptakan busur yang kabur, pudar, dan bahkan putih. Inilah sebabnya mengapa pelangi yang cerah dan sempit terlihat di musim panas setelah badai petir, di mana tetesan besar jatuh.
Pelangi ganda, sempit dan lebar
Jenis fatamorgana kedua - fatamorgana sempurna - terbentuk ketika lapisan udara di dekat tanah jauh lebih dingin daripada udara di atasnya. Dalam situasi ini, sinar cahaya dari objek dibiaskan sedemikian rupa sehingga objek tergantung di udara di atas posisi sebenarnya. Fenomena ini kadang-kadang disebut akan datang.
Hal yang paling luar biasa di atmosfer bisa menjadi pelangi. Untuk memahami bagaimana pelangi tercipta, bayangkan seberkas sinar putih mengenai setetes air berbentuk bola. Ketika cahaya melewati dari udara ke air, itu dibiaskan. Namun, setiap warna yang ada dalam cahaya putih dibiaskan menjadi jumlah yang berbeda - biru dan ungu lebih banyak daripada merah dan kuning. Cahaya dikatakan tersebar atau terbelah menurut warna. Setelah sinar yang tersebar masuk ke tetesan air, mereka memantulkan kembali permukaan bagian dalam tetesan dan kembali keluar ke udara.
Teori pelangi pertama kali diberikan pada tahun 1637 oleh R. Descartes. Ia menjelaskan pelangi sebagai fenomena yang terkait dengan pemantulan dan pembiasan cahaya pada tetesan air hujan.
Pembentukan warna dan urutannya dijelaskan kemudian, setelah memecahkan sifat kompleks cahaya putih dan dispersinya dalam medium. Teori difraksi pelangi dikembangkan oleh Erie dan Pertner.
Ketika sinar cahaya keluar dari air ke udara, mereka dibiaskan lagi. Sebagai hasil dari pembiasan kedua ini, pemisahan biru dan ungu dari merah dan kuning menjadi lebih jelas. Seorang pengamat di permukaan bumi dapat melihat hasil bersih dari rangkaian peristiwa ini yang berulang-ulang dalam miliaran tetesan air individu. Pelangi yang dihasilkan hanya terdiri dari cahaya putih matahari, dibagi menjadi bagian-bagian penyusunnya oleh setiap tetesan air.
Halogen, sinar matahari dan pilar surya
Lewatnya sinar matahari melalui awan cirrus dapat menyebabkan salah satu fenomena optik yang dikenal sebagai lingkaran cahaya, sinar matahari, atau pilar matahari. Salah satu penjelasan untuk fenomena ini adalah bahwa awan berbulu terdiri dari kristal es kecil yang membiaskan cahaya melalui sudut yang sangat spesifik, yaitu 22° dan 46°. Ketika sinar matahari bersinar melalui awan cirrus, setiap kristal es kecil bertindak seperti prisma kaca, membiaskan cahaya pada sudut 22 ° atau 46 °.
Fenomena interferensi cahaya
Lingkaran putih cahaya di sekitar Matahari atau Bulan, yang dihasilkan dari pembiasan atau pantulan cahaya oleh kristal es atau salju di atmosfer, disebut lingkaran cahaya. Kristal kecil air hadir di atmosfer, dan ketika wajah mereka membentuk sudut siku-siku dengan bidang yang melewati Matahari, pengamat dan kristal, lingkaran putih karakteristik yang mengelilingi Matahari menjadi terlihat di langit. Jadi ujung-ujungnya memantulkan sinar cahaya dengan penyimpangan 22 °, membentuk lingkaran cahaya. Selama musim dingin, lingkaran cahaya yang terbentuk oleh kristal es dan salju di permukaan bumi memantulkan sinar matahari dan menyebarkannya ke berbagai arah, menciptakan efek yang disebut debu berlian.
Salah satu contoh fenomena ini adalah halo. Sinar matahari yang bersinar melalui awan cirrus dibiaskan sedemikian rupa sehingga lingkaran cahaya berbentuk lingkaran mengelilingi Matahari. Halo dapat terjadi pada 22° atau 46°. Ketika kristal es yang relatif besar diorientasikan secara horizontal di awan cirrus, bentuk pembiasan yang terbentuk bukanlah lingkaran, tetapi memantulkan pantulan matahari.
Gambar yang dipantulkan ini terletak 22 ° dari matahari yang sebenarnya, seringkali pada atau sedikit di atas cakrawala. Donald. Meteorologi: Atmosfer dalam Aksi. edisi ke-2 Greenler, Robert. Pelangi, halo dan kemuliaan. Lutgens, Frederick K. dan Edward J. Lutgens, Frederick C. Edward J. Tarbuk dan Dennis Tasa. Atmosfer: Pengantar Meteorologi. edisi ke-8.
Contoh paling terkenal dari lingkaran cahaya besar adalah "Brocken Vision" yang terkenal dan sering diulang-ulang. Misalnya, seseorang yang berdiri di atas bukit atau gunung, di belakangnya matahari terbit atau terbenam, menemukan bahwa bayangannya, yang jatuh di awan, menjadi sangat besar. Ini disebabkan oleh fakta bahwa tetesan kabut terkecil membiaskan dan memantulkan sinar matahari dengan cara khusus. Fenomena ini mendapatkan namanya dari puncak Brocken di Jerman, di mana, karena seringnya kabut, efek ini dapat diamati secara teratur.
Kemudian salin dan tempel teks tersebut ke dalam daftar pustaka atau daftar karya yang dikutip. Karena setiap gaya memiliki nuansa pemformatan sendiri yang berubah seiring waktu, dan tidak semua informasi tersedia untuk setiap tautan atau artikel, situs tidak dapat menjamin bahwa setiap kutipan yang dibuatnya. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menggunakan kutipan situs sebagai titik awal sebelum memeriksa gaya terhadap persyaratan sekolah atau publikasi Anda dan informasi terbaru yang tersedia di situs tersebut.
Oleh karena itu, pastikan untuk mengacu pada pedoman ini saat mengedit bibliografi atau daftar karya yang dikutip. Namun, tanggal pencarian seringkali penting. ... Jatuh pada kumpulan tetesan air - baik dalam hujan, semprotan, dan kabut. Pelangi diamati dalam arah yang berlawanan dengan Matahari.
Parghelia.
"Pargelius" dalam terjemahan dari bahasa Yunani berarti "matahari palsu". Ini adalah salah satu bentuk halo (lihat paragraf 6): satu atau lebih gambar tambahan Matahari diamati di langit, terletak pada ketinggian yang sama di atas cakrawala dengan Matahari yang sebenarnya. Jutaan kristal es vertikal yang memantulkan matahari membentuk fenomena indah ini.
Pargelia dapat diamati dalam cuaca tenang dengan posisi Matahari yang rendah, ketika sejumlah besar prisma ditempatkan di udara sehingga sumbu utamanya vertikal, dan prisma perlahan turun seperti parasut kecil. Dalam hal ini, cahaya yang dibiaskan paling terang memasuki mata pada sudut 220 dari wajah yang terletak secara vertikal, dan menciptakan pilar vertikal di kedua sisi Matahari di sepanjang cakrawala. Pilar-pilar ini bisa sangat terang di beberapa tempat, memberikan kesan matahari palsu.
Cahaya dan warna
Sinar berwarna pelangi disebabkan oleh sinar cahaya bagian dalam yang masuk ke dalamnya, masing-masing ditekuk pada sudut yang sedikit berbeda. Akibatnya, warna komposit cahaya insiden akan dipisahkan saat keluar dari tetesan. Pelangi paling terang dan paling umum adalah apa yang disebut busur primer, yang muncul dari cahaya yang muncul dari tetesan setelah satu refleksi internal.
Meskipun sinar cahaya dapat keluar dari tetesan di lebih dari satu arah, kepadatan tinggi sinar muncul pada sudut deviasi minimum dari arah sinar datang. Jadi, pengamat melihat intensitas tertinggi dengan melihat sinar yang memiliki defleksi minimal, yang membentuk a dengan puncak di mata pengamat dan dengan sumbu melewati matahari. Cahaya yang muncul dari tetesan hujan setelah satu refleksi internal memiliki defleksi minimum sekitar 138 ° dan oleh karena itu intensitas terbesar dalam arah membentuk kerucut dengan jari-jari sudut sekitar 42 °, dengan busur ungu, nila, biru, hijau, kuning, oranye, dan Merah.
Aurora Borealis.
Salah satu fenomena optik paling indah di alam adalah aurora. Tidak mungkin untuk menyampaikan dengan kata-kata keindahan lampu kutub, warna-warni, berkedip-kedip, menyala dengan latar belakang langit malam yang gelap di garis lintang kutub.
Dalam kebanyakan kasus, aurora berwarna hijau atau biru-hijau dengan bintik-bintik sesekali atau batas merah muda atau merah.
Kadang-kadang busur sekunder dapat diamati yang secara signifikan kurang intens daripada busur primer, dan urutan warnanya terbalik. Pelangi sekunder memiliki radius sudut sekitar 50 ° dan karena itu terlihat di luar haluan utama. Busur ini berasal dari cahaya yang telah mengalami dua refleksi internal dalam setetes air. Radiator orde tinggi yang dihasilkan dari tiga atau lebih pantulan internal sangat lemah dan karenanya jarang terlihat.
Terkadang, cincin berwarna terang hanya terlihat di dalam haluan utama. Mereka disebut pelangi supernatural; mereka berutang asal mereka ke tindakan pada sinar cahaya yang muncul dari tetesan air setelah satu refleksi internal. Optik atmosfer adalah cabang fisika yang menjelaskan bagaimana cahaya berinteraksi dengan atmosfer bumi untuk menciptakan berbagai macam kacamata visual. Hal-hal seperti pelangi, lingkaran cahaya es, dan sinar krepuskular berada di bawah optik atmosfer dan banyak lagi.
Aurora diamati dalam dua bentuk utama - dalam bentuk pita dan dalam bentuk bintik-bintik seperti awan. Ketika pancarannya kuat, ia mengambil bentuk pita. Kehilangan intensitas, itu berubah menjadi bintik-bintik. Namun, banyak kaset hilang sebelum pecah. Pita-pita itu tampak menggantung di ruang gelap langit, menyerupai gorden atau gorden raksasa, biasanya membentang dari timur ke barat sejauh ribuan kilometer. Ketinggian tirai adalah beberapa ratus kilometer, ketebalannya tidak melebihi beberapa ratus meter, dan sangat halus dan transparan sehingga bintang-bintang terlihat melaluinya. Tepi bawah gorden digariskan dengan sangat jelas dan tajam dan sering diwarnai merah atau merah muda, mengingatkan pada batas gorden, tepi atas secara bertahap kehilangan ketinggian dan ini menciptakan kesan kedalaman ruang yang sangat efektif.
Ada empat jenis aurora:
1. Busur homogen - strip bercahaya memiliki bentuk paling sederhana dan paling tenang. Itu lebih terang dari bawah dan secara bertahap menghilang ke atas dengan latar belakang cahaya langit;
2. Busur bercahaya - pita menjadi agak lebih aktif dan bergerak, membentuk lipatan dan tetesan kecil;
3. Garis bercahaya - dengan aktivitas yang meningkat, lipatan yang lebih besar ditumpangkan pada lipatan kecil;
4. Dengan peningkatan aktivitas, lipatan atau loop meluas ke ukuran yang sangat besar (hingga ratusan kilometer), tepi bawah pita bersinar dengan cahaya merah muda. Ketika aktivitas mereda, lipatan menghilang dan pita kembali ke bentuk yang seragam. Ini menunjukkan bahwa struktur homogen adalah bentuk utama aurora, dan lipatan dikaitkan dengan peningkatan aktivitas.
Aurora dari jenis yang berbeda sering muncul. Mereka menutupi seluruh wilayah kutub dan sangat intens. Mereka terjadi selama peningkatan aktivitas matahari. Aurora ini muncul sebagai cahaya hijau keputihan dari seluruh tutup kutub. Aurora seperti itu disebut badai.
Kesimpulan
Suatu ketika fatamorgana "The Flying Dutchman" dan "Fata Morgana" membuat para pelaut ketakutan. Pada malam 27 Maret 1898, di antara Pasifik Awak kapal "Matador" ditakuti oleh penglihatan itu ketika, dalam ketenangan di tengah malam, mereka melihat sebuah kapal sejauh 2 mil (3,2 km), yang sedang berjuang melawan badai yang kuat. Semua peristiwa ini sebenarnya terjadi pada jarak 1700 km.
Hari ini setiap orang yang mengetahui hukum fisika, atau lebih tepatnya bagian optik, dapat menjelaskan semua fenomena misterius ini.
Dalam pekerjaan saya, saya belum menggambarkan semua fenomena optik alam. Ada banyak dari mereka. Kami mengagumi warna biru langit, fajar kemerahan, matahari terbenam yang terik - fenomena ini dijelaskan oleh penyerapan dan hamburan sinar matahari. Bekerja dengan literatur tambahan, saya memastikan bahwa pertanyaan yang muncul ketika mengamati dunia di sekitar kita, Anda selalu dapat menemukan jawabannya. Benar, Anda perlu mengetahui dasar-dasar ilmu alam.
KESIMPULAN: Fenomena optik di alam dijelaskan oleh pembiasan atau refleksi cahaya, atau sifat gelombang cahaya - dispersi, interferensi, difraksi, polarisasi, atau sifat kuantum cahaya. Dunia ini misterius, tetapi dapat dikenali.
Manusia adalah ahli yang hebat dalam membangun istana di udara di atas pasir. Namun, latihan menunjukkan: dia jauh dari Ibu Pertiwi. Seorang pengrajin wanita dari Tuhan mampu menipu indra kita sedemikian rupa sehingga membuat kita terengah-engah! Tetapi tidak peduli seberapa ajaib fenomena optik itu, contoh-contoh yang akan kita pertimbangkan, itu bukan phantasmagoria, tetapi hasil dari proses fisik. Di atmosfer Bumi yang tidak homogen, sinar cahaya dibelokkan, menyebabkan sejumlah ilusi. Tetapi mungkinkah membayangkan dunia tanpa mimpi dan visi? Akan sangat abu-abu...
Cahaya dan warna
Berbicara tentang fenomena optik, cahaya dan bentuknya diamati oleh lebih dari satu generasi orang, kami menekankan bahwa warna muncul di atmosfer karena fakta bahwa cahaya putih, selama interaksi dengan bahan di atmosfer, pecah. menjadi bagian-bagian komponennya (spektrum). Interaksi ini dilakukan dengan menggunakan salah satu dari tiga bentuk dasar: pemantulan, pembiasan (refraksi) dan difraksi.
Ketika berbicara tentang spektrum, pikirkan tentang bagaimana mengajari anak Anda untuk menghafal kumpulan garis-garis berwarna yang dihasilkan ketika seberkas cahaya melewati media bias. Ungkapan sederhana akan membantu: "Setiap pemburu (merah) (oranye) ingin (kuning) tahu (hijau) di mana (biru) burung (biru) (ungu) duduk."
Munculnya gelombang sekunder yang merambat dari batas kedua media kembali ke media pertama. Pembiasan adalah pembiasan sinar pada batas dua medium. Difraksi adalah pembelokan partikel padat, tetesan cairan, dan material lain yang ada di atmosfer oleh berkas cahaya. Semua ini adalah alasan untuk "ilusi penglihatan optik" berkembang di Semesta. Ada banyak contoh: mulai dari birunya langit, fatamorgana dan pelangi hingga matahari palsu dan pilar surya.
Refleksi internal
Fenomena optik dalam fisika adalah bagian penting yang layak untuk dipelajari secara mendalam. Jadi mari kita lanjutkan. Pemantulan terjadi ketika sinar cahaya mengenai permukaan yang halus dan kembali membentuk sudut yang sama dengan sudut datang. Fenomena ini menjelaskan asal mula warna: beberapa bagian putih lebih mudah diserap dan dipantulkan daripada yang lain. Misalnya, sebuah benda yang tampak berwarna hijau tampak berwarna hijau karena menyerap semua panjang gelombang cahaya putih kecuali hijau yang dipantulkan.
Satu bentuk - refleksi internal - sering hadir dalam penjelasan fenomena optik. Cahaya memasuki tubuh fisik (material) transparan, misalnya setetes air, melalui permukaan luar dan bersinar dari permukaan bagian dalam. Kemudian, untuk kedua kalinya - dari materi. Warna pelangi dapat dijelaskan sebagian dalam hal refleksi internal.
Busur pelangi
Pelangi adalah fenomena optik yang terjadi ketika sinar matahari dan hujan bergabung dengan cara tertentu. Sinar matahari terpisah menjadi warna yang kita lihat di pelangi ketika mereka memasuki tetesan hujan. Ini terjadi ketika sinar mengenai "hujan" yang diarahkan ke Bumi pada sudut tertentu, warnanya dipisahkan (cahaya putih terurai menjadi spektrum), dan kita melihat pelangi yang cerah dan meriah, mengingatkan pada jembatan setengah lingkaran raksasa.
Tampaknya variegasi garis-garis melengkung menggantung langsung di atas kepala. Sumber pemancar akan selalu ada di belakang kita: tidak mungkin melihat matahari yang cerah dan pelangi yang indah sekaligus (kecuali jika Anda menggunakan cermin untuk tujuan ini). Fenomena tersebut tidak asing bagi Bulan. Saat malam yang terang benderang, Anda bisa melihat "kipas" pelangi di sekitar Selena.
Ketika hampir tidak ada yang terlihat di sekitar, fotoreseptor mata manusia, yang paling sensitif terhadap cahaya, bekerja - "menempel". Mereka sensitif terhadap bagian spektrum hijau zamrud; mereka “tidak melihat” warna lain. Akibatnya, pelangi terlihat berwarna keputihan. Ketika pencahayaan diintensifkan, "kerucut" terhubung, berkat ujung saraf ini, busur terlihat lebih berwarna.
fatamorgana
Dari Bumi, kita hanya mengamati sebagian dari keliling pelangi primer. Dalam hal ini, cahaya mengalami satu refleksi. Pelangi bulat dapat dilihat di pegunungan. Tahukah Anda bahwa ada dua atau bahkan tiga "kecantikan"? Pelangi yang terbang di atas pelangi kurang cerah dan "terbalik" (bagaimanapun juga, yang pertama). Yang ketiga terjadi di mana udaranya jernih dan transparan (misalnya, di pegunungan). Ini adalah pemandangan yang akrab.
Mirage adalah fenomena optik yang tidak bisa disebut biasa. Di Rusia, ini relatif jarang. Setiap kali kita mengucapkan kata ajaib, kita mengingat legenda kapal hantu "The Flying Dutchman". Menurut legenda, untuk kejahatan kapten, dia akan menjelajahi lautan sampai kedatangan kedua.
Dan inilah "orang Belanda" lainnya. Kapal penjelajah "Repals" terbang, yang tenggelam pada Desember 1941 di lepas pantai Ceylon. Dia terlihat "sangat dekat" oleh awak kapal Inggris "Vendor", yang berada di area tersebut Maladewa... Faktanya, kapal-kapal itu terpisah 900 kilometer!
fatamorgana
Dan lainnya - fenomena optik, contoh dari kohort fatamorgana yang menakjubkan dari "Fata Morgana" (dinamai sesuai dengan pahlawan wanita dari epik Inggris). Fenomena optik yang tidak biasa adalah kombinasi dari beberapa bentuk sekaligus. Gambar yang kompleks dan berubah dengan cepat terbentuk di langit. Melihat pemandangan yang jauh di luar cakrawala, sepertinya, Anda bisa gila, mereka begitu "nyata".
Keajaiban yang disebabkan kondisi atmosfer bisa membingungkan siapa saja. Terutama seperti munculnya "lapisan air" di padang pasir atau di jalan yang panas, yang disebabkan oleh pembiasan sinar. Tidak hanya anak-anak, tetapi juga orang dewasa tidak bisa menghilangkan perasaan bahwa binatang, sumur, pohon, bangunan itu nyata. Tapi sayang!
Cahaya melewati lapisan udara yang dipanaskan secara tidak merata, menciptakan semacam gambar 3D. Fatamorgana lebih rendah (permukaan datar yang jauh berbentuk perairan terbuka), lateral (terjadi di sebelah permukaan vertikal yang sangat panas), chrono (mereproduksi peristiwa masa lalu).
cahaya utara
Memikirkan apa itu fenomena optik, tidak mungkin untuk tidak mengatakan tentang cahaya utara (kutub). Ini memiliki dua bentuk utama: pita berkilau yang indah dan bintik-bintik seperti awan. Kilauan intens, biasanya seperti pita. Kebetulan garis-garis bercahaya berwarna tidak ada lagi tanpa memecah komponen.
Dalam kegelapan ruang surgawi, tirai, sebagai suatu peraturan, membentang dari timur ke barat. "Kereta" dapat mencapai lebar beberapa ribu kilometer dan tinggi beberapa ratus. Ini bukan "penghalang" yang padat, tetapi tipis di mana bintang-bintang berkilauan. Pemandangan yang sangat indah.
Tepi bawah "belakang panggung" jelas, memiliki warna kemerahan atau merah muda, yang atas tampaknya larut dalam gelap, karena itu kedalaman ruang yang tak terlukiskan terasa dengan baik. Mari kita bahas empat jenis aurora.
Struktur homogen
Bentuk pancaran yang tenang dan sederhana, terang di bawah dan larut di atas, disebut busur seragam; aktif, bergerak, dengan lipatan dan tetesan kecil - busur bercahaya. Lipatan bersinar yang saling tumpang tindih (besar ke kecil) disebut "garis-garis bercahaya".
Dan tipe keempat adalah ketika area lipatan dan loop menjadi sangat besar. Setelah akhir kegiatan, rekaman itu memperoleh struktur yang homogen. Diyakini bahwa homogenitas adalah milik utama "ketuhanan". Lipatan hanya muncul selama periode peningkatan aktivitas atmosfer.
Ada fenomena optik lainnya juga. Kami tidak akan ragu untuk membuat daftar contoh di bawah ini. Flurry adalah cahaya yang membuat seluruh tutup kutub bersinar hijau keputihan. Itu diamati di kutub selatan dan utara Bumi, di Islandia, Norwegia, dll. Fenomena ini terjadi sebagai akibat dari pancaran magnet atas ketika berinteraksi dengan partikel bermuatan angin matahari (ini adalah nama untuk aliran plasma dari helium dan hidrogen ke luar angkasa).
Kita dapat mengatakan yang berikut tentang mereka: mereka sering terjadi pada hari-hari yang dingin, sangat efektif.
Saint Elmo di mahkota balok hijau dan lingkaran cahaya
Ada fenomena optik lainnya juga. Misalnya, halo, yang penampilannya dikaitkan dengan kristal es yang terbentuk di atmosfer. Dengan pelangi itu terkait dengan dispersi (penguraian cahaya menjadi komponen), tidak hanya dalam setetes, tetapi dalam struktur es yang padat.
Pelangi mirip satu sama lain, karena tetesannya sama, hanya bisa jatuh. Halo memiliki seratus spesies, karena kristalnya berbeda dan sangat "gesit": mereka mengapung, lalu berputar, lalu bergegas ke Bumi.
Bermimpi sekali lagi "ditipu", Anda dapat mengagumi matahari palsu (parhelium) atau "duduk" Terakhir di tiang kapal, puncak yang tajam gedung-gedung tinggi... Mistisisme tidak ada hubungannya dengan itu. Ini adalah pelepasan listrik di atmosfer. Ini sering terjadi selama badai petir atau selama badai pasir (ketika partikel menjadi listrik).
Fotografer suka menangkap "sinar hijau" (kilat di atas matahari dan pembiasan sinar di dekat cakrawala). Paling baik ditangkap di ruang terbuka, dalam cuaca tak berawan. Tetapi mahkota (difraksi cahaya) terlihat jelas ketika area tertutup kabut (lingkaran pelangi di sekitar lampu depan mobil Anda adalah mahkota), dan langit diselimuti selubung awan. Dalam kabut tetesan kecil, lingkarannya sangat indah. Ketika kabut menebal, mereka kabur. Oleh karena itu, penurunan jumlah cincin pelangi dianggap sebagai sinyal memburuknya cuaca. Apa itu dunia besar- fenomena optik! Contoh yang telah kami analisis hanyalah puncak gunung es. Mengetahui tentang fenomena ini, kita dapat menjelaskan ilusi atmosfer secara ilmiah.
