Presentatie over: Optische verschijnselen. Optische verschijnselen: voorbeelden

optische verschijnselen in de natuur: reflectie, verzwakking, totale interne reflectie, regenboog, luchtspiegeling.

Russische Staat Agrarische Universiteit Moscow Agricultural Academy vernoemd naar K.A. Timiryazeva

Onderwerp: Optische verschijnselen in de natuur

Uitgevoerd

Bakhtina Tatiana Igorevna

Docent:

Momdzhi Sergey Georgievich

Moskou, 2014

1. Soorten optische fenomenen

3. Totale interne reflectie

Gevolgtrekking

1. Soorten optische fenomenen

Het optische fenomeen van elke zichtbare gebeurtenis is het resultaat van de interactie van licht en materiële omgevingen, fysiek en biologisch. Een groene lichtstraal is een voorbeeld van een optisch fenomeen.

Veelvoorkomende optische verschijnselen treden vaak op als gevolg van de interactie van licht van de zon of de maan met de atmosfeer, wolken, water, stof en andere deeltjes. Sommige zijn, zoals een groene lichtstraal, zo zeldzaam dat ze soms als mythisch worden beschouwd.

Optische verschijnselen zijn onder meer die welke voortkomen uit de optische eigenschappen van de atmosfeer, de rest van de natuur (andere verschijnselen); van objecten, natuurlijk of menselijk (optische effecten), waar onze ogen entoptisch van aard zijn.

Er zijn veel verschijnselen die voortkomen uit de kwantum- of golfaard van licht. Sommigen van hen zijn vrij subtiel en alleen waarneembaar met nauwkeurige metingen met wetenschappelijke instrumenten.

In mijn werk wil ik nadenken over en praten over optische fenomenen die verband houden met spiegels (reflectie, demping) en met atmosferische verschijnselen(luchtspiegeling, regenboog, poollicht), die we in het dagelijks leven vaak en veel tegenkomen.

2. Spiegelende optische verschijnselen

Mijn licht, spiegel, vertel me...

Als we een eenvoudige en nauwkeurige definitie nemen, dan is de Spiegel - glad oppervlak ontworpen om licht (of andere straling) te reflecteren. Het bekendste voorbeeld is een platte spiegel.

De moderne geschiedenis van spiegels gaat terug tot de 13e eeuw, of liever, vanaf 1240, toen ze in Europa schepen uit glas leerden blazen. De uitvinding van de spiegel van echt glas dateert uit 1279, toen Franciscaan John Peckam een ​​manier beschreef om glas te bedekken dunne laag blik.

Naast spiegels die door de mens zijn uitgevonden en gemaakt, is de lijst met reflecterende oppervlakken groot en uitgebreid: het oppervlak van een reservoir, soms ijs, soms gepolijst metaal, gewoon glas, als je er vanuit een bepaalde hoek naar kijkt, maar toch, het is een door de mens gemaakte spiegel die praktisch perfect reflecterend oppervlak kan worden genoemd.

Het principe van het pad van stralen die door een spiegel worden gereflecteerd, is eenvoudig als we de wetten van de geometrische optica toepassen, zonder rekening te houden met het golfkarakter van licht. Een lichtstraal valt op een spiegeloppervlak (beschouw een volledig ondoorzichtige spiegel) onder een hoek alfa met de normaal (loodrecht) getrokken naar het punt van inval van de straal op de spiegel. De hoek van de gereflecteerde straal zal gelijk zijn aan dezelfde waarde - alfa. Een straal die loodrecht op het spiegelvlak op een spiegel valt, wordt in zichzelf gereflecteerd.

Voor de eenvoudigste - platte - spiegel bevindt het beeld zich achter de spiegel symmetrisch ten opzichte van het object ten opzichte van het vlak van de spiegel, het is denkbeeldig, recht en even groot als het object zelf.

Dat het landschap weerspiegeld in het stilstaande water niet verschilt van het echte, maar alleen op zijn kop wordt gezet, is verre van het geval. Als een persoon laat in de avond kijkt hoe de lampen in het water worden weerspiegeld of hoe de kust die naar het water afdaalt, wordt gereflecteerd, dan zal de reflectie hem verkort lijken en volledig "verdwijnen" als de waarnemer hoog boven het oppervlak van het water. Ook zie je nooit de weerspiegeling van de bovenkant van de steen, waarvan een deel in water is ondergedompeld. Het landschap wordt door de waarnemer gezien alsof ze ernaar kijken vanaf een punt dat net zo veel dieper ligt dan het wateroppervlak als het oog van de waarnemer zich boven het oppervlak bevindt. Het verschil tussen het landschap en het beeld wordt kleiner naarmate het oog dichter bij het wateroppervlak komt, en ook naarmate het onderwerp zich verder verwijdert. Het lijkt vaak voor mensen dat de weerspiegeling van struiken en bomen in een vijver wordt gekenmerkt door een grotere helderheid van kleuren en verzadiging van tonen. Deze functie kan ook worden opgemerkt door de reflectie van objecten in de spiegel te observeren. Hierbij speelt psychologische perceptie een grotere rol dan de fysieke kant van het fenomeen. Het frame van de spiegel, de oevers van de vijver beperken een klein deel van het landschap, beschermen het perifere zicht van de persoon tegen overmatig verstrooid licht dat uit de hele lucht komt en een verblindende waarnemer, dat wil zeggen, hij kijkt naar een klein gebied van het landschap als door een donkere smalle pijp. Door de helderheid van gereflecteerd licht te verminderen in vergelijking met direct licht, kunnen mensen gemakkelijker de lucht, wolken en andere fel verlichte objecten observeren die, wanneer ze rechtstreeks worden bekeken, te fel zijn voor het oog.

3. Totale interne lichtreflectie

Een mooi gezicht is de fontein, waarin de uitgeworpen jets van binnenuit worden verlicht. Dit kan worden afgebeeld in normale omstandigheden door het volgende experiment uit te voeren. Boor een rond gat met een diameter van 5-6 mm in een hoog blik op een hoogte van 5 cm vanaf de onderkant. De gloeilamp met de fitting moet zorgvuldig in cellofaanpapier worden gewikkeld en voor het gat worden geplaatst. Je moet water in de pot gieten. Als we het gat openen, krijgen we een jet die van binnenuit wordt verlicht. V donkere kamer het gloeit helder en ziet er erg indrukwekkend uit. De jet kan elke kleur worden gegeven door gekleurd glas in de baan van de lichtstralen te plaatsen. Als je je vinger in de baan van de straal houdt, wordt het water gespoten en gloeien deze druppeltjes fel op. De verklaring voor dit fenomeen is vrij eenvoudig. Een lichtstraal passeert langs de waterstroom en raakt het gekromde oppervlak onder een grotere hoek dan de beperkende, ervaart totale interne reflectie en treft dan opnieuw de andere kant van de stroom onder een hoek die weer groter is dan de beperkende. Dus de straal gaat langs de stroom en buigt mee. Maar als het licht volledig in de jet zou worden gereflecteerd, zou het van buitenaf niet zichtbaar zijn. Een deel van het licht wordt verstrooid door water, luchtbellen en verschillende daarin aanwezige onzuiverheden, evenals door onregelmatigheden in het oppervlak van de straal, waardoor het van buitenaf zichtbaar is.

Ik zal hier een fysieke verklaring voor dit fenomeen geven. Laat de absolute brekingsindex van het eerste medium groter zijn dan de absolute brekingsindex van het tweede medium n1> n2, dat wil zeggen dat het eerste medium optisch dichter is. Hier zijn de absolute indicatoren van de media respectievelijk gelijk:

Als u vervolgens een lichtstraal van een optisch dichter medium in een optisch minder dicht medium richt, zal de gebroken straal naarmate de invalshoek toeneemt, het grensvlak tussen de twee media naderen, dan langs het grensvlak gaan, en met een verdere toename van de invalshoek, zal de gebroken straal verdwijnen, d.w.z. de invallende straal wordt volledig gereflecteerd door de interface tussen de twee media.

De grenshoek (alfa nul) is de invalshoek die overeenkomt met de brekingshoek van 90 graden. Voor water is de grenshoek 49 graden. Voor glas - 42 graden. Manifestaties in de natuur: - luchtbellen op onderwaterplanten lijken gespiegeld - dauwdruppels flitsen met kleurrijke lichten - "spel" van diamanten in de lichtstralen - het oppervlak van water in een glas, van onderaf bekeken door de glazen wand zal schijnen .

4. Atmosferische optische verschijnselen

Mirage is een optisch fenomeen in de atmosfeer: de weerkaatsing van licht door de grens tussen luchtlagen die sterk verschillen in dichtheid. Voor de waarnemer bestaat zo'n reflectie in het feit dat, samen met een object in de verte (of een deel van de lucht), zijn virtuele beeld zichtbaar is, verplaatst relatief.

Dat wil zeggen, een luchtspiegeling is niets meer dan een spel van lichtstralen. Feit is dat in de woestijn de aarde erg opwarmt. Maar tegelijkertijd varieert de luchttemperatuur boven de grond op verschillende afstanden ervan sterk. Zo is de temperatuur van de luchtlaag tien centimeter boven het maaiveld 30-50 graden lager dan de oppervlaktetemperatuur.

Alle natuurkundige wetten zeggen: licht in een homogeen medium plant zich in een rechte lijn voort. Onder zulke extreme omstandigheden is de wet echter niet van toepassing. Wat is er aan de hand? Bij zulke temperatuurverschillen beginnen de stralen te breken, en op de grond beginnen ze over het algemeen te worden gereflecteerd, terwijl ze illusies creëren die we vroeger luchtspiegelingen noemden. Dat wil zeggen, de lucht aan de oppervlakte wordt een spiegel.

Hoewel luchtspiegelingen meestal worden geassocieerd met woestijnen, kunnen ze heel vaak worden waargenomen boven het wateroppervlak, in de bergen en soms zelfs in grote steden. Met andere woorden, overal waar zich plotselinge temperatuurveranderingen voordoen, kunnen deze fantastische beelden worden waargenomen.

Dit fenomeen komt vrij vaak voor. In de grootste woestijn van onze planeet worden bijvoorbeeld jaarlijks ongeveer 160 duizend luchtspiegelingen waargenomen.

Het is heel interessant dat, hoewel luchtspiegelingen worden beschouwd als de kinderen van de woestijnen, onbetwiste leider door hun oorsprong werd Alaska lang geleden erkend. Hoe kouder het is, hoe helderder en mooier de waargenomen luchtspiegeling.

Hoe vaak dit fenomeen ook voorkomt, het is erg moeilijk om het te bestuderen. Waarom? Alles is heel eenvoudig. Niemand weet waar en wanneer hij zal verschijnen, hoe hij zal zijn en hoe lang hij zal leven.

Nadat er allerlei soorten records waren over luchtspiegelingen, moesten ze natuurlijk worden geclassificeerd. Het bleek dat, ondanks al hun diversiteit, het mogelijk was om slechts zes soorten luchtspiegelingen te identificeren: onderste (meer), bovenste (verschijnen in de lucht), zijkant, "Fata Morgana", spookluchtspiegelingen en weerwolfluchtspiegelingen.

Een meer complexe vorm van luchtspiegeling wordt Fata Morgana genoemd. Er is nog geen verklaring voor hem gevonden.

Lagere (meer) luchtspiegeling.

Dit zijn de meest voorkomende luchtspiegelingen. Ze kregen hun naam vanwege de plaatsen van hun oorsprong. Ze worden waargenomen op het oppervlak van land en water.

Bovenste luchtspiegelingen (luchtspiegelingen in de verte).

Dit soort luchtspiegelingen is even eenvoudig van oorsprong als de vorige soort. Dergelijke luchtspiegelingen zijn echter veel diverser en mooier. Ze verschijnen in de lucht. De meest opwindende hiervan zijn de beroemde spooksteden. Het is heel interessant dat ze meestal afbeeldingen vertegenwoordigen van objecten - steden, bergen, eilanden - die vele duizenden kilometers verwijderd zijn.

Luchtspiegelingen aan de zijkant

Ze ontstaan ​​nabij verticale oppervlakken die sterk worden opgewarmd door de zon. Dit kunnen rotsachtige kusten van de zee of het meer zijn, wanneer de kust al wordt verlicht door de zon en het wateroppervlak en de lucht erboven nog koud is. Dit soort luchtspiegelingen komt veel voor in het Meer van Genève.

Fata Morgana

Fata Morgana is de meest complexe soort luchtspiegelingen. Het is een verzameling van verschillende vormen van luchtspiegelingen tegelijk. Tegelijkertijd worden de objecten die de luchtspiegeling verbeeldt vermenigvuldigd en behoorlijk vervormd. Het is interessant dat dit soort luchtspiegelingen zijn naam heeft gekregen van Morgana, de zus van de beroemde Arthur. Ze nam naar verluidt aanstoot aan Lancelot omdat hij haar had afgewezen. Ondanks hem vestigde ze zich in de onderwaterwereld en begon wraak te nemen op alle mannen, hen te misleiden met spookachtige visioenen

Ook tal van "Vliegende Hollanders", die nog steeds door zeevarenden worden gezien, kunnen aan de Fata Morgan worden toegeschreven. Ze tonen meestal schepen die honderden of zelfs duizenden kilometers verwijderd zijn van waarnemers.

Misschien valt er niets meer te zeggen over de soorten luchtspiegelingen.

Ik wil hieraan toevoegen dat hoewel dit een buitengewoon mooi en mysterieus gezicht is, het ook erg gevaarlijk is. Ik dood luchtspiegelingen en drijf hun slachtoffers tot waanzin. Dit geldt met name voor luchtspiegelingen in de woestijn. En de verklaring van dit fenomeen verlicht het lot van reizigers niet.

Mensen proberen er echter tegen te vechten. Er worden speciale gidsen gemaakt, die de plaatsen aangeven van de meest voorkomende luchtspiegelingen, en soms hun vormen.

Trouwens, luchtspiegelingen worden verkregen in laboratoriumomstandigheden.

Bijvoorbeeld een eenvoudig experiment gepubliceerd in het boek van V.V. Mayra "Total Reflection of Light in Simple Experiments" (Moskou, 1986), hier gegeven gedetailleerde beschrijving het verkrijgen van modellen van een luchtspiegeling in een grote verscheidenheid aan omgevingen. De gemakkelijkste manier om een ​​luchtspiegeling waar te nemen is in water (Fig. 2). Bevestig een donkere, bij voorkeur zwarte, container op de bodem van een vat met een witte bodem, blikje van onder de koffie. Kijkend van boven naar beneden, bijna verticaal, langs de muur, giet snel in de pot heet water... Het oppervlak van het blik zal onmiddellijk glanzend worden. Waarom? Het feit is dat de brekingsindex van water toeneemt met de temperatuur. Aan het hete oppervlak van de pot is de watertemperatuur veel hoger dan in de verte. Zo wordt de lichtstraal gebogen op dezelfde manier als bij luchtspiegelingen in de woestijn of op heet asfalt. De pot lijkt ons glanzend door de totale reflectie van het licht.

Elke ontwerper wil weten waar hij photoshop kan downloaden.

Atmosferisch optisch en meteorologisch fenomeen waargenomen wanneer de zon (soms de maan) veel waterdruppels verlicht (regen of mist). Een regenboog ziet eruit als een veelkleurige boog of cirkel die bestaat uit de kleuren van het spectrum (vanaf de buitenrand: rood, oranje, geel, groen, lichtblauw, blauw, paars). Dit zijn de zeven kleuren die gewoonlijk worden onderscheiden in de regenboog in de Russische cultuur, maar er moet rekening mee worden gehouden dat het spectrum in feite continu is en dat de kleuren ervan vloeiend in elkaar overgaan door vele tussenliggende tinten.

Het middelpunt van de cirkel die door de regenboog wordt beschreven, ligt op een rechte lijn die door de waarnemer en de zon gaat. Bovendien bevindt de zon zich bij het waarnemen van een regenboog (in tegenstelling tot een halo) altijd achter de rug van de waarnemer en is het onmogelijk om tegelijkertijd de zon en de regenboog zien zonder optische apparaten te gebruiken. Voor een waarnemer op de grond ziet een regenboog er meestal uit als een boog, een deel van een cirkel, en hoe hoger het observatiepunt, hoe voller het is (vanuit een berg of een vliegtuig kun je ook een volledige cirkel zien). Wanneer de zon boven 42 graden boven de horizon komt, is de regenboog niet zichtbaar vanaf het aardoppervlak.

Een regenboog ontstaat wanneer zonlicht wordt gebroken en gereflecteerd door waterdruppels (regen of mist) die in de atmosfeer drijven. Deze druppels buigen het licht op verschillende manieren af verschillende kleuren(de brekingsindex van water voor licht met een langere golflengte (rood) is lager dan voor licht met een korte golflengte (violet), dus de zwakste afbuiging van rood licht - bij 137 ° 30 ", en vooral violet - bij 139 ° 20 "). Hierdoor wordt wit licht ontleed in een spectrum (er treedt lichtverstrooiing op). De waarnemer, die met zijn rug naar de lichtbron staat, ziet een veelkleurige gloed die uit de ruimte komt langs concentrische cirkels (bogen).

Meestal is er een primaire regenboog waarin licht één interne reflectie ondergaat. Het pad van de stralen wordt weergegeven in de figuur rechtsboven. In de primaire regenboog bevindt rood zich buiten de boog en is de hoekstraal 40-42 °.

Soms zie je een andere, minder heldere regenboog om de eerste heen. Dit is een secundaire regenboog, die wordt gevormd door licht dat twee keer in de druppeltjes wordt gereflecteerd. In de secundaire regenboog is de kleurvolgorde omgekeerd: paars aan de buitenkant en rood aan de binnenkant. De hoekstraal van de secundaire regenboog is 50-53 °. De lucht tussen de twee regenbogen is meestal merkbaar donkerder, dit gebied wordt de Alexanderstreep genoemd.

Het verschijnen van een regenboog van de derde orde in natuurlijke omstandigheden is uiterst zeldzaam. Er wordt aangenomen dat er in de afgelopen 250 jaar slechts vijf wetenschappelijke rapporten zijn geweest over de waarneming van dit fenomeen. Des te verrassender is het verschijnen in 2011 van een bericht dat het niet alleen mogelijk was om een ​​regenboog van de vierde orde waar te nemen, maar ook om deze op een foto te registreren. In laboratoriumomstandigheden is het mogelijk om regenbogen van veel hogere ordes te verkrijgen. Zo werd in een artikel gepubliceerd in 1998 betoogd dat de auteurs, met behulp van laserstraling, erin slaagden een regenboog van de 200ste orde te verkrijgen.

Primair regenbooglicht is voor 96% gepolariseerd langs de boog. Het secundaire regenbooglicht is voor 90% gepolariseerd.

Op een heldere maanverlichte nacht kun je ook een regenboog vanaf de maan observeren. Omdat de receptoren bij weinig licht van het menselijk oog - de staafjes - geen kleur waarnemen, lijkt de maanregenboog witachtig; hoe helderder het licht, hoe meer "gekleurd" de regenboog (kleurreceptoren - "kegels" zijn inbegrepen in de waarneming).

Onder bepaalde omstandigheden kan een dubbele, omgekeerde of zelfs cirkelvormige regenboog worden gezien. In feite zijn dit verschijnselen van een ander proces - de breking van licht in ijskristallen, verspreid in de atmosfeer, en verwijzen naar een halo. Voor het verschijnen van een omgekeerde regenboog aan de lucht (een bijna-zenith-boog, een zenit-boog - een van de soorten halo), zijn specifieke weersomstandigheden vereist, kenmerkend voor de Noord- en Zuidpool. Een omgekeerde regenboog wordt gevormd door de breking van licht dat door de stukken ijs van een dun wolkengordijn op een hoogte van 7-8 duizend meter gaat. De kleuren in zo'n regenboog zitten ook andersom: paars staat bovenaan, rood onderaan.

Poollicht

Aurora Borealis (Noorderlicht) is de gloed (luminescentie) van de bovenste lagen van de atmosferen van planeten met een magnetosfeer vanwege hun interactie met geladen deeltjes van de zonnewind.

In een zeer beperkt gebied van de bovenste atmosfeer kunnen aurora's worden veroorzaakt door laagenergetische geladen deeltjes van de zonnewind die de polaire ionosfeer binnenkomen via de noord- en zuidpolaire cuspen. Op het noordelijk halfrond kunnen in de middaguren cusp-aurora's worden waargenomen boven Spitsbergen.

Wanneer energetische deeltjes van de plasmalaag botsen met de bovenste atmosfeer, worden de atomen en moleculen van de gassen die deel uitmaken van de samenstelling ervan geëxciteerd. Straling van aangeslagen atomen in het zichtbare bereik wordt waargenomen als aurora. De poollichtspectra zijn afhankelijk van de samenstelling van de atmosferen van de planeten: als voor de aarde bijvoorbeeld de emissielijnen van geëxciteerde zuurstof en stikstof in het zichtbare bereik het helderst zijn, dan voor Jupiter - de emissielijnen van waterstof in het ultraviolet.

Aangezien ionisatie door geladen deeltjes het meest efficiënt plaatsvindt aan het einde van het deeltjespad en de dichtheid van de atmosfeer afneemt met toenemende hoogte in overeenstemming met de barometrische formule, hangt de hoogte van de poollichtverschijnselen vrij sterk af van de parameters van de atmosfeer van de planeet, want bijvoorbeeld voor de aarde met zijn nogal complexe atmosferische samenstelling, de rode gloed van zuurstof waargenomen op een hoogte van 200-400 km, en de gecombineerde gloed van stikstof en zuurstof - op een hoogte van ~ 110 km. Bovendien bepalen deze factoren ook de vorm van de aurora's - een vage bovengrens en vrij scherpe ondergrenzen.

Aurora's worden voornamelijk waargenomen op hoge breedtegraden van beide hemisferen in ovale zones-gordels rond de magnetische polen van de aarde - aurorale ovalen. De diameter van de poollichtovalen is ~ 3000 km tijdens de stille zon; aan de dagzijde is de zonegrens 10-16 ° van de magnetische pool en 20-23 ° aan de nachtzijde. Aangezien de magnetische polen van de aarde zich op een afstand van ~ 12 ° van de geografische polen bevinden, worden aurora's waargenomen op breedtegraden 67-70 °, maar soms zonneactiviteit het poollichtovaal breidt zich uit en poollicht kan worden waargenomen op lagere breedtegraden - 20-25 ° ten zuiden of ten noorden van de grenzen van hun gebruikelijke manifestatie. Op Stewart Island, dat slechts op 47 ° parallel ligt, komen bijvoorbeeld regelmatig aurora's voor. De Maori noemden het zelfs 'The Burning Ones'.

In het spectrum van de aurora's van de aarde is de meest intense straling afkomstig van de belangrijkste componenten van de atmosfeer - stikstof en zuurstof, terwijl hun emissielijnen zowel in atomaire als moleculaire (neutrale moleculen en moleculaire ionen) toestand worden waargenomen. Het meest intens zijn de emissielijnen van atomaire zuurstof en geïoniseerde stikstofmoleculen.

De zuurstofgloed wordt veroorzaakt door de emissie van aangeslagen atomen in metastabiele toestanden met golflengten van 557,7 nm (groene lijn, levensduur 0,74 sec.) En doublet 630 en 636,4 nm (rood gebied, levensduur 110 sec.). Dientengevolge wordt het rode doublet uitgestoten op hoogten van 150--400 km, waar, vanwege de hoge verdunning van de atmosfeer, de snelheid van uitdoving van aangeslagen toestanden tijdens botsingen laag is. Geïoniseerde stikstofmoleculen zenden uit bij 391,4 nm (nabij ultraviolet), 427,8 nm (violet) en 522,8 nm (groen). Elk fenomeen heeft echter zijn eigen unieke bereik, vanwege de inconsistentie chemische samenstelling atmosfeer en weersfactoren.

Het spectrum van aurora's verandert met de hoogte en afhankelijk van de emissielijnen die in het auroraspectrum heersen, worden aurora's verdeeld in twee typen: aurora's van type A op grote hoogte met een overwicht van atoomlijnen en aurora's van type B op relatief lage hoogten (80-90 km) met een overwicht van moleculaire lijnen in het spectrum als gevolg van botsingsdoving van atomaire aangeslagen toestanden in een relatief dichte atmosfeer op deze hoogten.

Aurora's komen veel vaker voor in de lente en de herfst dan in de winter en de zomer. De piek van de frequentie valt in de perioden die het dichtst bij de lente- en herfst-equinoxen liggen. Tijdens de aurora komt er in korte tijd enorm veel energie vrij. Voor een van de in 2007 geregistreerde storingen kwam er dus 5 · 1014 joule vrij, ongeveer evenveel als tijdens een aardbeving met een kracht van 5,5.

Wanneer bekeken vanaf het aardoppervlak, verschijnt de aurora in de vorm van een algemene snel veranderende gloed van de lucht of bewegende stralen, strepen, kronen, "gordijnen". De duur van aurora's varieert van tientallen minuten tot meerdere dagen.

Men dacht dat de aurora's op het noordelijk en zuidelijk halfrond symmetrisch waren. De gelijktijdige observatie van de aurora in mei 2001 vanuit de ruimte vanuit de noord- en zuidpool toonde echter aan dat de aurora en aurora significant van elkaar verschilden.

optisch licht quantum regenboog

Gevolgtrekking

Natuurlijke optische fenomenen zijn erg mooi en gevarieerd. In de oudheid, toen mensen hun aard niet begrepen, gaven ze ze mystieke, magische en religieuze betekenissen, vreesden en vreesden ze. Maar nu we zelfs in staat zijn om elk van de fenomenen met onze eigen handen te produceren in laboratoriumomstandigheden (en soms behoorlijk ambachtelijke), is de primitieve horror verdwenen en kunnen we gelukkig een regenboog zien flitsen in de lucht in ons dagelijks leven, ga naar het noorden om het poollicht te bewonderen en met nieuwsgierigheid een mysterieuze luchtspiegeling op te merken die door de woestijn flitste. En spiegels zijn een nog belangrijker onderdeel van ons dagelijks leven geworden - zowel in het dagelijks leven (bijvoorbeeld thuis, in auto's, in videocamera's) als in verschillende wetenschappelijke instrumenten: spectrofotometers, spectrometers, telescopen, lasers, medische apparatuur.

Vergelijkbare documenten

Wat is optica? Zijn typen en rol in de ontwikkeling van de moderne natuurkunde. Verschijnselen geassocieerd met de weerkaatsing van licht. De afhankelijkheid van de reflectiecoëfficiënt van de invalshoek van licht. Beschermende bril. Verschijnselen geassocieerd met de breking van licht. Regenboog, luchtspiegeling, poollicht.

samenvatting, toegevoegd 06/01/2010


Soorten optica. De atmosfeer van de aarde als optisch systeem. Zonnige zonsondergang. Kleur verandering lucht. Regenboogformatie, regenboogvariëteit. Poollicht. De zonnewind als oorzaak van het verschijnen van aurora borealis. Luchtspiegeling. Raadsels van optische verschijnselen.

scriptie toegevoegd 17/01/2007


De opvattingen van oude denkers over de aard van licht op basis van de eenvoudigste observaties van natuurlijke fenomenen. Prisma-elementen en optische materialen. Demonstratie van de invloed van de brekingsindices van licht van het materiaal van het prisma en de omgeving op het fenomeen van breking van licht in het prisma.

scriptie, toegevoegd 26-04-2011


Studie van corpusculaire en golftheorieën van licht. Studie van de condities van de maxima en minima van het interferentiepatroon. Toevoeging van twee monochromatische golven. De golflengte en kleur van het licht dat door het oog wordt waargenomen. Lokalisatie van interferentieranden.

samenvatting toegevoegd op 20-05-2015


Verschijnselen geassocieerd met breking, dispersie en interferentie van licht. Luchtspiegelingen op lange afstand. Diffractietheorie van de regenboog. Halo-vorming. Diamantstofeffect. Fenomeen "Broken vision". Observatie van parghelia in de lucht, kronen, aurora borealis.

presentatie toegevoegd 14/01/2014


diffractie mechanische golven... Verbinding tussen de verschijnselen van lichtinterferentie door het voorbeeld van het experiment van Jung. Het Huygens-Fresnel-principe, het belangrijkste postulaat van de golftheorie, dat het mogelijk maakte om diffractieverschijnselen te verklaren. De grenzen van de toepasbaarheid van geometrische optica.

presentatie toegevoegd op 18-11-2014


Theorie van het fenomeen. Diffractie is een reeks verschijnselen tijdens de voortplanting van licht in een medium met scherpe inhomogeniteiten. Het vinden en onderzoeken van de livoor diffractie vanuit een rond gat. Wiskundig model diffractie.

scriptie, toegevoegd 28-09-2007


Basiswetten van optische verschijnselen. De wetten van rechtlijnige voortplanting, reflectie en breking van licht, de onafhankelijkheid van lichtstralen. Fysische principes van het gebruik van lasers. Fysische verschijnselen en principes van een kwantumgenerator van coherent licht.

presentatie toegevoegd op 18-04-2014


Kenmerken van de fysica van licht- en golfverschijnselen. Analyse van enkele menselijke waarnemingen van de eigenschappen van licht. De essentie van de wetten van geometrische optica (rechtlijnige voortplanting van licht, de wetten van reflectie en breking van licht), de belangrijkste verlichtingswaarden.

scriptie, toegevoegd 13-10-2012


Onderzoek van diffractie, de verschijnselen van afwijking van licht van de rechtlijnige voortplantingsrichting bij het passeren van obstakels. Kenmerkend voor lichtgolven rond de grenzen van ondoorzichtige lichamen en de penetratie van licht in het gebied van een geometrische schaduw.

Iedereen is perfect bekend met door de mens gemaakte optische illusies, laat staan ​​dat de natuur ook verbluffende optische illusies kan creëren. In deze review zullen we ons concentreren op dergelijke "wonderen", die echter goed verklaarbaar zijn door de wetenschap. Dat is zeker - "geloof je ogen niet!"

1. "paardenstaart"

Van buitenaf lijkt het misschien alsof de waterval "in brand staat". In feite, wanneer het licht het water van de waterval in een rechte hoek raakt, lijkt het alsof de "paardenstaart" oplicht.

2. "Valse zon"

Deze illusie staat bekend als de "valse zon". Een soortgelijk fenomeen doet zich voor wanneer ijskristallen in de atmosfeer het effect creëren van twee extra zonnen aan weerszijden van de echte zon.

3. "Fata Morgana"

Dit is een zeer complexe vorm van luchtspiegeling die er vaak uitziet als echte door de mens gemaakte objecten. Fata morgana ontstaat doordat luchtmassa's met verschillende temperaturen lichtgolven vervormen.

4. "Lichtmast"

In dit geval zijn ook ijskristallen in de lucht verantwoordelijk voor de illusie. Een gigantische verticale straal verschijnt boven de lichtbronnen aan de hemel.

5. Gebroken geest

Het wordt ook wel het "bergspook" genoemd. Dit fenomeen doet zich voor wanneer de vergrote schaduw van een persoon op wolken of mist eronder wordt geworpen.

6. "Atlantische weg"

Deze brug in Noorwegen ziet eruit als een helling die nergens heen leidt. In feite is dit een optische illusie, aangezien de brug in feite een bocht maakt en zich achter de horizon "verbergt".

7. Maan illusie

Iedereen merkte op dat wanneer de maan dicht bij de horizon staat, hij veel groter lijkt. Maar als je er door een "verrekijker" met gevouwen handen naar kijkt, zal de Maan plotseling afnemen. Dit komt omdat de hersenen de grootte van de maan aanpassen ten opzichte van een ander object aan de horizon en (ten onrechte) besluiten dat de maan eigenlijk veel groter zou moeten zijn!

8. "Groene Straal"

Soms treedt dit fenomeen op net voor of na zonsondergang: er verschijnt slechts enkele seconden een groene vlek of straal aan de rand van de zonneschijf. Hoewel dit door verschillende factoren wordt veroorzaakt, is de algemene verklaring dat licht in de atmosfeer breekt en dit effect veroorzaakt.

9. Luchtafweerboog

Het volgende optische fenomeen is vergelijkbaar met een regenboog, maar de kleuren van zo'n boog zijn meestal veel zuiverder. En het wordt, in tegenstelling tot de regenboog, niet veroorzaakt door regendruppels, maar door ijskristallen.

10. Halo

Halo's zijn vaak te zien rond de zon of de maan. Het ziet eruit als een halo die dit hemellichaam omringt.

11. Alpine gloed

Dit interessante fenomeen doet zich voor wanneer de zon al onder de horizon is gezakt. Door het licht dat weerkaatst wordt door deeltjes in de atmosfeer, lijken bergen soms te worden verlicht met een roodachtige gloed.

12. Aurora Borealis

Op het noordelijk halfrond staat de aurora bekend als Aurora Borealis en op het zuidelijk halfrond heet het Aurora Australis. Deze verschijnselen worden veroorzaakt door magnetische stralen en zonnewind interactie met de bovenste atmosfeer.

13. Kwelders

Kwelders komen over de hele wereld voor. Ze kunnen een ongewone illusoire dieptewaarneming veroorzaken omdat de persoon geen oriëntatiepunten ziet.

14. "Apache-hoofd"

Apachekop is een rots op het Franse eiland Abian die lijkt op het hoofd van een indiaan. Dit fenomeen staat bekend als pareidolie - illusoire beelden gebaseerd op de details van een echt object.

15. "Bewaker van de woestenij"

Deze rotsformatie in de Canadese provincie Alberta is te zien op Google Earth. Van bovenaf zien de bergen eruit als het hoofd van een man met een Canadese Aboriginal-hoofdtooi. Bovendien zien de bergen eruit als een "Indiaan", hetzij in oorbellen of met een koptelefoon.

16. Wolk met een bliksemschicht

Een wolk met onweer is een van de meest indrukwekkende bezienswaardigheden. Zulke wolken zie je langs de zeekusten en ze zien er op zijn zachtst gezegd onheilspellend uit.

Liefhebbers van reizen en natuurlijke attracties moeten opletten.

We weten allemaal heel goed dat een van de belangrijkste indicatoren voor de waarde van stenen die worden gebruikt bij de vervaardiging van sieraden, hun zuiverheid of transparantie is, evenals helderheid en kleurstabiliteit. Uit de oudheid zijn uitdrukkingen als "zuivere waterdiamanten", "duivenbloedrobijnen", "korenbloemblauwe saffieren" tot onze dagen teruggekomen. Er zijn echter edelstenen, waarvan het belangrijkste hoogtepunt het vermogen is om ongebruikelijke optische effecten te manifesteren. Sommigen van hen kunnen van kleur veranderen afhankelijk van de golflengte van de lichtbron (alexandriet), op het oppervlak van anderen verschijnen multi-ray "sterren", anderen glinsteren als de irissen van de ogen, in de vierde, kleine insluitsels van mica creëren een goud-zilverachtige "aventurijn" flikkering. Daarnaast zijn er ook natuurlijke fenomenen zoals irisatie (opalen, maanstenen, enz.), breking van licht op de kristalvlakken van minerale groei (astrofyliet, malachiet, eudialyt, charoiet), reflectie van de oppervlakken van interne insluitsels in transparant kwarts ("haren", strass met sericiet en chloriet) of chalcedoon (vuuragaat met hematietvlokken), en nog veel meer. Zelfs kleine belletjes van gas-vloeibare insluitsels, laag voor laag in vulkanisch obsidiaanglas, geven het een iriserend grijs haar.

Nu vinden al deze verschijnselen hun verklaring vanuit het oogpunt van de wetenschap van de optische eigenschappen van mineralen. Maar juist vanwege de ongebruikelijke lichteffecten heeft de mensheid in de loop der jaren dergelijke stenen talrijke mystieke eigenschappen gegeven. Dus, "oog" stenen moesten hun eigenaren beschermen tegen het boze oog, aventurijnen brengen rijkdom, "asterics" zorgen voor een verbinding met andere werelden....

ALEXANDRIET EFFECT OF KLEURVERANDERING EFFECT
Alexandrite-effect - een verandering in de zichtbare kleur van een mineraal, afhankelijk van de aard van de verlichting. Mineralen met dit effect vertonen er een kleurtint in natuurlijk licht en totaal anders - in kunstlicht. De meest opvallende vertegenwoordiger van dit fenomeen is alexandriet (een soort chrysoberyl), dat van kleur verandert van geelachtig, bruinachtig, grijsachtig en blauwgroen (met overdag zonlicht) tot oranjerood, bruinrood en paarsrood (indien kunstmatig). Hoe sterker de kleurverandering (omgekeerd), hoe waardevoller de steen.
Het Fersman Mineralogisch Museum (Moskou) herbergt 's werelds grootste blok alexandriet. Hij weegt 5 kilogram en bestaat uit 22 kristallen, overdag donkergroen en 's avonds knalrood. Het grootste gefacetteerde alexandrietkristal met een gewicht van 66 karaat wordt bewaard in het Smithsonian Institution in Washington.
Een soortgelijk effect is ook bekend voor sommige korund, spinel, toermalijn, granaten, kyaniet en fluoriet.

Foto: www.wiki.web.ru		Foto: www.wiki.web.ru

ASTERISME OF STER EFFECT
Asterisme (naam uit het Grieks. Aster - ster), of stereffect, stereffect is een optisch fenomeen dat inherent is aan sommige edelstenen. Het "ster"-effect verschijnt als gevolg van de weerkaatsing van licht van interne insluitsels in de steen. Het aantal en de richting van de stralen hangt af van het type, de locatie en de oriëntatie van de insluitsels.
Asterisme is van twee soorten:
... diasterisme, treedt op wanneer licht door een steen gaat;
... epiasterisme, treedt op wanneer licht wordt teruggekaatst (de lichtbron bevindt zich direct boven het gepolijste oppervlak), in dit geval kan alleen een 12-puntige ster worden waargenomen.
Robijnen en saffieren gesneden in de vorm van een cabochon worden gekenmerkt door een 6-puntige ster (voornamelijk door naaldachtige insluitsels van rutiel en/of hematiet), maar er kan ook een 12-puntige ster verschijnen.
In kristallen van diopside en enstatiet zijn insluitsels van magnetiet de oorzaak van het verschijnen van een 4-straals ster. Hoewel zeldzaam, worden 4- en 6-straals stergranaten gevonden. De 6-puntige ster is ook te zien in rozenkwarts. Er is een stervormige spinel met een 6-doorgelichte ster, en veel minder vaak met een 4-doorgelichte. Haar asterisme wordt veroorzaakt door ordelijk georiënteerde insluitsels van rutiel, sillimanite en andere mineralen. Maar er zijn niet meer dan een dozijn 6-straals stervormige smaragden in de wereld.
Helaas heeft de populariteit van "sterstenen" geleid tot een toename van de productie van synthetische analogen, voornamelijk robijnen en saffieren. In synthetische stenen zijn de sterren erg helder, contrasterend, de stralen zijn sterk uitgesproken en duidelijk. Natuurlijk korund, in cabochons gesneden, met een kunstmatig gecreëerde ster, wordt steeds meer verspreid.

EFFECT "KATTENOOG"
"Kattenoog" verwijst naar het optische effect van een strook licht die lijkt op een kattenoog en het resultaat is van de weerkaatsing van licht door de kleinste insluitsels. Een heldere lijn (strip) glinstert van links naar rechts en de lichtflits beweegt mee met de beweging van de steen. Dit optische effect is het best te zien in gepolijste cabochons, maar wordt vaak gezien op een onbehandelde afgebroken of geslepen steen terwijl deze wordt gedraaid.
Als de term "kattenoog" wordt gebruikt zonder het mineraal te specificeren, verwijst het naar een variëteit van chrysoberyl, ook bekend als cymophane. In cymophane is dit effect te wijten aan de reflectie van licht van microscopisch kleine holle kanalen en insluitsels van de fijnste vezelige naaldvormige kristallen van actinoliet of sillimanite, parallel georiënteerd aan een van de kristallografische assen. Cymophane werd voor het eerst beschreven door Gayuy in 1798. De kleur van cymophane varieert van honingbruin tot appelgroen, maar rijke gouden kleuren worden het meest gewaardeerd. De beste voorbeelden worden gedolven in Sri Lanka en Madagaskar.
Er zijn nogal wat mineralen waarin je het effect van een kattenoog kunt waarnemen. Dit zijn toermalijn, apatiet, scapoliet, nefriet, diopside, zirkoon en andere. Kwarts vormt ook vaak pseudomorfen langs parallelle vezelachtige aggregaten, terwijl kwarts een sterk kattenoogeffect vertoont. (Quartz Cat's Eye, Tiger's Eye, Hawkeye, Bull's Eye)
Een groot aantal in de handel verkrijgbare stenen met de naam "kattenoog" zijn imitaties van glas. Imitaties kunnen van elke grootte en kleur zijn en hebben zeer heldere highlights. De productie vond plaats in China op basis van speciaal glasvezelglas met kleuradditieven.

IRISATIE
Irisatie (van het Latijnse "iris" - de iris van het oog), een optisch effect dat zich manifesteert in sommige mineralen in de vorm van een interne iriserende kleurgloed onder heldere verlichting op een gelijkmatige splitsing van stenen en vooral na het polijsten. Dit effect komt het best tot uiting in nobel opaal - opalescentie .
Adularescentie - speciaal geval de irisatie waargenomen in de iriserende adularia is eigenlijk de "maansteen". Adular wordt een doorschijnende tot ondoorzichtige variëteit van kaliumveldspaat genoemd met een golfachtige overloop in witte en blauwe tinten. Momenteel worden imitaties ervan vaak verkocht in winkels onder het mom van maansteen; hun massaproductie is al lang gevestigd in India en China op basis van mat doorschijnend getint glas of plastic. Een kenmerkend verschil met natuurlijke is de afwezigheid van specifieke glinstering tijdens rotatie, de imitatie schijnt gelijkmatig onder elke hoek.
Labradorescentie - nog een bijzonder geval van irisatie, wat te zien is bij Labrador (een mineraal uit de groep van veldspaten) en spectroliet (een prachtige variëteit van Finse Labrador), in de vorm van een iriserend kleurenspel op de randen en splijtvlakken van kristallen .

Foto: uit de fondsen van VO "World of Stone"

VOORUITGAAN
Een optisch fonkelingseffect gevormd door de weerkaatsing van licht van lamellaire insluitsels. Het wordt waargenomen in aventurijn, sommige veldspaten, zelden in beryl en sommige andere mineralen.
Aventurijn wordt meestal een fijnkorrelig kwartsaggregaat genoemd met een karakteristieke flikkering die overgaat in een overloop, die perfect zichtbaar is op het gepolijste oppervlak van het monster. De meest voorkomende aventurines van groene kleur met insluitsels van mica-fuchsiet worden ook gevonden aventurijnen van roodbruine en grijsgele kleur met een gouden glans veroorzaakt door insluitsels van kleine vlokken van hematiet, goethiet of mica-biotiet en groenachtig grijs of wit met insluitsels van mica-sericiet. Geschubde insluitsels in aventurijn zijn gelijkmatig verspreid en in een of andere mate parallel aan elkaar georiënteerd, wat het effect van expressieve glitter creëert. Aventurijn wordt vaak vervangen door imitatieglas (aventurijnglas) met spaanvuller. De schittering is meestal erg sterk, wat ongebruikelijk is voor natuurlijke aventurijn, elke kleur, maar meestal blauw, groen en bruin.
Kwarts aventurijn heeft onder natuurstenen de grootste overeenkomst met veldspaat aventurijn, de zogenaamde " zonnesteen". Het wordt gekenmerkt door een sprankelende gouden glans en gestippelde sprankeling van oranjerode, felgele of karmozijnrode tinten. Visueel vergeleken met veldspaat-aventurijn, is de grootte van sprankelende schubben in kwarts-aventurijn aanzienlijk kleiner en heeft de overloop geen karakteristieke olieachtige glans.
Een soortgelijk effect wordt waargenomen in lichtblauwe en roze beryl, vanwege de aanwezigheid van geordend georiënteerde hematietplaten.

1. Optische verschijnselen in de atmosfeer waren de eerste optische effecten die door mensen werden waargenomen. Door de aard van deze verschijnselen en de aard van het menselijk gezichtsvermogen te begrijpen, begon de vorming van het probleem van het licht.

Het totale aantal optische verschijnselen in de atmosfeer is erg groot. Alleen de meest bekende fenomenen zullen hier worden beschouwd - luchtspiegelingen, regenbogen, halo's, kronen, fonkelende sterren, blauwe lucht en scharlaken dageraad... De vorming van deze effecten hangt samen met eigenschappen van licht als breking op de grensvlakken tussen media, interferentie en diffractie.

2. Atmosferische breking – dit is de kromming van lichtstralen wanneer ze door de atmosfeer van de planeet gaan... Afhankelijk van de bronnen van de stralen onderscheiden ze astronomisch en terrestrisch breking. In het eerste geval komen de stralen van hemellichamen (sterren, planeten), in het tweede geval van aardse objecten. Als gevolg van atmosferische breking ziet de waarnemer het object niet waar het is, of niet in de vorm die het heeft.

3. Astronomische breking was al bekend ten tijde van Ptolemaeus (2e eeuw na Christus). In 1604 suggereerde I. Kepler dat de atmosfeer van de aarde een van de hoogte onafhankelijke dichtheid en een bepaalde dikte heeft H(Afb. 199). Straal 1 komt van de ster S rechtstreeks naar de waarnemer EEN in een rechte lijn, zal niet in zijn oog vallen. Na gebroken te zijn op de grens van vacuüm en atmosfeer, zal het het punt raken V.

Straal 2 zal het oog van de waarnemer binnendringen, dat bij afwezigheid van breking in de atmosfeer voorbij had moeten gaan. Als gevolg van breking (breking) zal de waarnemer de ster niet in de richting zien S, en op de voortzetting van de in de atmosfeer gebroken straal, dat wil zeggen in de richting S 1 .

Injectie γ , die afwijkt naar het zenit Z schijnbare sterpositie S 1 versus ware positie S worden genoemd brekingshoek... In Keplers tijd waren de brekingshoeken al bekend uit de resultaten van astronomische waarnemingen van enkele sterren. Daarom gebruikte Kepler dit schema om de dikte van de atmosfeer te schatten H... Volgens zijn berekeningen bleek het H»4km. Als we tellen met de massa van de atmosfeer, dan is dit ongeveer twee keer minder dan de echte.

In werkelijkheid neemt de dichtheid van de aardatmosfeer af met de hoogte. Daarom zijn de onderste luchtlagen optisch dichter dan de bovenste. De lichtstralen, die schuin naar de aarde gaan, worden niet op één punt van de grens tussen vacuüm en atmosfeer gebroken, zoals in het schema van Kepler, maar worden geleidelijk over de hele lengte van het pad gebogen. Dit is vergelijkbaar met hoe een lichtstraal door een stapel transparante platen gaat, waarvan de brekingsindex hoger is naarmate de plaat lager ligt. Het algehele effect van breking manifesteert zich echter op dezelfde manier als in het schema van Kepler. Laten we twee fenomenen opmerken die te wijten zijn aan astronomische breking.

A. De zichtbare posities van hemellichamen worden verschoven naar het zenit door de brekingshoek γ ... Hoe lager de ster bij de horizon staat, des te opvallender stijgt zijn schijnbare positie aan de hemel in vergelijking met de werkelijke (Fig. 200). daarom de foto sterrenhemel waargenomen vanaf de aarde enigszins vervormd naar het centrum. Alleen het punt verschuift niet S op zijn hoogtepunt. Door atmosferische breking kunnen sterren iets onder de geometrische horizon worden waargenomen.

Brekingshoekwaarden γ snel afnemen met toenemende hoek β de hoogte van de ster boven de horizon. Bij β = 0 γ = 35" ... Dit is de maximale brekingshoek. Bij β = 5º γ = 10" , Bij β = 15º γ = 3" , Bij β = 30º γ = 1" ... Voor armaturen waarvan de hoogte β > 30º, brekingsverplaatsing γ < 1" .

B. De zon verlicht meer dan de helft van het oppervlak de wereldbol ... Stralen 1 - 1, die, bij afwezigheid van de atmosfeer, de aarde zouden moeten raken op punten met een diametrale doorsnede DD, dankzij de atmosfeer raken ze het iets eerder aan (Fig. 201).

Stralen 2 - 2 raken het oppervlak van de aarde, dat zonder de atmosfeer voorbij zou zijn gegaan. Als gevolg hiervan is de terminatorlijn BB, die licht van schaduw scheidt, wordt verschoven naar het gebied van het nachtelijk halfrond. Daarom is het gebied van het dagoppervlak op aarde groter dan het gebied van de nacht.

4. Aarde breking... Als de verschijnselen van astronomische breking te wijten zijn aan: globaal brekingseffect van de atmosfeer, dan zijn de verschijnselen van terrestrische breking het gevolg van lokale veranderingen in de atmosfeer meestal geassocieerd met temperatuurafwijkingen. De meest opmerkelijke manifestaties van terrestrische breking zijn: luchtspiegelingen.

A. Bovenste luchtspiegeling(vanaf fr. luchtspiegeling). Het wordt meestal waargenomen in arctische gebieden met heldere lucht en lage temperaturen op het aardoppervlak. De sterke afkoeling van het oppervlak is hier niet alleen te wijten aan de lage stand van de zon boven de horizon, maar ook aan het feit dat het oppervlak, bedekt met sneeuw of ijs, de meeste straling de ruimte in reflecteert. Hierdoor daalt in de oppervlaktelaag bij het naderen van het aardoppervlak de temperatuur zeer snel en neemt de optische dichtheid van de lucht toe.

De afbuiging van de stralen naar de aarde is soms zo significant dat objecten worden waargenomen die ver buiten de lijn van de geometrische horizon liggen. Straal 2 in Fig. 202, die in een gewone atmosfeer naar zijn bovenste lagen zou gaan, buigt in dit geval naar de aarde en valt in het oog van de waarnemer.

Blijkbaar wordt zo'n luchtspiegeling vertegenwoordigd door de legendarische "Vliegende Hollanders" - de geesten van schepen die zich in werkelijkheid op een afstand van honderden en zelfs duizenden kilometers bevinden. Verrassend genoeg is er in de bovenste luchtspiegelingen geen merkbare afname van de schijnbare grootte van de lichamen.

In 1898 nam de bemanning van het Bremen-schip "Matador" bijvoorbeeld een spookschip waar, waarvan de schijnbare afmetingen overeenkwamen met een afstand van 3-5 mijl. In feite, zoals later bleek, bevond dit schip zich op dat moment op een afstand van ongeveer duizend mijl. (1 zeemijl is gelijk aan 1852 m). Grondlucht buigt niet alleen lichtstralen af, maar bundelt ze ook als een complex optisch systeem.

Onder normale omstandigheden daalt de luchttemperatuur met toenemende hoogte. Het omgekeerde temperatuurverloop, wanneer de temperatuur stijgt met toenemende hoogte, wordt genoemd temperatuur inversie... Temperatuurinversies kunnen niet alleen voorkomen in de Arctische zones, maar ook op andere plaatsen lager op de breedtegraad. Daarom kunnen luchtspiegelingen optreden overal waar de lucht schoon genoeg is en waar temperatuurinversies optreden. Zo worden bijvoorbeeld luchtspiegelingen in de verte waargenomen langs de Middellandse Zeekust. Temperatuurinversie wordt hier gecreëerd door hete lucht uit de Sahara.

B. Nether luchtspiegeling treedt op wanneer de temperatuur wordt omgekeerd en wordt meestal waargenomen in woestijnen bij warm weer. Tegen de middag, als de zon hoog staat, warmt de zandgrond van de woestijn, bestaande uit deeltjes vaste mineralen, op tot 50 graden of meer. Tegelijkertijd blijft de lucht op enkele tientallen meters hoogte relatief koud. Daarom blijkt de brekingsindex van de luchtlagen erboven merkbaar hoger te zijn in vergelijking met de lucht nabij de grond. Dit leidt ook tot buiging van de stralen, maar in de tegenovergestelde richting (Fig. 203).

De lichtstralen die afkomstig zijn van de delen van de lucht die zich laag boven de horizon bevinden, tegenover de waarnemer, worden constant naar boven gebogen en komen het oog van de waarnemer binnen in de richting van beneden naar boven. Als gevolg hiervan ziet de waarnemer bij hun voortzetting op het aardoppervlak een weerspiegeling van de lucht, die lijkt op een wateroppervlak. Dit is de zogenaamde "meer" luchtspiegeling.

Het effect wordt nog versterkt als er in de richting van de waarneming rotsen, heuvels, bomen, gebouwen zijn. In dit geval worden ze gezien als eilanden in het midden van een uitgestrekt meer. Bovendien is niet alleen het object zichtbaar, maar ook de reflectie ervan. Door de aard van de buiging van de stralen, werkt de oppervlakteluchtlaag als een spiegel van het wateroppervlak.

5. Regenboog... Het is kleurrijk een optisch fenomeen waargenomen tijdens regen, verlicht door de zon en is een systeem van concentrische kleurbogen.

De eerste theorie van de regenboog werd ontwikkeld door Descartes in 1637. Tegen die tijd waren de volgende experimentele feiten met betrekking tot de regenboog bekend:

A. Het middelpunt van de regenboog O ligt op de lijn die de zon verbindt met het oog van de waarnemer(Afb. 204).

B. Rond de symmetrielijn Oog - Zon is een gekleurde boog met een hoekstraal van ongeveer 42 ° ... De kleuren zijn gerangschikt, geteld vanaf het midden, in de volgorde: blauw (g), groen (h), rood (k)(lijngroep 1). Deze hoofdregenboog... Binnen de hoofdregenboog zijn er vage veelkleurige bogen van roodachtige en groenachtige tinten.

v. Een tweede systeem van bogen met een hoekstraal van ongeveer 51 ° een secundaire regenboog genoemd. De kleuren zijn veel bleker en gaan in de tegenovergestelde volgorde, geteld vanaf het midden, rood, groen, blauw (een groep lijnen 2) .

G. De hoofdregenboog verschijnt alleen als de zon onder een hoek van maximaal 42° boven de horizon staat.

Zoals Descartes vaststelde, is de belangrijkste reden voor de vorming van de hoofd- en secundaire regenboog de breking en reflectie van lichtstralen in regendruppels. Laten we eens kijken naar de belangrijkste bepalingen van zijn theorie.

6. Breking en reflectie van een monochromatische straal in een druppel... Laat de monochromatische bundelintensiteit I 0 valt op een bolvormige daling van de straal R op afstand ja vanaf de as in het vlak van de diametrale doorsnede (Fig. 205). Op het punt van vallen EEN een deel van de straal wordt gereflecteerd en het grootste deel met de intensiteit I 1 gaat over in de druppel. Bij het punt B het grootste deel van de straal gaat de lucht in (in Fig. 205, vrijgegeven in V de straal wordt niet getoond), en een kleiner deel wordt gereflecteerd en valt op het punt MET... Op het punt uitkomen MET straalintensiteit I 3 neemt deel aan de vorming van de hoofdregenboog en zwakke secundaire strepen binnen de hoofdregenboog.

Vind de hoek θ waaronder de balk uitkomt I 3 met betrekking tot de invallende bundel I 0. Merk op dat alle hoeken tussen de straal en de normaal in de druppel hetzelfde zijn en gelijk aan de brekingshoek β ... (driehoeken) OAV en boordcomputer gelijkbenig). Het maakt niet uit hoeveel de straal "wervelt" in de druppel, alle hoeken van inval en reflectie zijn hetzelfde en gelijk aan de brekingshoek β ... Om deze reden kan elke straal die uit een druppel komt op punten V, MET enz., komt uit onder dezelfde hoek, gelijk aan de invalshoek α .

Om de hoek te vinden θ straalafbuiging I 3 vanaf de eerste, is het noodzakelijk om de afwijkingshoeken in punten op te tellen EEN, V en MET: q = (α - β) + (π - 2β) + (α - β) = π + 2α – 4β . (25.1)

Het is handiger om een ​​scherpe hoek te meten φ = π - q = 4β – 2α . (25.2)

Na berekeningen voor enkele honderden stralen te hebben uitgevoerd, ontdekte Descartes dat de hoek φ met groei ja, dat wil zeggen, als de straal weg beweegt I 0 vanaf de druppel-as, groeit in eerste instantie in absolute waarde, at ja/R≈ 0,85 neemt de maximale waarde en begint dan af te nemen.

Dit is nu de grenswaarde van de hoek φ kan worden gevonden door de functie te onderzoeken φ tot het uiterste door Bij... sinds zonde α = yçR en zonde β = yçR· N, dan α = arcsin ( yçR), β = arcsin ( yçRn). Dan

, . (25.3)

Als we de termen in verschillende delen van de gelijkheid en kwadratuur uitbreiden, krijgen we:

, (25.4)

voor geel D- natriumlijnen λ = 589,3 nm brekingsindex van water N= 1.333. Punt afstand EEN voorkomens van deze straal vanaf de as ja= 0,861R... De begrenzingshoek voor deze straal is

Ik vraag me af wat het punt is V de eerste reflectie van de straal in de druppel is ook op de maximale afstand van de druppel-as. Verkennen onder een extreme hoek D= P– α – ε = P– α – (P– 2β ) = 2β – α de grootste Bij, krijgen we dezelfde toestand, Bij= 0,861R en D= 42,08 ° / 2 = 21,04 °.

Afbeelding 206 toont de afhankelijkheid van de hoek φ , waaronder een straal uit de druppel komt na de eerste reflectie (formule 25.2), vanuit de positie van het punt EEN de ingang van de straal in de druppel. Alle stralen worden in de kegel gereflecteerd met een tophoek van ≈ 42º.

Voor de vorming van een regenboog is het heel belangrijk dat de stralen die de regenboog binnendringen in een cilindrische laag met een dikte vallen çR van 0,81 tot 0,90, verschijnen na reflectie in de dunne wand van de kegel in het hoekbereik van 41,48º tot 42,08º. Buiten is de wand van de kegel glad (er is een extremum van de hoek φ ), van binnenuit - los. Hoekwanddikte ≈ 20 boogminuten. Voor doorvallende stralen gedraagt ​​de druppel zich als een lens met brandpuntsafstand F= 1,5R... Stralen komen de druppel binnen over het gehele oppervlak van het eerste halfrond, worden teruggekaatst door een divergerende bundel in de ruimte van een kegel met een axiale hoek van 42º, en gaan door een raam met een hoekstraal van ≈ 21º (Fig. 207 ).

7. De intensiteit van de stralen die door de druppel worden uitgezonden... Hier zullen we het alleen hebben over de stralen die na de 1e reflectie uit de druppel zijn voortgekomen (Fig. 205). Als een straal onder een hoek op een druppel valt α , heeft een intensiteit I 0, dan heeft de in de druppel doorgelaten straal een intensiteit I 1 = I 0 (1 – ρ ), waar ρ Is de intensiteit reflectiecoëfficiënt.

Voor ongepolariseerd licht is de reflectie ρ kan worden berekend met behulp van de Fresnel-formule (17.20). Omdat de formule de kwadraten van functies van het verschil en de som van de hoeken bevat α en β , dan hangt de reflectiecoëfficiënt niet af van of een straal de druppel binnenkomt of uit de druppel komt. Sinds de hoeken α en β in punten EEN, V, MET hetzelfde zijn, dan is de coëfficiënt ρ op alle punten EEN, V, MET hetzelfde. Vandaar dat de intensiteit van de stralen I 1 = I 0 (1 – ρ ), I 2 = I 1 ρ = I 0 ρ (1 – ρ ), I 3 = I 2 (1 – ρ ) = I 0 ρ (1 – ρ ) 2 .

Tabel 25.1 toont de waarden van de hoeken φ , coëfficiënt ρ en intensiteitsverhoudingen I 3 çI 0 berekend op verschillende afstanden çR de ingang van de straal voor de gele natriumlijn λ = 589,3 nm. Zoals te zien is aan de tabel, bij Bij≤ 0,8R in de straal I 3, valt minder dan 4% van de energie van de straal die op de druppel valt. En alleen beginnen met Bij= 0,8R en meer tot Bij= R de intensiteit van de uitgezonden straal I 3 neemt meerdere keren toe.

Tabel 25.1
ja/R	α ,º	β ,º	φ ,º	ρ	I 3 /I 0
0	0	0	0	0,020	0,019
0,30	17,38	12,94	16,99	0,020	0,019
0,50	29,87	21,89	27,82	0,021	0,020
0,60	36,65	26,62	33,17	0,023	0,022
0,65	40,36	29,01	35,34	0,025	0,024
0,70	44,17	31,52	37,73	0,027	0,025
0,75	48,34	34,09	39,67	0,031	0,029
0,80	52,84	36,71	41,15	0,039	0,036
0,85	57,91	39,39	42,08	0,052	0,046
0,90	63,84	42,24	41,27	0,074	0,063
0,95	71,42	45,20	37,96	0,125	0,095
1,00	89,49	48,34	18,00	0,50	0,125

Dus de stralen die onder een beperkte hoek uit de druppel komen φ , hebben om twee redenen een aanzienlijk hogere intensiteit in vergelijking met andere stralen. Ten eerste vanwege de sterke hoekcompressie van de stralenbundel in de dunne wand van de kegel en ten tweede vanwege lagere verliezen in de druppel. Alleen de intensiteit van deze stralen is voldoende om een ​​glinsterende sensatie van een druppel in het oog te veroorzaken.

8. Vorming van de belangrijkste regenboog... Wanneer licht door dispersie op een druppel valt, wordt de bundel gesplitst. Als resultaat is de wand van de heldere reflectiekegel gelaagd op kleur (afb. 208). Paarse stralen ( ik= 396,8 nm) komen onder een hoek uit J= 40 ° 36 ", rood ( ik= 656,3 nm) - onder een hoek J= 42 ° 22 ". In dit hoekinterval D φ = 1 ° 46 "het hele spectrum van stralen die uit de druppel komen, is ingesloten. Violette stralen vormen een binnenste kegel, rode - een buitenste. druppels die in relatie staan ​​tot de zonnestraal die door het oog van de waarnemer gaat, aan de hoek van de rode kegel, worden rood gezien, onder de hoek van groen - groen (Fig. 209).

9. Secundaire regenboogvorming treedt op als gevolg van de stralen die uit de druppel komen na de tweede reflectie (Fig. 210). De intensiteit van de stralen na de tweede reflectie is ongeveer een orde van grootte kleiner dan die van de stralen na de eerste reflectie en heeft bij verandering ongeveer hetzelfde verloop çR.

De stralen die na de tweede reflectie uit de druppel komen, vormen een kegel met een tophoek van ≈ 51º. Als de primaire kegel gladde kant buitenkant, dan de secundaire van binnenuit. Er zijn praktisch geen stralen tussen deze kegels. Hoe groter de regendruppels, hoe helderder de regenboog. Naarmate de druppeltjes kleiner worden, vervaagt de regenboog. Als de regen overgaat in motregen met R≈ 20 - 30 micron de regenboog degenereert tot een witachtige boog met bijna niet te onderscheiden kleuren.

10. Halo(uit het Grieks. halōs- ring) - een optisch fenomeen, dat meestal is regenboogcirkels rond de schijf van de zon of maan met een hoekstraal 22º en 46º. Deze cirkels worden gevormd als gevolg van de breking van licht door ijskristallen in de cirruswolken, die de vorm hebben van hexagonale regelmatige prisma's.

Sneeuwvlokken die op de grond vallen, zijn zeer divers van vorm. De kristallen die worden gevormd als gevolg van condensatie van dampen in de bovenste atmosfeer hebben echter voornamelijk de vorm van hexagonale prisma's. Van alle mogelijke opties om een ​​straal door een hexagonaal prisma te laten gaan, zijn er drie de belangrijkste (Fig. 211).

In geval (a) gaat de straal door tegenover elkaar liggende evenwijdige vlakken van het prisma zonder te splijten of af te wijken.

In geval (b) gaat de bundel door de prismavlakken, vormt een hoek van 60º ertussen, en wordt gebroken zoals in een spectraal prisma. De intensiteit van de bundel die uittreedt onder een hoek van de minste afbuiging van 22º is maximaal. In het derde geval (c) gaat de straal door het zijvlak en de basis van het prisma. Brekingshoek 90º, hoek met minste afbuiging 46º. In beide laatste gevallen worden de witte stralen gesplitst, worden de blauwe stralen meer afgebogen, de rode minder. Gevallen (b) en (c) veroorzaken het verschijnen van ringen die worden waargenomen in de doorgelaten stralen en met hoekafmetingen van 22º en 46º (Fig. 212).

Meestal is de buitenring (46º) helderder dan de binnenring en hebben beide een roodachtige tint. Dit komt niet alleen door de intense verstrooiing van blauwe stralen in de wolk, maar ook door het feit dat de verspreiding van blauwe stralen in het prisma groter is dan die van rode. Daarom verlaten blauwe stralen de kristallen in een sterk uiteenlopende bundel, waardoor hun intensiteit afneemt. En de rode stralen komen uit in een smalle bundel met een veel hogere intensiteit. Onder gunstige omstandigheden, wanneer het mogelijk is om kleuren te onderscheiden, interieur ringen rood, buitenste - blauw.

10. kronen- lichte wazige ringen rond de schijf van de lamp. Hun hoekstraal is veel kleiner dan de halostraal en is niet groter dan 5º. Velgen zijn het gevolg van diffractieverstrooiing van stralen door waterdruppels die een wolk of mist vormen.

Als de straal van de druppel R, dan wordt het eerste diffractieminimum in parallelle bundels onder een hoek waargenomen J = 0,61∙lçR(zie formule 15.3). Hier ik is de golflengte van het licht. De diffractiepatronen van afzonderlijke druppels in parallelle bundels vallen samen, waardoor de intensiteit van de lichtringen toeneemt.

De diameter van de kronen kan worden gebruikt om de grootte van de druppeltjes in de wolk te bepalen. Hoe groter de druppels (hoe meer R), hoe kleiner de hoekmaat van de ring. De grootste ringen worden waargenomen vanaf de kleinste druppels. Op afstanden van enkele kilometers zijn diffractieringen nog waarneembaar als de druppelgrootte minimaal 5 micron is. In dit geval J max = 0,61 lçR≈ 5 ¸ 6 °.

De kleur van lichtgekleurde kroonringen is erg zwak. Wanneer zichtbaar, is de buitenrand van de ringen roodachtig van kleur. Dat wil zeggen, de verdeling van kleuren in de kronen is omgekeerd aan de verdeling van kleuren in de halo-ringen. Naast de hoekige afmetingen maakt dit het ook mogelijk om onderscheid te maken tussen kronen en halo's. Als er druppels van een groot aantal verschillende groottes in de atmosfeer zijn, dan vormen de ringen van de kronen, bovenop elkaar, een algemene heldere gloed rond de schijf van het licht. Deze uitstraling heet halo.

11. Het blauw van de lucht en het scharlaken van de dageraad... Als de zon boven de horizon staat, lijkt de wolkenloze lucht blauw. Het feit is dat uit de stralen van het zonnespectrum in overeenstemming met de wet van Rayleigh I rass ~ 1 / ik 4, de meest intens verspreide zijn de korte blauwe, cyaan en violette stralen.

Als de zon laag boven de horizon staat, wordt zijn schijf om dezelfde reden als karmozijnrood waargenomen. Door de intense verstrooiing van licht met een korte golflengte bereiken voornamelijk zwak verstrooide rode stralen de waarnemer. De verstrooiing van stralen van de opkomende of ondergaande zon is vooral geweldig omdat de stralen erdoorheen gaan lange afstand nabij het aardoppervlak, waar de concentratie van verstrooiende deeltjes bijzonder hoog is.

Ochtend- of avondgloren - de roze kleur van het deel van de hemel dicht bij de zon - wordt verklaard door de diffractieverstrooiing van licht op ijskristallen in de bovenste atmosfeer en de geometrische reflectie van licht van de kristallen.

12. Fonkelende sterren- Dit zijn snelle veranderingen in de helderheid en kleur van sterren, vooral merkbaar aan de horizon. Het fonkelen van sterren wordt veroorzaakt door de breking van stralen in snel passerende luchtstralen, die door verschillende dichtheden verschillende brekingsindices hebben. Hierdoor gedraagt ​​de laag van de atmosfeer waar de straal doorheen gaat zich als een lens met variabele brandpuntsafstand. Het kan zowel verzamelen als verstrooien zijn. In het eerste geval wordt het licht geconcentreerd, de schittering van de ster neemt toe, in het tweede geval wordt het licht verstrooid. Zo'n tekenwisseling wordt tot honderden keren per seconde geregistreerd.

Door dispersie valt de bundel uiteen in stralen van verschillende kleuren, die verschillende paden volgen en kunnen divergeren naarmate de ster lager bij de horizon staat. De afstand tussen de violette en rode stralen van één ster kan oplopen tot 10 meter aan het aardoppervlak. Als resultaat ziet de waarnemer een continue verandering in de helderheid en kleur van de ster.

De atmosfeer van onze planeet is best interessant optisch systeem, waarvan de brekingsindex afneemt met de hoogte als gevolg van een afname van de luchtdichtheid. De atmosfeer van de aarde kan dus worden beschouwd als een gigantische "lens", die de vorm van de aarde herhaalt en een monotoon veranderende brekingsindex heeft.

Deze omstandigheid leidt tot het verschijnen van het geheel een aantal optische fenomenen in de atmosfeer veroorzaakt door breking (breking) en reflectie (reflectie) van de stralen erin.

Laten we eens kijken naar enkele van de belangrijkste optische verschijnselen in de atmosfeer.

Atmosferische breking

Atmosferische breking- fenomeen krommingen lichtstralen als licht door de atmosfeer gaat.

Met de hoogte neemt de dichtheid van lucht (en dus de brekingsindex) af. Laten we ons voorstellen dat de atmosfeer bestaat uit optisch homogene horizontale lagen, waarvan de brekingsindex van laag tot laag varieert (Fig. 299).

Rijst. 299. Verandering in de brekingsindex in de atmosfeer van de aarde

Wanneer een lichtstraal zich in een dergelijk systeem voortplant, zal deze volgens de brekingswet loodrecht op de laaggrens "worden gedrukt". Maar de dichtheid van de atmosfeer neemt niet af met sprongen, maar continu, wat leidt tot een vloeiende kromming en rotatie van de bundel over een hoek α bij het passeren van de atmosfeer.

Als gevolg van atmosferische breking zien we de maan, de zon en andere sterren iets hoger dan waar ze in werkelijkheid zijn.

Om dezelfde reden neemt de lengte van de dag toe (op onze breedtegraden met 10-12 minuten), worden de schijven van de maan en de zon aan de horizon samengedrukt. Interessant is dat de maximale brekingshoek 35 "(voor objecten nabij de horizon) is, wat groter is dan de schijnbare hoekgrootte van de zon (32").

Hieruit volgt: op het moment dat we zien dat de onderrand van de ster de horizon heeft geraakt, bevindt de zonneschijf zich in feite al onder de horizon (Fig. 300).

Rijst. 300. Atmosferische breking van stralen bij zonsondergang

Fonkelende sterren

Fonkelende sterren ook geassocieerd met astronomische lichtbreking. Het is al lang bekend dat knipperen het meest opvalt bij sterren aan de horizon. Luchtstromen in de atmosfeer veranderen de dichtheid van de lucht in de loop van de tijd, wat leidt tot de schijnbare flikkering van het hemellichaam. Astronauten in een baan nemen geen flikkering waar.

Mirages

In hete woestijn- of steppegebieden en in de poolgebieden, sterke opwarming of afkoeling van de lucht nabij aardoppervlak leidt tot de opkomst luchtspiegelingen: door de kromming van de stralen worden objecten die zich feitelijk ver achter de horizon bevinden zichtbaar en lijken ze dicht bij elkaar te staan.

Soms wordt een soortgelijk fenomeen genoemd terrestrische breking... Het verschijnen van luchtspiegelingen wordt verklaard door de afhankelijkheid van de brekingsindex van lucht op temperatuur. Maak onderscheid tussen lagere en hogere luchtspiegelingen.

lagere luchtspiegelingen op een warme zomerdag te zien is op een goed verwarmde asfaltweg: het lijkt ons dat er plassen voor liggen, die er eigenlijk niet zijn. In dit geval nemen we voor "plassen" de spiegelreflectie van stralen van niet-uniform verwarmde luchtlagen die zich in de onmiddellijke nabijheid van het "hete" asfalt bevinden.

Bovenste luchtspiegelingen verschillen in aanzienlijke variëteit: in sommige gevallen geven ze een direct beeld (Fig. 301, a), in andere - omgekeerd (Fig. 301, b), kunnen ze dubbel of zelfs drievoudig zijn. Deze functies zijn gekoppeld aan: verschillende afhankelijkheden luchttemperatuur en brekingsindex versus hoogte.

Rijst. 301. Vorming van luchtspiegelingen: a - directe luchtspiegeling; b - omgekeerde luchtspiegeling

Regenboog

Atmosferische neerslag leidt tot het verschijnen van spectaculaire optische verschijnselen in de atmosfeer. Dus tijdens de regen is onderwijs een geweldig en onvergetelijk gezicht regenbogen, wat wordt verklaard door het fenomeen van verschillende breking (dispersie) en reflectie van zonlicht op de kleinste druppeltjes in de atmosfeer (Fig. 302).

Rijst. 302. Vorming van een regenboog

In bijzonder succesvolle gevallen kunnen we meerdere regenbogen tegelijk zien, waarbij de volgorde van de kleuren wederzijds is.

De lichtstraal die betrokken is bij de vorming van een regenboog ervaart twee brekingen en meerdere reflecties in elke regendruppel. In dit geval kunnen we, wat het mechanisme van de vorming van een regenboog enigszins vereenvoudigen, zeggen dat sferische regendruppels de rol van een prisma spelen in Newtons experiment met de ontbinding van licht in een spectrum.

Door de ruimtelijke symmetrie is de regenboog zichtbaar in de vorm van een halve cirkel met een openingshoek van ongeveer 42°, terwijl de waarnemer (Fig. 303) zich tussen de Zon en de regendruppels moet bevinden, met de rug naar de Zon.

De verscheidenheid aan kleuren in de atmosfeer wordt verklaard door patronen lichtverstrooiing op deeltjes van verschillende groottes. Vanwege het feit dat blauwe kleur verstrooit meer dan rood - gedurende de dag, wanneer de zon hoog boven de horizon staat, zien we de lucht blauw. Om dezelfde reden wordt de zon nabij de horizon (bij zonsondergang of zonsopgang) rood en niet zo helder als op haar zenit. Het verschijnen van gekleurde wolken wordt ook geassocieerd met de verstrooiing van licht door deeltjes van verschillende groottes in de wolk.

Literatuur

Zhilko, V.V. Natuurkunde: leerboek. toeslag voor de 11e klas. algemene educatie. instellingen met rus. lang. opleiding met 12-jarige inwerkperiode (basis en gevorderd) / V.V. Zhilko, L.G. Markovitsj. - Minsk: Nar. Asveta, 2008 .-- S. 334-337.