الظواهر الكهربائية والضوئية في الغلاف الجوي

في المدرسة يدرس موضوع "الظواهر البصرية في الغلاف الجوي" الصف 6. ومع ذلك، فإنه من مصلحة ليس فقط لعقل الطفل الفضولي. الظواهر البصرية في الغلاف الجوي، من جهة، والجمع بين قوس قزح، وتغيير في لون السماء خلال الفجر وغروب الشمس، لا يرى من قبل الجميع. من ناحية أخرى، فهي تشمل سراب غامضة، وأقمار كاذبة وشمس، هالة مثيرة للإعجاب أن في الماضي قد رعب الناس. لا تزال آلية تشكيل بعض منها غير مفهومة حتى النهاية اليوم، ومع ذلك، فإن المبدأ العام الذي الظواهر البصرية "الحية" في الطبيعة، وقد درس الفيزياء الحديثة بشكل جيد.

الغلاف الجوي

الغلاف الجوي للأرض هو قذيفة تتكون من مزيج من الغازات وتمتد حوالي 100 كم فوق مستوى سطح البحر. وتختلف كثافة طبقة الهواء على مسافة من الأرض: أكبر قيمة لها على سطح الكوكب، مع انخفاض الارتفاع. لا يمكن أن يسمى الغلاف الجوي تشكيل ثابت. طبقات من قذيفة الغاز تتحرك باستمرار ومزيج. تغير خصائصها: درجة الحرارة، الكثافة، سرعة الحركة، الشفافية. كل هذه الفروق الدقيقة لها تأثير على أشعة الشمس، والاندفاع إلى سطح الكوكب.

النظام البصري

وتساهم العمليات التي تحدث في الغلاف الجوي، وكذلك تكوينها، في امتصاص وانعكاس وتأثير الأشعة الخفيفة. جزء منها يصل إلى الهدف - سطح الأرض، والآخر هو فرقت أو أعيد توجيهها إلى الفضاء الخارجي. نتيجة لانحناء انعكاس الضوء، وضمحل جزء من الأشعة في الطيف، وهلم جرا، يتم تشكيل مختلف الظواهر البصرية في الغلاف الجوي.

البصريات في الغلاف الجوي

في وقت كان العلم قد بدأ للتو، شرح الناس الظواهر البصرية على أساس الأفكار السائدة حول بنية الكون. ربط قوس قزح العالم البشري مع الإلهي، وظهور اثنين من سونز كاذبة في السماء تشهد على الكارثة وشيكة. اليوم، معظم الظواهر التي خائفة أجدادنا البعيدين، تلقينا تفسيرا علميا. وتدرس هذه الظواهر بواسطة البصريات الجوية. الظواهر البصرية في الغلاف الجوي، ويصف هذا العلم، استنادا إلى قوانين الفيزياء. وهي قادرة على تفسير لماذا السماء الزرقاء خلال النهار، وأثناء غروب الشمس والفجر يتغير لون، وكيف يتم تشكيل قوس قزح وحيث السراب تأتي من. العديد من الدراسات والتجارب اليوم تسمح لنا لفهم هذه الظواهر البصرية في الطبيعة كما ظهور الصلبان مضيئة، فاتا مورغانا، هالوس قزحي الألوان.

السماء الزرقاء

لون السماء شائع جدا أننا نادرا ما نفكر لماذا هو كذلك. ومع ذلك، فإن الجواب معروف جيدا للفيزيائيين. أثبت نيوتن أن شعاع الضوء يتحلل إلى طيف في ظل ظروف معينة. عندما يمر الغلاف الجوي، يتم تبديد الجزء المقابل للون الأزرق بشكل أفضل. ويتميز الجزء الأحمر من الإشعاع المرئي بطول موجة أطول وأدنى من الأرجواني واحد بواسطة درجة تشتت 16 مرة.

وفي الوقت نفسه، نرى السماء ليست باللون الأرجواني، ولكن باللون الأزرق. والسبب في ذلك يكمن في ملامح جهاز شبكية العين ونسبة المناطق الطيفية في ضوء الشمس. عيوننا هي أكثر حساسية للأزرق، والجزء الأرجواني في الطيف من الضوء هو أقل كثافة من الأزرق.

القرمزي، الغروب

عندما فهم الناس ما هو الجو، والظواهر البصرية توقفت أن تكون شهادة لهم أو علامة على الأحداث الرهيبة. ومع ذلك، فإن النهج العلمي لا يمنع الحصول على المتعة الجمالية من غروب الشمس الملونة و فجر لطيف. الألوان الزاهية والبرتقالية مشرق جنبا إلى جنب مع الوردي والأزرق تدريجيا إعطاء الطريق إلى الظلام الليل أو ضوء الصباح. فمن المستحيل لمراقبة اثنين من شروق الشمس متطابقة أو غروب الشمس. والسبب في ذلك يكمن في نفس التنقل من طبقات الغلاف الجوي وتغير الظروف الجوية.

خلال غروب الشمس وشروق الشمس، أشعة الشمس التغلب على مسار أطول إلى السطح مما كانت عليه في النهار. ونتيجة لذلك، البنفسجي المتناثرة، والأزرق والأخضر تذهب إلى الجانبين، ويتم تلوين الضوء المباشر باللون الأحمر والبرتقالي. إسهامه في صورة غروب الشمس والفجر مصنوع من الغيوم أو الغبار أو جزيئات الجليد المعلق في الهواء. الانكسارات الخفيفة، ويمر من خلالها، والألوان السماء في مجموعة متنوعة من ظلال. في الجزء المقابل من الأفق، غالبا ما يكون من الممكن مراقبة ما يسمى حزام الزهرة - الشريط الوردي فصل السماء المظلمة الليل وضوء النهار الأزرق. ظاهرة بصرية جميلة، واسمه بعد آلهة الحب الرومانية، وينظر قبل الفجر وبعد غروب الشمس.

جسر القوس قزح

ربما، لا ظواهر الضوء الأخرى في الغلاف الجوي تسبب الكثير من المؤامرات الأسطورية والصور حكاية خرافية في الذاكرة، وكم ترتبط مع قوس قزح. قوس أو دائرة، تتألف من سبعة ألوان، وقد عرف الجميع منذ الطفولة. ظاهرة الغلاف الجوي الجميلة التي تحدث خلال المطر، عندما أشعة الشمس تمر عبر قطرات، فتنت حتى أولئك الذين درسوا طبيعتها بدقة.

والفيزياء قوس قزح اليوم ليس سرا لأحد. ضوء الشمس، ينكسر من قطرات المطر أو الضباب، انشقاقات. ونتيجة لذلك، يرى المراقب سبعة ألوان من الطيف، من الأحمر إلى البنفسجي. ولا يمكن تحديد الحدود بينهما. الألوان تمر بسلاسة إلى بعضها البعض في عدة ظلال.

عند مشاهدة قوس قزح، والشمس هي دائما وراء الشخص. يقع مركز ابتسامة إريدا (ما يسمى قوس قزح الإغريق القدماء) على خط يمر من خلال المراقب وضوء النهار. وعادة ما يظهر قوس قزح في شكل نصف دائرة. ويعتمد حجمها وشكلها على موقع الشمس والنقطة التي يوجد بها المراقب. وكلما زاد الضوء فوق الأفق، قل محيط المظهر المحتمل لقوس قزح. عندما تتغلب الشمس على ارتفاع 42º فوق الأفق، المراقب على سطح الأرض لا يمكن أن نرى قوس قزح. وكلما ارتفع الشخص فوق مستوى سطح البحر، الذي يريد أن يعجب بابتسامة إريدا، كلما كان الأرجح أنه لن يرى قوسا، بل دائرة.

مزدوجة، ضيقة قوس قزح واسعة

في كثير من الأحيان، جنبا إلى جنب مع الرئيسي يمكنك ان ترى ما يسمى قوس قزح الجانب. إذا تم تشكيل الأول نتيجة انعكاس واحد للضوء، ثم الثاني هو نتيجة انعكاس مزدوج. وبالإضافة إلى ذلك، يختلف قوس قزح الرئيسي في ترتيب معين من الألوان: الأحمر يقع في الخارج، والأرجواني على الداخلية، التي هي أقرب إلى سطح الأرض. الجانبي "الجسر" هو تسلسل عكسي في التسلسل: البنفسجي يظهر في الأعلى. يحدث هذا لأنه عندما يخرج انعكاس مزدوج من قطرة من أشعة المطر في زوايا مختلفة.

قوس قزح تختلف في كثافة اللون والعرض. ألمع وضيق بدلا تظهر بعد عاصفة رعدية الصيف. قطرات كبيرة، سمة من مثل هذا المطر، تلد قوس قزح ملحوظ بشكل جيد مع ألوان متميزة. قطرات صغيرة تعطي قوس قزح أكثر انتشارا وأقل وضوحا.

الظواهر البصرية في الغلاف الجوي: الشفق القطبي

واحدة من أجمل الظواهر البصرية في الغلاف الجوي هو توهج القطبية. ومن سمات جميع الكواكب التي لديها مغنطيسية. على الأرض، لوحظ الشفق في خطوط العرض العليا من نصفي الكرة الأرضية، في المناطق المحيطة القطبين المغناطيسي لهذا الكوكب. في معظم الأحيان يمكنك أن ترى توهج الأخضر أو الأزرق والأخضر، وأحيانا تستكمل على حواف مع ومضات من الأحمر والوردي. الشفق القطبي المكثف في شكل يشبه أشرطة أو طيات من الأنسجة، مع توهين تتحول إلى بقع. شرائط بضع مئات من الكيلومترات عالية تتميز جيدا من قبل الحافة السفلية على خلفية السماء المظلمة. يتم فقدان الحد الأعلى من الشفق في السماء.

هذه الظواهر البصرية الجميلة في الغلاف الجوي لا تزال تحافظ على أسرارهم من الناس: آلية ظهور أنواع معينة من التلألؤ، والسبب من طقطقة سمك القد التي نشأت خلال ومضات مفاجئة، لم تدرس. ومع ذلك، فإن الصورة العامة لتشكيل الشفق معروفة اليوم. السماء فوق القطبين الشمالي والجنوبي مزينة بتوهج أخضر وردي، عندما تتصادم جزيئات مشحونة من الرياح الشمسية مع ذرات الطبقات العلوية من الغلاف الجوي للأرض. هذا الأخير، نتيجة للتفاعل، الحصول على طاقة إضافية وتنبعث منه في شكل ضوء.

هالة

وكثيرا ما تظهر الشمس والقمر أمامنا محاطا بتوهج يشبه الهالة. هذه الهالة هي حلقة ملحوظة بشكل جيد حول مصدر الضوء. في الغلاف الجوي، في معظم الأحيان يتم تشكيله بسبب أصغر جسيمات من الجليد، والتي تشكل الغيوم الحمض عالية فوق الأرض. اعتمادا على شكل وحجم البلورات، وخصائص ظاهرة التغيير. في كثير من الأحيان الهالة يأخذ شكل دائرة قوس قزح نتيجة لتحلل شعاع الضوء في الطيف.

ويطلق على مجموعة متنوعة مثيرة للاهتمام من هذه الظاهرة الطرود. نتيجة لانكسار الضوء في بلورات الثلج على مستوى الشمس، اثنين من النقاط المضيئة تشبه ضوء النهار. في السجلات التاريخية، يمكن للمرء أن يجد وصفا لهذه الظاهرة. في الماضي، كان في كثير من الأحيان يعتبر نذير من الأحداث الرهيبة.

سراب

ميراج هي أيضا الظواهر البصرية في الغلاف الجوي. وهي تنشأ نتيجة لانكسار الضوء عند الحدود بين طبقات الهواء التي تختلف اختلافا كبيرا في الكثافة. في الأدب، يتم وصف العديد من الحالات، عندما رأى مسافر في الصحراء الواحات أو حتى المدن والقلاع، والتي لا يمكن أن تكون قريبة. وغالبا ما تكون هذه السراب "أقل". تنشأ على سطح حتى (الصحراء، الأسفلت) وتمثل صورة معكوسة من السماء، والتي يبدو للمراقب كخزان.

ما يسمى السراب العلوي هي أقل شيوعا. يتم تشكيلها على السطح البارد. السراب العليا هي على التوالي ومقلوب، وأحيانا أنها تجمع بين كل من المواقف. الممثل الأكثر شهرة من هذه الظواهر البصرية هي فاتا مورغانا. هذا سراب معقد يجمع بين عدة أنواع من الانعكاسات. وقبل أن يكون المراقب في الواقع كائنات موجودة، تنعكس وتعكس مرارا وتكرارا.

الكهرباء في الغلاف الجوي

وغالبا ما يشار إلى الظواهر الكهربائية والضوئية في الغلاف الجوي معا، على الرغم من أن أسباب حدوثها مختلفة. ويرتبط استقطاب الغيوم وتشكيل البرق بالعمليات التي تحدث في التروبوسفير والغلاف الأيوني. وعادة ما تتشكل عمليات التصريف العملاقة خلال عاصفة رعدية. تظهر البرقات داخل الغيوم، فإنها يمكن أن تضرب الأرض. فهي تشكل تهديدا لحياة الناس، وهذا هو أحد أسباب المصلحة العلمية لهذه الظواهر. لا تزال بعض خصائص البرق لغزا للباحثين. اليوم، سبب ظهور البرق الكرة غير معروف. كما هو الحال في بعض جوانب نظرية الشفق والسوراب، والظواهر الكهربائية تستمر في دسيسة العلماء.

الظواهر البصرية في الغلاف الجوي، وصفت بإيجاز في المادة، أصبحت أكثر وأكثر وضوحا للفيزيائيين كل يوم. في الوقت نفسه، مثل البرق، لا تتوقف لفتنة الناس مع جمالها، والغموض وأحيانا العظمة.