Доклад: Оптични атмосферни явления. Обобщение на открития урок „Оптични явления в атмосферата“.

1. Общи положения

1.1. За да поддържа бизнес репутация и да гарантира спазването на федералното законодателство, Федералната държавна институция Държавен научноизследователски институт по технологии "Информика" (наричана по-долу Компанията) счита най-важната задачаосигуряване на легитимността на обработката и сигурността на личните данни на субектите в бизнес процесите на Дружеството.

1.2. За решаването на този проблем Дружеството е въвело, работи и подлежи на периодичен преглед (мониторинг) система за защита на личните данни.

1.3. Обработването на лични данни в Дружеството се основава на следните принципи:

Законосъобразността на целите и методите за обработка на личните данни и целостта;

Съответствие на целите за обработване на лични данни с целите, предварително определени и заявени при събирането на лични данни, както и с правомощията на Дружеството;

Съответствие на обема и естеството на обработваните лични данни, методите за обработване на личните данни на целите за обработване на лични данни;

Надеждността на личните данни, тяхната уместност и достатъчност за целите на обработването, недопустимостта на прекомерно обработване на лични данни по отношение на целите на събиране на лични данни;

Легитимността на организационните и технически мерки за гарантиране сигурността на личните данни;

Непрекъснато подобряване на нивото на познания на служителите на Дружеството в областта на гарантиране на сигурността на личните данни при обработването им;

Стремеж към непрекъснато подобряване на системата за защита на личните данни.

2. Цели на обработване на лични данни

2.1. В съответствие с принципите за обработване на лични данни, Дружеството е определило състава и целите на обработването.

Цели на обработване на лични данни:

Сключване, поддръжка, промяна, прекратяване трудови договори, които са основание за възникване или прекратяване на трудови правоотношения между Дружеството и неговите служители;

Предоставяне на портал и услуги личен акаунтза ученици, родители и учители;

Съхранение на резултатите от обучението;

Изпълнение на задълженията, предвидени от федералното законодателство и други нормативни правни актове;

3. Правила за обработка на лични данни

3.1. Дружеството обработва само онези лични данни, които са представени в одобрения Списък на личните данни, обработвани във Федералната държавна автономна институция Държавен научноизследователски институт по технологии "Информика"

3.2. Дружеството не разрешава обработването на следните категории лични данни:

раса;

Политически възгледи;

Философски вярвания;

За здравословното състояние;

състояние интимен живот;

националност;

Религиозни вярвания.

3.3. Компанията не обработва биометрични лични данни (информация, която характеризира физиологичните и биологични особеностилице, въз основа на което може да се установи самоличността му).

3.4. Дружеството не извършва трансграничен трансфер на лични данни (прехвърляне на лични данни на територията на чужда държава към орган на чужда държава, чужд на физическо лицеили чуждестранно юридическо лице).

3.5. Дружеството забранява вземането на решения относно субектите на лични данни, основаващи се единствено на автоматизирана обработка на техните лични данни.

3.6. Компанията не обработва данни за криминални досиета на субектите.

3.7. Компанията не публикува лични данни на субекта в публично достъпни източници без неговото предварително съгласие.

4. Въведени изисквания за гарантиране сигурността на личните данни

4.1. За да се гарантира сигурността на личните данни по време на тяхната обработка, Компанията изпълнява изискванията на следните нормативни документи на Руската федерация в областта на обработката и осигуряването на сигурността на личните данни:

Федерален законот 27 юли 2006 г. № 152-FZ „За личните данни“;

Правителствен указ руска федерацияот 1 ноември 2012 г. N 1119 „За одобряване на изискванията за защита на личните данни по време на тяхната обработка в информационни системи за лични данни“;

Указ на правителството на Руската федерация от 15 септември 2008 г. № 687 „За одобряване на Правилника за спецификата на обработката на лични данни, извършвана без използване на средства за автоматизация“;

Заповед на FSTEC на Русия от 18 февруари 2013 г. N 21 „За одобряване на състава и съдържанието на организационни и технически мерки за осигуряване на сигурността на личните данни по време на тяхната обработка в информационни системи за лични данни“;

Базов модел на заплахи за сигурността на личните данни по време на тяхната обработка в информационни системи за лични данни (одобрен от заместник-директора на FSTEC на Русия на 15 февруари 2008 г.);

Методика за определяне на текущите заплахи за сигурността на личните данни по време на тяхната обработка в информационните системи за лични данни (одобрена от заместник-директора на FSTEC на Русия на 14 февруари 2008 г.).

4.2. Компанията оценява вредата, която може да бъде причинена на субектите на лични данни и идентифицира заплахи за сигурността на личните данни. В съответствие с идентифицираните настоящи заплахи, Дружеството прилага необходимите и достатъчни организационни и технически мерки, включително използването на инструменти за информационна сигурност, откриване на неоторизиран достъп, възстановяване на лични данни, установяване на правила за достъп до лични данни, както и наблюдение и оценка на ефективността на прилаганите мерки.

4.3. Дружеството е назначило лица, отговорни за организирането на обработката и гарантирането на сигурността на личните данни.

4.4. Ръководството на Дружеството осъзнава необходимостта и е заинтересовано да осигури адекватно ниво на сигурност на личните данни, обработвани като част от основната дейност на Дружеството, както по отношение на изискванията на нормативните документи на Руската федерация, така и оправдано от гледна точка за оценка на бизнес рисковете.

Лицей Петру Мовила

Курсова работа по физика по темата:

Оптичен атмосферни явления

Работа на ученик от 11А клас

Болубаш Ирина

Кишинев 2006 г. -

план:

1. Въведение

а)Какво е оптика?

б)Видове оптика

2. Земната атмосфера като оптична система

3. Залез

а)Промяна на цвета на небето

б)слънчеви лъчи

V)Уникалността на залезите

4. Дъга

а) Rainbow образование

б)Разнообразие от дъги

5. Полярни сияния

а)Видове полярни сияния

б)Слънчевият вятър като причина за полярните сияния

6. ореол

а)Светлина и лед

б)Призмени кристали

7. Мираж

а)Обяснение на долния ("езерен") мираж

б)Горни миражи

V)Двойни и тройни миражи

G) Ultra Long Vision Mirage

г)Алпийска легенда

д)Парад на суеверията

8. Някои мистерии на оптичните явления

Въведение

Какво е оптика?

Първите идеи на древните учени за светлината са били много наивни. Смятало се, че от очите излизат специални тънки пипала и зрителни впечатления възникват, когато усещат предмети. По това време оптиката се разбира като наука за зрението. Това е точното значение на думата "оптика". През Средновековието оптиката постепенно се трансформира от наука за зрението в наука за светлината. Това беше улеснено от изобретяването на лещите и камерата обскура. В съвремието оптиката е дял от физиката, който изучава излъчването на светлина, нейното разпространение в различни средии взаимодействие с материята. Що се отнася до въпросите, свързани със зрението, структурата и функционирането на окото, те се превърнаха в специална научна област, наречена физиологична оптика.

Концепцията за "оптика" в съвременната наука има многостранно значение. Те включват атмосферна оптика, молекулярна оптика, електронна оптика, неутронна оптика, нелинейна оптика, холография, радиооптика, пикосекундна оптика, адаптивна оптика и много други явления и методи. научни изследвания, тясно свързани с оптичните явления.

Повечето от изброени видовеоптиката, като физическо явление, е достъпна за нашето наблюдение само при използване на специални технически устройства. Това могат да бъдат лазерни инсталации, рентгенови излъчватели, радиотелескопи, плазмени генератори и много други. Но най-достъпните и в същото време най-цветните оптични явления са атмосферните. Огромни по мащаб, те са продукт на взаимодействието на светлината и земната атмосфера.

Земната атмосфера като оптична система

Нашата планета е заобиколена от газова обвивка, която наричаме атмосфера. Притежание най-висока плътностпри земната повърхности постепенно изтънявайки, докато се издига, достига дебелина повече от сто километра. И това не е замръзнала газообразна среда с хомогенни физически данни. Напротив, земната атмосфера е в постоянно движение. Под въздействието на различни фактори нейните слоеве се смесват, променят плътността, температурата, прозрачността и се движат на големи разстояния с различна скорост.

За светлинните лъчи, идващи от слънцето или други небесни тела, земната атмосфера е вид оптична система с постоянно променящи се параметри. Намирайки се на пътя им, той отразява част от светлината, разпръсква я, прекарва я през цялата дебелина на атмосферата, осигурявайки осветяване на земната повърхност, при определени условия я разлага на компоненти и огъва хода на лъчите, като по този начин причинява различни атмосферни явления. Най-необичайните цветни са залез, дъга, северно сияние, мираж, слънчево и лунно хало.

Залез

Най-простото и достъпно за наблюдение атмосферно явление е залезът на нашето небесно тяло – Слънцето. Изключително колоритен, никога не се повтаря. А картината на небето и промяната му по време на залез е толкова ярка, че предизвиква възхищение във всеки човек.

Приближавайки се до хоризонта, Слънцето не само губи своята яркост, но и започва постепенно да променя цвета си - късовълновата част (червените цветове) в неговия спектър все повече се потиска. В същото време небето започва да се оцветява. В близост до Слънцето придобива жълтеникави и оранжеви тонове, а над противослънчевата част на хоризонта се появява бледа ивица със слабо изразена гама от цветове.

По времето, когато Слънцето залязва, което вече е придобило тъмночервен цвят, по слънчевия хоризонт се простира ярка ивица зора, чийто цвят се променя отдолу нагоре от оранжево-жълт до зеленикаво-син. Върху него се разпространява кръгло, ярко, почти безцветно сияние. В същото време, близо до противоположния хоризонт, матов синкаво-сив сегмент от сянката на Земята, ограден с розов пояс, започва бавно да се издига („Коланът на Венера“).

Когато Слънцето потъва по-дълбоко под хоризонта, се появява бързо разпространяващо се розово петно ​​– т.нар. "лилава светлина", достигайки най-голямото си развитие на дълбочина на Слънцето под хоризонта около 4-5 o. Облаците и планинските върхове са изпълнени с алени и лилави тонове, а ако облаците или високи планиниса под хоризонта, сенките им се простират близо до слънчевата страна на небето и стават по-богати. На самия хоризонт небето става наситено червено, а през ярко оцветеното небе светлинните лъчи се простират от хоризонт до хоризонт под формата на отчетливи радиални ивици ("Лъчите на Буда").Междувременно сянката на Земята бързо се приближава към небето, очертанията й стават размазани, а розовата граница е едва забележима. Постепенно лилавата светлина избледнява, облаците потъмняват, техните силуети ясно се появяват на фона на избледняващото небе и само на хоризонта, където Слънцето е изчезнало, остава ярък многоцветен сегмент от зора. Но постепенно се свива и избледнява и до началото на астрономическия здрач се превръща в зеленикаво-белезникава тясна ивица. Накрая и тя изчезва – пада нощта.

Описаната картина трябва да се разглежда само като типична за ясно време. В действителност моделът на потока на залеза е обект на големи вариации. При повишена мътност на въздуха цветовете на зората обикновено избледняват, особено близо до хоризонта, където вместо червени и оранжеви тонове понякога се появява само слаб кафяв цвят. Често едновременните явления на зазоряване се развиват по различен начин в различни части на небето. Всеки залез има уникална индивидуалност и това трябва да се счита за една от най-характерните им черти.

Изключителната индивидуалност на залезния поток и разнообразието от съпътстващи го оптични явления зависят от различни оптични характеристики на атмосферата - преди всичко нейните коефициенти на затихване и разсейване, които се проявяват различно в зависимост от зенитното разстояние на Слънцето, посоката на наблюдение и височината на наблюдателя.

Дъга

Дъгата е красиво небесно явление, което винаги е привличало вниманието на хората. В по-ранни времена, когато хората все още знаеха малко за света около тях, дъгата се смяташе за „небесен знак“. И така, древните гърци смятали, че дъгата е усмивката на богинята Ирис.

Дъга се наблюдава в посока, обратна на Слънцето, на фона на дъждовни облаци или дъжд. Многоцветната дъга обикновено се намира на разстояние 1-2 km от наблюдателя, а понякога може да се наблюдава на разстояние 2-3 m на фона на водни капки, образувани от фонтани или водни пръски.

Центърът на дъгата се намира в продължението на правата линия, свързваща Слънцето и окото на наблюдателя - на антислънчевата линия. Ъгълът между посоката към главната дъга и анти-слънчевата линия е 41º - 42º

В момента на изгрев антислънчевата точка е на линията на хоризонта, а дъгата има вид на полукръг. Когато Слънцето изгрява, антисоларната точка се премества под хоризонта и размерът на дъгата намалява. Представлява само част от кръг.

Често се наблюдава вторична дъга, концентрична с първата, с ъглов радиус от около 52º и цветовете наобратно.

Основната дъга се образува от отразяването на светлината във водните капки. В резултат на двойното отразяване на светлината във всяка капка се образува странична дъга. В този случай светлинните лъчи излизат от капката под различни ъгли от тези, които произвеждат основната дъга, а цветовете във вторичната дъга са в обратен ред.

Пътят на лъчите в капка вода: a - с едно отражение, b - с две отражения

Когато надморската височина на Слънцето е 41º, основната дъга престава да се вижда и само част от страничната дъга стърчи над хоризонта, а когато надморската височина на Слънцето е над 52º, страничната дъга също не се вижда. Ето защо в средните екваториални ширини това природно явление никога не се наблюдава през обедните часове.

Дъгата има седем основни цвята, плавно преминаващи от един в друг. Видът на дъгата, яркостта на цветовете и ширината на ивиците зависят от размера на водните капки и техния брой. Големите капки създават по-тясна дъга с рязко изпъкнали цветове, малките капки създават размазана, избледняла и дори бяла дъга. Ето защо през лятото след гръмотевична буря се вижда ярка тясна дъга, по време на която падат големи капки.

Различните оптични (светлинни) явления в атмосферата се дължат на факта, че светлинните лъчи на слънцето и другите небесни тела, преминавайки през атмосферата, изпитват разсейване и дифракция. В тази връзка в атмосферата възникват редица невероятно красиви оптични явления:

цветът на небето, цветът на зората, здрачът, блещукането на звездите, кръговете около видимото местоположение на слънцето и луната, дъгите, миражите и т.н. Всички те, отразяващи определени физически процеси в атмосферата, са много близки свързани с промяната и състоянието на времето и следователно могат да формират добри местни знаци за нейното предсказване.

Както знаете, спектърът на слънчевата светлина се състои от седем основни цвята червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово Различните цветове на белите светлинни лъчи са смесени в строго определени пропорции. При всяко нарушение на тази пропорция светлината се превръща от бяла в цветна. Ако светлинните лъчи падат върху частици, чиито размери са по-малки от дължините на вълните на лъчите, тогава, според закона на Рейли, те се разсейват от тези частици обратно пропорционално на дължините на вълните на четвърта степен. Тези частици могат да бъдат както молекули на газовете, които изграждат атмосферата, така и малки частици прах.

Едни и същи частици разпръскват лъчи с различни цветове различно. Най-силно разпръснатите лъчи са виолетовите, сините и сините, най-слабите са червените. Ето защо небето е боядисано в синьо: на хоризонта има светлосин тон, а в зенита е почти син.
Сините лъчи, преминавайки през атмосферата, се разсейват силно, докато червените лъчи достигат повърхността на земята почти напълно неразсеяни. Това обяснява червения цвят на слънчевия диск при залез или веднага след изгрев.

Когато светлината пада върху частици, чийто диаметър е почти равни на дължинивълни или повече от тях, тогава лъчите от всички цветове се разпръскват еднакво. В този случай разсеяната и падащата светлина ще бъдат с един и същи цвят.
Следователно, ако в атмосферата се суспендират по-големи частици, тогава към синия цвят на небето ще се добави бял цвят поради разсейването на газовите молекули и небето ще стане синьо с белезникав оттенък, който се усилва с увеличаване на броя на частиците суспендирани в атмосферата се увеличава.
Този цвят на небето се получава, когато във въздуха има много прах.
Цветът на небето става белезникав, а ако във въздуха има големи количества кондензационни продукти на водни пари под формата на водни капчици и ледени кристали, небето придобива червеникав и оранжев оттенък.
Това явление обикновено се наблюдава при преминаване на фронтове или циклони, когато влагата се носи високо от мощни въздушни течения.

Когато слънцето е близо до хоризонта, светлинните лъчи трябва да изминат дълъг път до повърхността на земята в слой въздух, често съдържащ голям бройголеми частици влага и прах. В този случай синята светлина се разсейва много слабо, червените и други лъчи се разсейват по-силно, оцветявайки долния слой на атмосферата в различни ярки и кафяви нюанси на червено, жълто и други цветове, в зависимост от прашността, влажността и сухотата на въздухът.

Тясно свързано с цвета на небето е явление, наречено опалесцираща облачност на въздуха. Феноменът на опалесциращо замъгляване на въздуха е, че далечните земни обекти изглеждат обвити в синкава мъгла (разпръснати виолетови, сини, цианови цветове).
Това явление се наблюдава в случаите, когато има много малки прахови частици с диаметър под 4 микрона във въздуха в суспендирано състояние.

Многобройни изследвания на цвета на небето с помощта на специално устройство (цианометър) визуално установиха връзката между цвета на небето и естеството на въздушната маса. Оказа се, че между тези две явления има пряка връзка.
Дълбоко синьопоказва, че сте вътре тази областарктическа въздушна маса, а белезникав - прашен континентален и тропически. Когато в резултат на кондензация на водни пари във въздуха се образуват водни частици или ледени кристали, по-големи от молекулите на въздуха, те отразяват еднакво всички лъчи и небето придобива белезникав или сивкав цвят.

Твърдите и течните частици в атмосферата причиняват значително замъгляване на въздуха и следователно силно намаляват видимостта. В метеорологията обхватът на видимост се разбира като максималното разстояние, на което, като се има предвид състоянието на атмосферата, въпросните обекти престават да бъдат различими.

Следователно цветът на небето и видимостта, зависещи до голяма степен от размера на частиците във въздуха, позволяват да се прецени състоянието на атмосферата и предстоящото време.

Редица местни знаци за прогнозиране на времето се основават на това:

Тъмносинкаво небе през деня (само леко белезникаво близо до слънцето), средна до добра видимост и тихо време имат ниско количество водна пара в тропосферата, следователно антициклоналното време може да се очаква да продължи 12 часа или повече.

Белезникаво небе през деня, средна или лоша видимост показват наличието на голямо количество водна пара, кондензационни продукти и прах в тропосферата, т.е. периферията на антициклона, в контакт с циклона, преминава тук: преход към в следващите 6-12 часа може да се очаква циклонално време.

Цветът на небето, който има зеленикав оттенък, показва по-голяма сухота на въздуха в тропосферата; През лятото вещае горещо време, а през зимата - мразовито време.

Гладко сиво небе сутрин се появява преди ясно хубаво време, сива вечер и червена сутрин се появяват преди лошо ветровито време.

Белезникавият оттенък на небето близо до хоризонта при ниска слънчева височина (докато останалата част от небето е синя) влияе върху ниската влажност в тропосферата и предвещава хубаво време.

Постепенно намаляване на яркостта и синьото на небето, увеличаване на белезникаво петно ​​близо до слънцето, замъгляване на небето близо до хоризонта, влошаване на видимостта - признак за приближаващ топъл фронт или фронт на оклузия топъл тип.

Ако далечните обекти са ясно видими и не изглеждат по-близо, отколкото са в действителност, може да се очаква антициклонално време.

Ако далечните обекти са ясно видими, но разстоянието до тях изглежда по-близо от действителното, тогава в атмосферата има голямо количество водна пара: трябва да изчакате времето да се влоши.

Лошата видимост на отдалечени обекти по крайбрежието показва наличието на голямо количество прах в долния слой на въздуха и е знак, че в следващите 6-12 часа не трябва да се очакват валежи.

По-голямата прозрачност на въздуха с обхват на видимост от 20-50 km или повече е знак за наличието на арктическа въздушна маса в района

Ясната видимост на луната с очевидно изпъкнал диск показва висока влажност на въздуха в тропосферата и служи като знак за влошаване на времето.

Ясно видимата пепелява лунна светлина предвещава лошо време. Пепелявата светлина е явлението, когато в първите дни след новолунието, освен тесния ярък сърп на луната, целият й пълен диск, слабо осветена от отразена от земята светлина.

Заря

Зората е цветът на небето при изгрев и залез.

Разнообразието от цветове на зората се дължи на различни условия на атмосферата. Цветните ивици на зората, считано от хоризонта, винаги се наблюдават в реда на цветовете на спектъра: червено, оранжево, жълто, синьо.
Индивидуалните цветове може да отсъстват напълно, но редът на разпределение под червения цвят понякога може да има сив, мръсен лилав цвят. Горна част zari има или белезникав оттенък, или син.

Основните фактори, влияещи върху появата на зората, са продуктите на кондензация на водни пари и прах, съдържащи се в атмосферата:

Колкото повече влага има във въздуха, толкова по-изразен е червеният цвят на зората. Повишаване на влажността на въздуха обикновено се наблюдава преди приближаването на циклон или фронт, носещ лошо време. Следователно, с ярко червени и оранжеви зори, можете да очаквате влажно време със силни ветрове. Преобладаването на жълти (златни) тонове на зората показва малко количество влага и голямо количество прах във въздуха, което показва предстоящо сухо и ветровито време.

Ярките и тъмночервени зори, подобни на блясъка на далечен огън с кални нюанси, показват висока влажност на въздуха и са знак за влошаване на времето - приближаването на циклон или фронт през следващите 6-12 часа.

Преобладаването на ярко жълти, както и златисти и розови тонове на вечерната зора показва ниска влажност на въздуха; Може да се очаква сухо, често ветровито време.

Светлочервено (розово) небе вечер показва леко ветровито време без валежи.

Румена вечер и сиво утро предвещават ясен ден и вечер с леки ветрове.

Колкото по-мек е червеният цвят на облаците на зазоряване, толкова по-благоприятно ще бъде предстоящото време.

Жълтеникаво-кафява зора през зимата по време на студове показва тяхната устойчивост и възможно засилване.

Мътна жълтеникаво-розова вечерна зора е знак за вероятно влошаване на времето.

Ако слънцето, приближавайки се до хоризонта, се променя малко от обичайния си белезникаво-жълт цвят и залязва много ярко, което се дължи на високата прозрачност на атмосферата, ниското съдържание на влага и прах, тогава хубаво времеще остане.

Ако слънцето, преди да залезе към хоризонта или при изгрев, в момента, в който се появи ръбът му, дава светкавица от яркозелен лъч, тогава трябва да очакваме да се запази стабилно, ясно, спокойно време; Ако сте успели да забележите син лъч, тогава можете да го очаквате. Особено тихо и ясно време. Продължителността на светкавицата със зелен лъч е не повече от 1-3 секунди.

Преобладаването на зеленикави нюанси по време на вечерната зора показва дълго, сухо и ясно време.

Светла сребриста ивица без резки граници, видима дълго време на хоризонта, когато безоблачно небеслед залез слънце предвещава продължително спокойно антициклонално време.

Нежното розово осветяване на стационарни перести облаци по време на залез слънце при липса на други облаци е надежден знак за установено антициклонално време.

Преобладаването на яркочервен цвят във вечерната зора, което се запазва за дълго време, докато слънцето се спуска под хоризонта, служи като знак за приближаване на топъл фронт или топъл фронт на оклузия; продължително лошо ветровито време трябва да се очаква.

Нежна розова зора под формата на кръг над слънцето, което е залязло зад хоризонта, означава добро, стабилно време. Ако цветът на кръга стане розово-червен, възможни са валежи и усилен вятър.

Цветът на зората е тясно свързан с естеството на въздушната маса. В таблицата, съставена за умерени шириниевропейската част на ОНД показва връзката между цветовете на зората и въздушните маси според Н. И. Кучеров:

Залез

Тъй като циклоните се движат предимно от западните точки, знак за приближаването на циклон обикновено е появата на облаци в западната половина на небето и ако това се случи вечер, тогава слънцето залязва в облаците. Но в същото време е необходимо да се вземе предвид последователността на облачните форми, която е свързана с циклони и атмосферни фронтове.

Ако слънцето залязва зад нисък непрекъснат облак, който се откроява рязко на фона на зеленикаво или жълтеникаво небе, това е знак за предстоящо хубаво (сухо, тихо и ясно) време.

Ако слънцето залязва с непрекъсната ниска облачност и ако на хоризонта и над облаците се наблюдават слоеве от перести или пересто-слоести облаци, тогава в следващите 6-12 часа ще падне валежи и ще се появи ветровито циклонално време.

Залязването на слънцето зад тъмни плътни облаци с червен нюанс по краищата предвещава циклонично време.

Ако след залез слънце на изток ясно се вижда тъмен конус, който постепенно се разпространява нагоре с широка замъглена оранжева граница - сянката на земята, тогава циклонът се приближава от посоката на залеза.

Сянката на земята на изток след залез слънце е сиво-сива, без цветен ръб или с бледорозов цвят - знак за запазване на антициклоналното време.

Това е името, дадено на куп отделни светлинни лъчи или ивици, излизащи иззад облаците, покриващи слънцето. Слънчевите лъчи преминават през пролуките между облаците, осветяват водни капчици, висящи във въздуха, и произвеждат куп светли ивици под формата на панделки (лъчите на Буда).

Тъй като това сияние се наблюдава поради наличието на голям брой малки водни капки във въздуха, то предвещава дъждовно, ветровито циклонично време.

Сияние, излизащо иззад тъмен облак, зад който се намира слънцето, е знак за настъпването на ветровито време с дъжд през следващите 3-6 часа.

Жълто сияние иззад облаците, наблюдавано веднага след дъжд, предвещава предстоящото възобновяване на дъжда и усилване на вятъра.

Червеният цвят на слънцето, луната и другите небесни тела показва висока влажност в атмосферата, т.е. установяването на циклонално време в следващите 6-10 часа с силен вятъри валежи.

Червеникавият цвят на потъмнелия слънчев диск заедно със синкавия цвят на далечни обекти (планини и др.) е признак за разпространение на прашен тропически въздух, скоро трябва да очакваме значително повишаване на температурата на въздуха.

Наблюдавайки небесния свод от открито място (например в морето), можете да забележите, че той има формата на полукълбо, но сплескан във вертикална посока. Често изглежда, че разстоянието от наблюдателя до хоризонта е три до четири пъти по-голямо, отколкото до зенита.

Това се обяснява по следния начин. Когато гледаме нагоре, без да накланяме глава назад, обектите ни изглеждат съкратени в сравнение с тези, които са в хоризонтално положение.

Например падналите стълбове или дървета изглеждат по-дълги от вертикалните. В хоризонтална посока действа атмосферната перспектива, в резултат на което обектите, обвити в мъгла (от прах и надигащи се течения), изглеждат по-слабо осветени и следователно по-отдалечени.

Видимата плоскост на небето варира в зависимост от метеорологичните условия. По-голямата прозрачност на атмосферата и високата влажност на въздуха увеличават плоскостта на небето.

Преди циклоничното време се появява плоско, ниско небе.

Високият небесен свод се наблюдава в централни райониантициклони; може да се очаква добро антициклонално време да се задържи 12 часа или повече.

Човек постоянно се сблъсква със светлинни явления. Всичко, което е свързано с появата на светлината, нейното разпространение и взаимодействие с материята, се нарича светлинни явления. Ярки примериОптичните явления могат да бъдат: дъга след дъжд, светкавица по време на гръмотевична буря, блещукане на звезди в нощното небе, игра на светлина във воден поток, променливост на океана и небето и много други.

Учениците получават научно обяснение физични явленияи оптични примери в 7 клас, когато започват да изучават физика. За мнозина оптиката ще се превърне в най-очарователния и мистериозен раздел в училищна програмафизика.

Какво вижда човек?

Човешките очи са устроени по такъв начин, че той може да възприема само цветовете на дъгата. Днес вече е известно, че спектърът на дъгата не се ограничава до червено от едната страна и виолетово от другата. След червеното идва инфрачервеното, след виолетовото идва ултравиолетовото. Много животни и насекоми могат да видят тези цветове, но хората, за съжаление, не могат. Но човек може да създаде устройства, които приемат и излъчват светлинни вълни с подходяща дължина.

Пречупване на лъчите

Видимата светлина е дъга от цветове и светлина бяло, например, слънчева, е проста комбинациятези цветя. Ако поставите призма в лъч ярка бяла светлина, тя ще се разпадне на цветовете или дължините на вълните, от които е съставена. Първо ще се появи червено с по-голяма дължина на вълната, след това оранжево, жълто, зелено, синьо и накрая виолетово, което има най-късата дължина на вълната във видимата светлина.

Ако вземете друга призма, за да уловите светлината на дъгата и я обърнете с главата надолу, тя ще обедини всички цветове в бяло. Във физиката има много примери за оптични явления; нека разгледаме някои от тях.

Защо небето е синьо?

Младите родители често са объркани от най-простите, на пръв поглед, въпроси на техните малки защо. Понякога те са най-трудни за отговор. Почти всички примери за оптични явления в природата могат да бъдат обяснени от съвременната наука.

Слънчевата светлина, която осветява небето през деня, е бяла, което означава, че на теория небето също трябва да е ярко бяло. За да изглежда синьо, са необходими някои процеси със светлината, докато преминава през земната атмосфера. Ето какво се случва: част от светлината преминава през свободното пространство между газовите молекули в атмосферата, достига земната повърхност и остава със същия бял цвят, както когато е започнала. Но слънчева светлинасреща газови молекули, които подобно на кислорода се абсорбират и след това се разпръскват във всички посоки.

Атомите в газовите молекули се активират от светлината, която абсорбират и отново излъчват фотони от светлина с дължини на вълните, вариращи от червено до виолетово. Така част от светлината се насочва към земята, а останалата част се изпраща обратно към Слънцето. Яркостта на излъчваната светлина зависи от цвета. Осем фотона синя светлина се освобождават за всеки фотон червена светлина. Следователно синята светлина е осем пъти по-ярка от червената. Интензивната синя светлина се излъчва от всички посоки от милиарди газови молекули и достига до очите ни.

Многоцветна арка

Някога хората смятаха, че дъгите са знаци, изпратени им от боговете. Наистина красивите многоцветни панделки винаги се появяват в небето от нищото и след това също толкова мистериозно изчезват. Днес знаем, че дъгата е един от примерите за оптични явления във физиката, но не спираме да й се възхищаваме всеки път, когато я видим в небето. Интересното е, че всеки наблюдател вижда различна дъга, създадена от светлинните лъчи, идващи зад него и от дъждовните капки пред него.

От какво са направени дъгите?

Рецептата за тези оптични явления в природата е проста: водни капки във въздуха, светлина и наблюдател. Но не е достатъчно слънцето да се показва, когато вали. Тя трябва да е ниска, а наблюдателят да стои така, че слънцето да е зад него и да гледа мястото, където вали или току-що е валяло.

Слънчев лъч, идващ от дълбокия космос, застига дъждовна капка. Действайки като призма, дъждовната капка пречупва всеки цвят, скрит в бялата светлина. Така, когато бял лъч премине през дъждовна капка, той изведнъж се разделя на красиви многоцветни лъчи. Вътре в капката те се натъкват на вътрешната й стена, която действа като огледало и лъчите се отразяват в същата посока, от която са влезли в капката.

Крайният резултат е, че очите виждат дъга от цветове, извиваща се в небето - светлина, огъната и отразена от милиони малки дъждовни капки. Те могат да действат като малки призми, разделяйки бялата светлина на спектър от цветове. Но не винаги е необходим дъжд, за да видите дъгата. Светлината може да се пречупи и от мъгла или морски изпарения.

Какъв цвят е водата?

Отговорът е очевиден - водата е синя. Ако налеете чиста водав чаша, всеки ще види нейната прозрачност. Това е така, защото в чашата има твърде малко вода и цветът е твърде блед, за да се види.

Когато пълните голям стъклен съд, можете да видите естествения син оттенък на водата. Цветът му зависи от това как водните молекули абсорбират или отразяват светлината. Бялата светлина е съставена от дъга от цветове и водните молекули абсорбират повечето от червените до зелените цветове, които преминават през тях. И синята част се отразява обратно. Така че виждаме синия цвят.

Изгреви и залези

Това също са примери за оптични явления, които хората наблюдават всеки ден. Когато слънцето изгрява и залязва, то насочва лъчите си под ъгъл към мястото, където се намира наблюдателят. Те имат по-дълъг път, отколкото когато слънцето е в зенита си.

Слоевете въздух над земната повърхност често съдържат много прах или микроскопични частици влага. Слънчевите лъчи преминават под ъгъл спрямо повърхността и се филтрират. Червените лъчи имат най-дългата дължина на вълната на излъчване и следователно проникват по-лесно до земята от сините лъчи, които имат къси вълни, които се отразяват от частици прах и вода. Следователно по време на сутрешната и вечерната зора човек наблюдава само част от слънчеви лъчи, които стигат до земята, а именно червени.

Светлинно шоу на планетата

Типичното полярно сияние е цветно изображение на светлина в нощното небе, което може да се види всяка вечер на Северния полюс. Променяйки се в причудливи форми, огромни ленти от синьо-зелена светлина с оранжеви и червени петна понякога достигат повече от 160 км ширина и могат да се простират на 1600 км дължина.

Как да обясним този оптичен феномен, който е толкова спиращ дъха спектакъл? Полярните сияния се появяват на Земята, но те са причинени от процеси, протичащи на далечното Слънце.

как върви всичко

Слънцето е огромна газова топка, състояща се главно от атоми водород и хелий. Всички те имат протони с положителен заряд и електрони с отрицателен заряд, обикалящи около тях. Постоянен ореол от горещ газ се разпространява в космоса под формата на слънчев вятър. Този безброй протони и електрони се движи със скорост 1000 км в секунда.

Когато частиците на слънчевия вятър достигнат Земята, те биват привлечени от силното магнитно поле на планетата. Земята е гигантски магнит с магнитни линии, които се събират на север и Южен полюс. Привлечените частици текат по тези невидими линии близо до полюсите и се сблъскват с азотните и кислородните атоми, които изграждат земната атмосфера.

Някои от атомите на земята губят своите електрони, други се зареждат нова енергия. След като се сблъскат с протони и електрони от Слънцето, те освобождават фотони от светлина. Например, азотът, който е загубил електрони, привлича виолетова и синя светлина, докато зареденият азот свети в тъмно червено. Зареденият кислород излъчва зелена и червена светлина. Така заредените частици карат въздуха да блести в много цветове. Това е полярното сияние.

миражи

Веднага трябва да се определи, че миражите не са плод на човешкото въображение, те дори могат да бъдат фотографирани, те са почти мистични примери за оптични физически явления.

Има много доказателства за наблюдението на миражи, но науката може да даде научно обяснение за това чудо. Те могат да бъдат прости като парче вода сред горещите пясъци или могат да бъдат изумително сложни, изграждайки визии на висящи замъци или фрегати с колони. Всички тези примери за оптични явления са създадени от играта на светлина и въздух.

Светлинните вълни се огъват, когато преминават през първо топъл и след това студен въздух. Горещият въздух е по-разреден от студения, така че неговите молекули са по-активни и се разпръскват на по-големи разстояния. С понижаването на температурата движението на молекулите също намалява.

Виденията, наблюдавани през лещите на земната атмосфера, могат да бъдат силно променени, компресирани, разширени или обърнати. Това е така, защото светлинните лъчи се огъват, когато преминават през топъл и след това през студен въздух и обратно. И онези изображения, които светлинният поток носи със себе си, например небето, могат да се отразят върху горещия пясък и да изглеждат като парче вода, което винаги се отдалечава, когато се приближава.

Най-често миражите могат да се наблюдават на големи разстояния: в пустини, морета и океани, където могат да съществуват едновременно горещ и студен слой въздух с различна плътност. Това е преминаването през различни температурни слоеве, което може да изкриви светлинната вълна и в крайна сметка да доведе до визия, която е отражение на нещо и е представена от фантазията като реален феномен.

ореол

За повечето оптични илюзии, които могат да се наблюдават с просто око, обяснението е пречупването на слънчевата светлина в атмосферата. Един от най-необичайните примери за оптични явления е слънчев ореол. По същество ореолът е дъга около слънцето. Въпреки това, тя се различава от обикновената дъга както по външен вид, така и по свойствата си.

Това явление има много разновидности, всяка от които е красива по свой начин. Но за да възникне всякакъв вид оптична илюзия, са необходими определени условия.

Ореол се появява в небето, когато няколко фактора съвпадат. Най-често може да се види в мразовито време с висока влажност. Във въздуха има голям брой ледени кристали. Проправяйки си път през тях, слънчевата светлина се пречупва по такъв начин, че образува дъга около Слънцето.

И въпреки че последните 3 примера за оптични явления са лесно обясними съвременна наука, за обикновения наблюдател те често остават мистични и енигматични.

След като разгледахме основните примери за оптични явления, можем уверено да вярваме, че много от тях могат да бъдат обяснени от съвременната наука, въпреки тяхната мистичност и загадъчност. Но учените все още предстоят много открития, улики за мистериозните явления, които се случват на планетата Земя и извън нея.

Атмосферата на нашата планета е доста интересна оптична система, чийто индекс на пречупване намалява с надморска височина поради намаляване на плътността на въздуха. по този начин земна атмосфераможе да се разглежда като "леща" гигантски размери, повтаряща формата на Земята и имаща монотонно променящ се показател на пречупване.

Това обстоятелство води до възникването на едно цяло редица оптични явления в атмосферата, причинено от пречупване (пречупване) и отразяване (отражение) на лъчите в него.

Нека разгледаме някои от най-значимите оптични явления в атмосферата.

Атмосферна рефракция

Атмосферна рефракция- феномен кривинасветлинни лъчи, когато светлината преминава през атмосферата.

С височината плътността на въздуха (и следователно индексът на пречупване) намалява. Нека си представим, че атмосферата се състои от оптически хомогенни хоризонтални слоеве, индексът на пречупване в които варира от слой на слой (фиг. 299).

ориз. 299. Промяна на показателя на пречупване в земната атмосфера

Когато светлинният лъч се разпространява в такава система, в съответствие със закона за пречупване, той ще бъде „притиснат“ перпендикулярно на границата на слоя. Но плътността на атмосферата не намалява рязко, а непрекъснато, което води до плавно изкривяване и завъртане на лъча под ъгъл α при преминаването му през атмосферата.

В резултат на атмосферното пречупване виждаме Луната, Слънцето и други звезди малко по-високо от мястото, където са в действителност.

По същата причина продължителността на деня се увеличава (в нашите географски ширини с 10-12 минути), а дисковете на Луната и Слънцето на хоризонта се свиват. Интересното е, че максималният ъгъл на пречупване е 35" (за обекти близо до хоризонта), което надвишава видимия ъглов размер на Слънцето (32").

От този факт следва: в момента, в който видим, че долният край на звездата е докоснал линията на хоризонта, всъщност слънчевият диск вече е под хоризонта (фиг. 300).

ориз. 300. Атмосферно пречупване на лъчи при залез

Блещукащи звезди

Блещукащи звездисъщо свързани с астрономическото пречупване на светлината. Отдавна е отбелязано, че трептенето е най-забележимо при звезди, разположени близо до хоризонта. Въздушните течения в атмосферата променят плътността на въздуха с течение на времето, което води до видимото трептене на небесното тяло. Астронавтите в орбита не наблюдават никакво трептене.

миражи

В горещите пустинни или степни райони и в полярните региони силното нагряване или охлаждане на въздуха близо до земната повърхност води до появата миражи: Благодарение на кривината на лъчите, обектите, които всъщност се намират далеч отвъд хоризонта, стават видими и изглеждат близки.

Понякога това явление се нарича земна рефракция. Появата на миражи се обяснява със зависимостта на коефициента на пречупване на въздуха от температурата. Има долни и висши миражи.

Долни миражиможе да се види в горещ летен ден на добре загрят асфалтов път: струва ни се, че има локви отпред, които всъщност не са там. В този случай ние приемаме за „локви“ огледалното отражение на лъчи от неравномерно нагрети слоеве въздух, разположени в непосредствена близост до „горещия“ асфалт.

Горни миражиТе се отличават със значително разнообразие: в някои случаи дават директно изображение (фиг. 301, а), в други - обърнато изображение (фиг. 301, б), могат да бъдат двойни и дори тройни. Тези особености са свързани с различни зависимости на температурата на въздуха и коефициента на пречупване от надморската височина.

ориз. 301. Образуване на миражи: а - директен мираж; б - обратен мираж

Дъга

Атмосферните валежи водят до появата на зрелищни оптични явления в атмосферата. Така по време на дъжд образуванието представлява удивителна и незабравима гледка дъги, което се обяснява с явлението различно пречупване (дисперсия) и отразяване на слънчевите лъчи върху най-малките капчици в атмосферата (фиг. 302).

ориз. 302. Образуване на дъга

В особено успешни случаи можем да видим няколко дъги наведнъж, като редът на цветовете в тях е обърнат.

Светлинният лъч, участващ в образуването на дъга, претърпява две пречупвания и множество отражения във всяка дъждовна капка. В този случай, донякъде опростявайки механизма на образуване на дъгата, можем да кажем, че сферичните дъждовни капки играят ролята на призма в експеримента на Нютон за разлагане на светлината в спектър.

Поради пространствената симетрия дъгата се вижда под формата на полукръг с ъгъл на отваряне около 42 °, докато наблюдателят (фиг. 303) трябва да бъде между Слънцето и дъждовните капки, с гръб към Слънцето.

Разнообразието от цветове в атмосферата се обяснява с шарки разсейване на светлинатавърху частици с различни размери. Поради факта, че синият цвят се разпръсква по-силно от червения, през деня, когато Слънцето е високо над хоризонта, ние виждаме небето синьо. По същата причина близо до хоризонта (при залез или изгрев) Слънцето става червено и не толкова ярко, колкото в зенита. Появата на цветни облаци също се свързва с разсейването на светлината от частици с различни размери в облака.

Литература

Жилко, В.В. Физика: учебник. помощ за 11 клас. общо образование институции с рус език обучение с 12-годишен период на обучение (основен и напреднал) / V.V. Жилко, Л.Г. Маркович. - Минск: Нар. Асвета, 2008. - с. 334-337.