Оптические явления в природе
Явления, связанные с преломлением света.
Миражи.
В неоднородной среде свет распространяется непрямолинейно. Если мы представим себе среду, в которой показатель преломления изменяется снизу вверх, и мысленно разобьем ее на тонкие горизонтальные слои, то, рассматривая условия преломления света при переходе от слоя к слою, заметим, что в такой среде луч света должен постепенно изменять свое направления.
Тот факт, что цвета появляются в атмосфере, является следствием того, что белый свет разбивается на его составные части - красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый - во время его взаимодействия с материалами в атмосфере. Это взаимодействие принимает одну из трех общих форм: отражение, рефракцию и дифракцию.
Отражение происходит, когда световые лучи попадают на гладкую поверхность и возвращаются под углом, равным углу входящих лучей. Отражение может объяснить происхождение цвета в некоторых случаях, потому что некоторые части белого света легче поглощаются или отражаются, чем другие. Например, объект, который, как представляется, имеет зеленый цвет, делает это потому, что этот объект поглощает все длины волны белого света, за исключением зеленого, что отражается.
Такое искривление световой луч претерпевает в атмосфере, в которой по тем или иным причинам, главным образом благодаря неравномерному нагреванию ее, показатель преломления воздуха изменяется с высотой.
Воздух обычно нагревается от почвы, поглощающей энергию солнечных лучей. Поэтому температура воздуха понижается с высотой. Известно также, что с высотой понижается и плотность воздуха. Установлено, что с увеличением высоты, показатель преломления уменьшается, поэтому лучи, идущие сквозь атмосферу искривляются, пригибаясь к Земле. Это явление получило название нормальной атмосферной рефракции. Вследствие рефракции небесные светила кажутся нам несколько «приподнятыми» (выше своей истинной высоты) над горизонтом.
Миражи делят на три класса.
К первому классу относят наиболее распространенные и простые по своему происхождению, так называемые озерные (или нижние) миражи, вызывающие столько надежд и разочарований у путников пустынь.
Некоторые загадки оптических явлений
Одна форма отражения - внутреннее отражение - часто участвует в объяснении оптических явлений. Во время внутреннего отражения свет проникает на одну поверхность. Прозрачного материала, отражается от внутренней поверхности материала и затем отражается во второй раз из материала. Цвет радуги можно частично объяснить с точки зрения внутреннего отражения.
Облака с грозовым валом
Преломление - изгиб света, когда он проходит под углом от одного прозрачного материала во второй прозрачный материал. Световые волны, проходящие через воду, а затем через воздух, согнуты, заставляя глаз создавать визуальный образ объекта. Возможно, наиболее распространенным примером атмосферного эффекта, созданного преломлением, является смещение астрономических тел. Когда солнце находится прямо над головой, световые лучи, которые он излучает, проходят прямо через атмосферу Земли. Преломления не происходит, и никаких изменений в видимом положении солнца не происходит.
Объяснение этого явления простое. Нижние слои воздуха, разогретые от почвы, не успели еще подняться вверх; их показатель преломления света меньше, чем верхних. Поэтому лучи света, исходящие от предметов, изгибаясь в воздухе, попадают в глаз снизу.
Чтобы увидеть мираж, нет надобности ехать в Африку. Его можно наблюдать и в жаркий тихий летний день и у нас над разогретой поверхностью асфальтового шоссе.
Когда солнце приближается к горизонту, ситуация меняется. Свет от солнца проникает в атмосферу Земли под углом и преломляется. Глаз видит путь света, когда он согнут, и предполагает, что он исходил из положения в небе, которое несколько выше, чем оно есть на самом деле. То есть видимое местоположение Солнца смещено на некоторый угол от его истинного местоположения. Такая же ситуация справедлива и для любого астрономического объекта. Чем ближе звезда к горизонту, например, тем больше его видимое положение смещается с его истинного положения.
Миражи второго класса называют верхними или миражами дальнего видения.
Они появляются в том случае, если верхние слои атмосферы окажутся по каким-либо причинам, например, при попадании туда нагретого воздуха, особенно разреженными. Тогда лучи, исходящие от земных предметов, искривляются сильнее и достигают земной поверхности, идя под большим углом к горизонту. Глаз же наблюдателя проецирует их в том направлении, по которому они входят в него.
Одним из самых ярких примеров преломления солнечного света является зеленая вспышка. Этот термин относится к тому факту, что в момент, следующий за закатом или восходом солнца. Вспышка зеленого света, продолжающаяся не более секунды, иногда может быть замечена на горизонте в верхней части солнца. Зеленый свет - это последний остаток солнечного света, преломленный земной атмосферой, все еще наблюдаемый после того, как исчезли все красные, оранжевые и желтые лучи. Зеленый свет остается в этот момент, потому что световые лучи более короткой длины волны - синие и фиолетовые - рассеиваются атмосферой.
Видимо в том, что большое количество миражей дальнего видения наблюдается на побережье Средиземного моря, повинна пустыня Сахара. Горячие массы воздуха поднимаются над ней, затем уносятся на север и создают благоприятные условия для возникновения миражей.
Верхние миражи наблюдаются и в северных странах, когда дуют теплые южные ветры. Верхние слои атмосферы оказываются нагретыми, а нижние – охлажденными из-за наличия больших масс тающих льдов и снегов.
Зеленая вспышка редко видна. Свет, отскакивающий от мелких предметов, не отражается равномерно, а рассеян во всех направлениях. Процесс рассеяния отвечает за то, что люди наблюдают небо как синее. Когда белый свет от солнца сталкивается с молекулами кислорода и азота, он рассеян выборочно. То есть свет с более короткими волнами - синий, зеленый, индиго и фиолетовый - рассеивается сильнее, чем свет с более длинными волнами - красный, оранжевый и желтый. Независимо от того, где человек стоит на поверхности Земли, он или она, скорее всего, увидит голубоватый свет, рассеянный молекулами воздуха, чем свет других оттенков.
Миражи третьего класса – сверхдальнего видения – трудно объяснить. Однако, высказывались предположения об образовании в атмосфере гигантских воздушных линз, о создании вторичного миража, то есть миража от миража. Возможно, что здесь играет роль ионосфера, отражающая не только радиоволны, но и световые волны.
Явления, связанные с дисперсией света
Звезды мерцают; планет нет. Это общее, хотя и не неприкосновенное правило, можно объяснить с точки зрения преломления. Звезды настолько далеки, что их свет достигает атмосферы Земли как единой точки света. Поскольку этот очень узкий луч света проходит через земную атмосферу, он преломляется и рассеивается молекулами и более крупными частицами материи. Иногда свет перемещается прямо к наблюдателю, и иногда его путь отклоняется. Наблюдатель, свет звезды, кажется, чередуется много раз в секунду, что производит мерцание.
Планеты обычно не мерцают, потому что они ближе к Земле. Свет, который достигает Земли от них, состоит из более широких лучей, а не узких лучей. Преломление или рассеяние только одного или двух световых лучей из всего луча не приводит к исчезновению света. В любой момент достаточное количество световых лучей достигает поверхности Земли от планеты, чтобы дать ощущение непрерывного луча света.
Радуга – это красивое небесное явление – всегда привлекала внимание человека. В прежние времена, когда люди еще очень мало знали об окружающем их мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древние греки думали, сто радуга – это улыбка богини Ириды. Радуга наблюдается в стороне, противоположной Солнцу, на фоне дождевых облаков или дождя. Разноцветная дуга обычно находится от наблюдателя Ра расстоянии 1-2 км., иногда ее можно наблюдать на расстоянии 2-3 м. на фоне водяных капель, образованных фонтанами или распылителями воды
Оптические явления в атмосфере: полярное сияние
Одним из наиболее известных оптических явлений, возникающих при преломлении, является мираж. Один вид миража - нижний мираж - возникает, когда слой воздуха, близкий к земле, нагревается сильнее, чем воздух, расположенный над ним. Когда это происходит, световые лучи проходят через два прозрачных носителя - горячий, менее плотный воздух и кулер, более плотный воздух и преломляются. В результате рефракции на поверхности Земли появляется синее небо; это может выглядеть как водоем, и такие предметы, как деревья, отражаются в этой воде.
У радуги различают семь основных цветов, плавно переходящих один в другой.
Вид дуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров капелек воды и их количества. Большие капли создают радугу более узкую, с резко выделяющимися цветами, малые – дугу расплывчатую, блеклую и даже белую. Вот почему яркая узкая радуга видна летом после грозового дождя, во время которого падают крупные капли.
Двойная, узкая и широкая радуга
Второй тип миража - превосходный мираж - образуется, когда слой воздуха рядом с землей намного круче воздуха над ним. В этой ситуации световые лучи от объекта преломляются таким образом, что объект оказывается подвешенным на воздухе выше его истинного положения. Это явление иногда называют надвигающимся.
Самым замечательным явлением в атмосфере может быть радуга. Чтобы понять, как создается радуга, представьте себе один луч белого света, попадающий в сферическую каплю воды. Когда свет переходит из воздуха в воду, он преломляется. Однако каждый цвет, присутствующий в белом свете, преломляется на другое количество - блюз и фиалки больше, чем красные и желтые. Говорят, что свет рассеивается или разделяется в соответствии с цветом. После того, как рассеянные лучи перейдут в капельку воды, они отражают заднюю внутреннюю поверхность капли и снова выходят в воздух.
Впервые теория радуги была дана в 1637 году Р. Декартом. Он объяснил радугу как явление, связанное с отражением и преломлением света в дождевых каплях.
Образование цветов и их последовательность были объяснены позже, после разгадки сложной природы белого света и его дисперсии в среде. Дифракционная теория радуги разработана Эри и Пертнером.
Когда световые лучи выходят из воды в воздух, они снова преломляются. В результате этой второй рефракции разделение блюза и фиалок от красных и желтых становится более отчетливым. Наблюдатель на поверхности Земли может видеть чистый результат этой последовательности событий, повторяющихся снова и снова миллиардами отдельных капель воды. Радуга, которая производится, состоит просто из белого света солнца, разделенного на его составные части каждой отдельной капелькой воды.
Галоиды, солнечные лучи и солнечные столбы
Прохождение солнечного света через перистые облака может вызвать любое из оптических явлений, известных как ореолы, солнечные лучи или солнечные столбы. Одним из объяснений подобных явлений является то, что облака перистого цвета состоят из крошечных кристаллов льда, которые преломляют свет через очень конкретные углы, а именно 22 ° и 46 °. Когда солнечный свет светит сквозь перистые облака, каждый крошечный кристалл льда действует как стеклянная призма, преломляя свет под углом 22 ° или 46 °.
Явления, связанные с интерференцией света
Белые световые окружности вокруг Солнца или Луны, которые возникают в результате преломления или отражения света находящимися в атмосфере кристаллами льда или снега, называются гало. В атмосфере присутствуют небольшие кристаллы воды, и когда их грани образуют прямой угол с плоскостью, проходящей через Солнце, того, кто наблюдает эффект, и кристаллы, на небе становится виден характерный белый ореол, окружающий Солнце. Так грани отражают лучи света с отклонением на 22°, образуя гало. В холодное время года гало, образованные кристаллами льда и снега на поверхности земли, отражают солнечный свет и рассеивают его в разных направлениях, образуя эффект под названием "бриллиантовая пыль".
Одним из примеров этого явления является гало. Солнечный свет, сияющий сквозь перистые облака, преломляется таким образом, что круг света - гало-формы вокруг Солнца. Гало может происходить при 22 ° или 46 °. Когда относительно большие кристаллы льда ориентируются горизонтально в облаке перистых, форма рефракции, которую они образуют, не является кругом, а отражает отражение солнца.
Это отраженное изображение расположено на расстоянии 22 ° от фактического солнца, часто на или чуть выше горизонта. Дональд. Метеорология: атмосфера в действии. 2-е изд. Гринлер, Роберт. Радуги, гало и слава. Лютгенс, Фредерик К. и Эдвард Дж. Лютгенс, Фредерик К. Эдвард Дж. Тарбук и Деннис Таса. Атмосфера: введение в метеорологию. 8-е изд.
Наиболее известным примером большого гало является знаменитое, часто повторяющееся «Брокенское видение». Например, человек, стоящий на холме или горе, за спиной которого восходит или заходит солнце, обнаруживает, что его тень, упавшая на облака, становится неправдоподобно огромной. Это происходит из-за того, что мельчайшие капли тумана особым образом преломляют и отражают солнечный свет. Свое название явление получило по имени вершины Броккен в Германии, на которой, из-за частых туманов, можно регулярно наблюдать этот эффект.
Затем скопируйте и вставьте текст в свою библиографию или список цитируемых работ. Поскольку каждый стиль имеет свои собственные нюансы форматирования, которые меняются со временем, а не вся информация доступна для каждой ссылки или статьи, сайт не может гарантировать, что каждая цитата, которую он создает. Поэтому лучше всего использовать цитирование сайтов в качестве отправной точки, прежде чем проверять стиль на соответствие требованиям вашей школы или публикации и самую последнюю информацию, доступную на этих сайтах.
Поэтому не забудьте обратиться к этим рекомендациям при редактировании своей библиографии или списка цитируемых работ. Однако часто бывает важна дата поиска. . Падает на коллекцию капель воды - как в дождь, спрей, так и туман. Радуга наблюдается в направлении, противоположном Солнцу.
Паргелии.
"Паргелий" в переводе с греческого – "ложное солнце". Это одна из форм гало (см. пункт 6): на небе наблюдается одно или несколько дополнительных изображений Солнца, расположенных на той же высоте над горизонтом, что и настоящее Солнце. Миллионы кристаллов льда с вертикальной поверхностью, отражающие Солнце, и образуют это красивейшее явление.
Паргелии можно наблюдать в тихую погоду при низком положении Солнца, когда значительное количество призм располагается в воздухе так, что их главные оси вертикальны, и призмы медленно опускаются как маленькие парашютики. В этом случае наиболее яркий преломленный свет поступает в глаз под углом 220 с граней, расположенных вертикально, и создает вертикальные столбы по обе стороны от Солнца по горизонту. Эти столбы могут быть в некоторых местах особо яркими, создавая впечатление ложного Солнца.
Свет и цвет
Цветные лучи радуги вызваны внутренними лучями света, которые входят в них, каждый из которых согнут немного иным углом. Следовательно, составные цвета падающего света будут отделены при выходе из капли. Самая яркая и самая распространенная радуга - это так называемый первичный лук, который возникает из-за света, который возникает из капли после одного внутреннего отражения.
Хотя световые лучи могут выйти из капли более чем в одном направлении, высокая плотность лучей возникает при минимальном угле отклонения от направления входящих лучей. Таким образом, наблюдатель видит наивысшую интенсивность, глядя на лучи, которые имеют минимальное отклонение, которые образуют а с вершиной в глазу наблюдателя и с осью, проходящей через Солнце. Свет, выходящий из капель дождя после одного внутреннего отражения, имеет минимальное отклонение около 138 ° и, следовательно, наибольшую интенсивность в направлениях, образующих конус с угловым радиусом около 42 °, с дугами фиолетового, индиго, синего, зеленого, желтого, оранжевого, и красный.
Полярные сияния.
Одним из красивейших оптических явлений природы является полярное сияние. Невозможно передать словами красоту полярных сияний, переливающихся, мерцающих, пламенеющих на фоне темного ночного неба в полярных широтах.
В большинстве случаев полярные сияния имеют зеленый или сине-зеленый оттенок с изредка появляющимися пятнами или каймой розового или красного цвета.
Иногда может наблюдаться вторичный лук, который значительно менее интенсивный, чем первичный лук, и его цветовая последовательность меняется на противоположную. Вторичная радуга имеет угловой радиус около 50 ° и, следовательно, видна вне основного лука. Этот лук вытекает из света, который подвергся двум внутренним отражениям внутри капли воды. Радиаторы более высокого порядка, возникающие в результате трех или более внутренних отражений, чрезвычайно слабы и, следовательно, редко наблюдаются.
Иногда, слегка окрашенные кольца видны только внутри основного лука. Они называются сверхъестественными радугами; они обязаны своим происхождением воздействию на лучи света, выходящие из капли воды после одного внутреннего отражения. Атмосферная оптика - это отрасль физики, которая описывает, как свет взаимодействует с земной атмосферой, создавать широкий спектр визуальных очков. Такие вещи, как радуга, ледяные ореолы и сумеречные лучи, попадают под атмосферную оптику и многие другие.
Полярные сияния наблюдают в двух основных формах – в виде лент и в виде облакоподобных пятен. Когда сияние интенсивно, оно приобретает форму лент. Теряя интенсивность, оно превращается в пятна. Однако многие ленты исчезают, не успев разбиться на пятна. Ленты как бы висят в темном пространстве неба, напоминая гигантский занавес или драпировку, протянувшуюся обычно с востока на запад на тысячи километров. Высота занавеса составляет несколько сотен километров, толщина не превышает несколько сотен метров, причем он так нежен и прозрачен, что сквозь него видны звезды. Нижний край занавеса довольно отчетливо и резко очерчен и часто подкрашен в красный или розоватый цвет, напоминающий кайму занавеса, верхний – постепенно теряется в высоте и это создает особенно эффектное впечатление глубины пространства.
Различают четыре типа полярных сияний:
1. Однородная дуга – светящаяся полоса имеет наиболее простую, спокойную форму. Она более ярка снизу и постепенно исчезает кверху на фоне свечения неба;
2.Лучистая дуга – лента становится несколько более активной и подвижной, она образует мелкие складки и струйки;
3.Лучистая полоса – с ростом активности более крупные складки накладываются на мелкие;
4.При повышении активности складки или петли расширяются до огромных размеров (до сотни километров), нижний край ленты сияет розовым светом. Когда активность спадает, складки исчезают и лента возвращается к однородной форме. Это наводит на мысль, что однородная структура являе6тся основной формой полярного сияния, а складки связаны с возрастанием активности.
Часто возникают сияния иного вида. Они захватывают весь полярный район и оказываются очень интенсивными. Происходят они во время увеличения солнечной активности. Эти сияния представляются в виде беловато-зеленого свечения всей полярной шапки. Такие сияния называются шквалами.
Заключение
Когда-то миражи «Летучий голландец» и «Фата Моргана» наводили ужас на моряков. В ночь на 27 марта 1898 года, среди Тихого океана экипаж судна «Матадор» был напуган видением, когда в штиль в полночь увидел в 2милях (3,2 км) судно, которое боролось с сильным штормом. Все эти события на самом деле происходили на расстоянии 1700км.
Сегодня все, кто знает законы физики, а точнее ее раздела оптика, могут объяснить все эти загадочные явления.
В своей работе я не описала все оптические явления природы. Их очень много. Мы любуемся голубым цветом неба, румяной зарей, пылающим закатом - эти явления объясняются поглощением и рассеянием солнечного света. Работая с дополнительной литературой, я убедилась, что на вопросы, которые возникают при наблюдениях за окружающим нас миром, можно всегда найти ответы. Правда, надо знать, основы естественных наук.
ВЫВОД: Оптические явления в природе объясняются преломлением или отражением света, либо волновыми свойствами света- дисперсией, интерференцией, дифракцией, поляризацией, либо квантовыми свойствами света. Мир загадочен, но познаваем.
Человек - большой мастер строить воздушные замки на песке. Однако практика показывает: до матушки природы ему далеко. Мастерица от Бога способна на такой обман наших чувств, что дух захватывает! Но как бы волшебно ни выглядели оптические явления, примеры которых мы рассмотрим, они не фантасмагория, а результат течения физических процессов. В неоднородной атмосфере Земли лучи света искривляются, вызывая сонм иллюзий. Но разве можно представить себе мир без грез и видений? Он был бы таким серым…
Свет и цвет
Говоря про оптические явления, свет и формы которых наблюдает не одно поколение людей, подчеркнем, что цвета появляются в атмосфере вследствие того, что белый свет в ходе взаимодействия с материалами в атмосфере разбивается на составные части (спектр). Это взаимодействие осуществляется при помощи одной из трех основных форм: отражения, преломления (рефракции) и дифракции.
Если уж речь зашла о спектре, подумайте о том, как научить своего ребенка запомнить совокупности цветных полос, получающихся при прохождении светового луча через преломляющую среду. Поможет простая фраза: «Каждый (красный) охотник (оранжевый) желает (желтый) знать (зеленый), где (голубой) сидит(синий) фазан (фиолетовый)».
Есть возникновение вторичных волн, распространяющихся от границы двух сред обратно в первую среду. Рефракция - преломление лучей на границе двух сред. Дифракция - отгибание световыми потоками твердых частиц, капель жидкости, а также других материалов, присутствующих в атмосфере. Все это и есть причина процветающего во Вселенной «оптического обмана зрения». Примеров множество: начиная от синего цвета неба, миражей и радуги до ложных солнц и солнечных столбов.
Внутреннее отражение
Оптические явления в физике - важный раздел, достойный глубокого изучения. Так что продолжим. Отражение имеет место, когда световые лучи падают на гладкую поверхность и возвращаются под углом, равным входящему. Этот феномен объясняет происхождение цвета: некоторые части белого легче абсорбируются и отражаются, чем другие. Например, объект, который, как представляется, имеет зеленый цвет, кажется таковым потому, что поглощает все длины волн белого света, за исключением зеленого, который и находит свое отражение.
Одна из форм - внутреннее отражение - часто присутствует в объяснении оптических явлений. Свет входит в прозрачное физическое тело (материал), например каплю воды, через внешнюю поверхность и отсвечивает уже от внутренней. Затем, во второй раз - от материала. Цвет радуги частично можно объяснить с точки зрения внутреннего отражения.
Радуга-дуга
Радуга - оптическое явление, которое случается, когда солнечный свет и дождь специфическим образом объединяются. Лучи солнечного света разделяются на цвета, которые мы видим в радуге, когда они входят в дождевые капли. Это происходит тогда, когда луч падает на устремленные к Земле «дождинки» под определенным углом, цвета разделяются (белый свет разлагается в спектр), и мы видим яркую, праздничную радугу, напоминающую гигантский полукруглый мост.
Кажется, пестрота из изогнутых полос повисает прямо над головой. Излучающий источник всегда будет позади нас: видеть сразу ясное солнышко и красотку-радугу нельзя (разве что, если использовать для этой цели зеркало). Явление не чуждо Луне. Когда лунная ночь ярка, можно увидеть радужный «веер» и поблизости от Селены.
Когда вокруг почти ничего не видно, работают самые восприимчивые к свету фоторецепторы глаза человека - «палочки». Они чувствительны к изумрудно-зеленой части спектра, других цветов «не видят». В результате радуга выглядит белесой. Когда освещение усиливается, подключаются «колбочки», благодаря этим нервным окончаниям дуга смотрится более цветастой.
Мираж
С Земли мы наблюдаем только часть окружности первичной радуги. Свет при этом претерпевает одно отражение. В горах можно увидеть круглую радугу. А знаете ли вы, что «красавиц» бывает две и даже три? Радуга, взметнувшаяся над радугой, менее яркая и «перевернутая» (ведь первой). Третья случается там, где воздух кристально чист и прозрачен (например, в горах). Это что касается привычного зрелища.
Мираж - оптическое явление, которое обыденным не назовешь. В России оно относительно редко встречается. Каждый раз, произнося магическое слово, мы вспоминаем легенду о корабле-призраке "Летучий голландец". Согласно сказаниям, за преступления капитана он будет бороздить океанские просторы вплоть до второго пришествия.
А вот еще один «голландец». Летучим стал крейсер «Рипалс», затонувший в декабре 1941 года у берегов Цейлона. Его увидел "совсем рядом" экипаж британского судна "Вендор", находившийся в районе Мальдивских островов. На деле корабли разделяли 900 километров!
Фата Моргана
И другие - оптические явления, примеры из когорты потрясающих миражей «фата-моргана» (названы в честь героини британского эпоса). Необычное оптическое явление есть сочетание сразу нескольких форм. В небе образуется сложное, быстро меняющееся изображение. Глядя на виды того, что находится далеко за горизонтом, кажется, можно сойти с ума, настолько они «осязаемы».
Чудеса, вызванные атмосферными условиями, могут сбить с толку кого угодно. Особенно такие, как появление "слоя воды" в пустыне или на горячей дороге, вызванные преломлением лучей. Не только дети, но и взрослые не могут отделаться от ощущения, что животные, колодцы, деревья, строения реальны. Но, увы!
Свет проходит через слои неравномерно нагретого воздуха, создавая своеобразное изображение 3D. Миражи бывают нижние (отдаленная ровная поверхность обретает вид открытой воды), боковые (возникают рядом с сильно прогретой вертикальной поверхностью), хроно- (воспроизводят события прошлого).
Северное сияние
Размышляя о том, какие бывают оптические явления, невозможно не сказать о северном (полярном) сиянии. Оно имеет две основные формы: красивые сверкающие ленты и пятна, напоминающие облака. Интенсивное сияние, как правило, «ленточное». Случается, что цветные светящиеся полосы перестают существовать, так и не разбившись на составляющие.
В темноте небесного пространства занавес, как правило, тянется по направлению с востока на запад. «Шлейф» может достигать нескольких тысяч километров в ширину, и несколько сотен - в высоту. Это не плотный, а тонкий «заслон», сквозь который сверкают звездочки. Очень красивое зрелище.
Нижний край «кулисы» четок, имеет красноватый или розовый оттенок, верхний как будто растворяется в темноте, благодаря чему хорошо ощущается невыразимая глубина пространства. Обсудим четыре вида полярных сияний.
Однородная структура
Спокойной, простой формы сияние, яркое снизу и растворяющееся вверху, называют однородной дугой; активное, подвижное, с мелкими складками и струйками - лучистой дугой. Сияющие складки, накладывающиеся друг на друга (крупные на мелкие), называются «лучистая полоса».
И четвертый вид - когда область из складок и петель становится очень большой. После окончания активности лента обретает однородную структуру. Есть мнение, что однородность - основное свойство «его сиятельства». Складки возникают лишь в период усиления атмосферной активности.
Есть и другие оптические явления. Примеры не замедлим перечислить ниже. Шквал - сияние, придающее всей полярной шапке беловато-зеленое свечение. Он наблюдается на южном и северном полюсах Земли, в Исландии, Норвегии и т. д. Явление возникает в результате свечения намагниченных верхних при взаимодействии с заряженными частицами солнечного ветра (так называют истечение в пространство космоса плазмы из гелия и водорода).
Про можно сказать следующее: они часты в морозные дни, очень эффектны.
Святой Эльм в венцах зеленых лучей и гало
Есть и другие оптические явления. Например, гало, появление которого связано с ледяными кристалликами, образующимися в атмосфере. С радугой его роднит дисперсия (разложение света на составляющие), только уже не в капле, а в твердой структуре льда.
Радуги похожи одна на другую, ведь капли одинаковые, они только и могут, что падать. Гало насчитывает сотню видов, так как кристаллики разные и очень «шустрые»: то парят, то кружатся, то устремляются к Земле.
Мечтая в очередной раз «обмануться», можно полюбоваться на ложное солнце (паргелий) или Последние «сидят» на мачтах кораблей, острых вершинах высоких зданий. Мистика тут ни при чем. Это электрический разряд в атмосфере. Он часто возникает во время грозы или в песчаную бурю (когда частички электризуются).
Фотографы любят ловить «зеленый луч» (вспышка над солнцем и преломление лучей у горизонта). Его лучше всего запечатлевать на открытых пространствах, в безоблачную погоду. Зато венцы (дифракция света) хорошо видны, когда местность заволакивает туман (радужные круги вокруг фары вашего авто - это и есть венцы), а небо затянуто пеленой облаков. В тумане из мелких капелек круги особенно красивы. Когда туман сгущается - они расплываются. Поэтому уменьшение числа радужных колец расценивается как сигнал ухудшения погоды. Какой же это огромный мир - оптические явления! Примеры, разобранные нами - лишь верхушка айсберга. Зная об этих явлениях, мы сможем научно объяснить любую атмосферную иллюзию.
