Jl. fenomeni ottici

ISTITUZIONE EDUCATIVA AUTONOMA COMUNALE

DISTRETTO DI BELOYARSKY

"SCUOLA SECONDARIA (COMPLETA) DI EDUCAZIONE GENERALE №2, BELOYARSKY"

Progetto in nomination n. 2

Tema del progetto:

"Fenomeni ottici nell'atmosfera"

Tarasenko Yuri Petrovich

Classe 11a

Supervisore scientifico del progetto:

Panchenko-Bondarenko Galina Konstantinovna

Posto di lavoro

Titolo di lavoro

Insegnante di fisica

Belojarskij

FENOMENI OTTICI NELL'ATMOSFERA

Tarasenko Yuri Petrovich

Okrug autonomo di Khanty-Mansi, regione di Tyumen,

Beloyarsky, MOSSh n. 2, grado 11a

annotazione

Il lavoro proposto è un'opportunità promettente per aiutare gli insegnanti ad aumentare la motivazione a studiare la fisica come materia di istruzione generale. Questo materiale ti introdurrà ai fenomeni curiosi che si possono riscontrare nella vita di tutti i giorni e spiegherà la loro natura dal punto di vista della fisica. Il progetto ha sviluppato un elenco di domande per testare le conoscenze degli studenti su questo argomento. È stato condotto un sondaggio, i cui risultati sono disponibili anche nel progetto.

1. Introduzione………..………………..……….……….4

2. Corpo principale

2.1 Introduzione all’ottica……………...5

2.2 L'atmosfera terrestre come sistema ottico…………...…………5

2.3 Colore del cielo……………..……….6

2.4 Alone…………………..…………7

2.5 Arcobaleno…………………..….……8

2.6 Fantasmi di Brocken………………..………..….….9

2.7 Fuoco fatuo……………..………….….….10

2.8 Miraggi. Fata Morgana. Tipi di miraggi……………..…………..….11

2.9 Aurore. Come si verificano le aurore…………14

2.10 Falsi soli……………………………...15

2.11 Colonna luminosa................................................................16

2.12 Corone………………………………………...17

3. Interrogare……………..………..18

4. Conclusione…………………………………………...19

5. Elenco della letteratura utilizzata……………...20

6. Applicazione…………………………………………..21

introduzione

Lo scopo di questo progetto di ricerca è quello di considerare i fenomeni atmosferici ottici e la loro natura fisica. A causa della portata limitata dell'opera, vengono descritti solo alcuni di questi fenomeni, come spiegare il colore del cielo (senza influenzare l'ora dell'alba mattutina e serale), arcobaleni, aloni, "falsi soli", miraggi e aurore. . Questi fenomeni sono descritti in dettaglio nel lavoro. I fenomeni dell'apparizione dei pilastri solari, dei fantasmi di Brocken, delle corone e delle luci vaganti sono descritti in modo meno dettagliato.

Il contributo contiene aspetti metodologici riguardanti le possibilità di utilizzo del materiale utilizzato nelle scuole secondarie.

Per maggiore chiarezza, ho sviluppato una presentazione contenente rare fotografie di fenomeni atmosferici ottici, che possono essere utilizzate come appendice al lavoro di progetto esistente, e in aggiunta agli elementi visivi già contenuti in esso.

Un grande vantaggio del lavoro, secondo me, non è solo il suo orientamento scientifico, ma anche un orientamento estetico chiaramente espresso. Spero che vi divertirete a leggere la bozza tanto quanto a me è piaciuto compilarla.

Obiettivo del progetto:

Introdurre gli studenti ai fenomeni ottici nell'atmosfera

Seleziona la letteratura per questo progetto

Sistematizzare le informazioni sui fenomeni ottici nell'atmosfera

Condurre un sondaggio tra gli studenti del 10° anno

Presentare agli studenti il lavoro del progetto.

Introduzione all'ottica

La maggior parte dei tipi di ottica elencati, come fenomeno fisico, sono disponibili alla nostra osservazione solo quando si utilizzano dispositivi tecnici speciali. Questi possono essere installazioni laser, emettitori di raggi X, radiotelescopi, generatori di plasma e molti altri. Ma i fenomeni ottici più accessibili e, allo stesso tempo, più colorati sono quelli atmosferici. Di enormi dimensioni, sono il prodotto dell'interazione tra la luce e l'atmosfera della terra.

L'atmosfera terrestre come sistema ottico

Per i raggi di luce provenienti dal sole o da altri corpi celesti, l'atmosfera terrestre è una sorta di sistema ottico con parametri in costante cambiamento. Essendo sulla loro strada, riflette parte della luce, la disperde, la fa passare attraverso l'intero spessore dell'atmosfera, fornendo illuminazione alla superficie terrestre, in determinate condizioni, la scompone in componenti e piega il percorso dei raggi, provocando così vari fenomeni atmosferici. I colori più insoliti sono il tramonto, l'arcobaleno, l'aurora boreale, il miraggio, l'alone solare e lunare.

Scienze che si occupano dello studio dei fenomeni luminosi nell'atmosfera

1. Ottica meteorologica- studia l'atmosfera

fenomeni legati al tempo (fenomeni del colore del cielo e del suo colore,

polarizzazione del firmamento, fenomeni di miraggio e irregolarità

rifrazione e riflessione della luce nell'atmosfera, lo scintillio delle stelle,

arcobaleno, cerchi e corone attorno ai luminari).

2. Astronomia- studia in dettaglio il fenomeno della rifrazione

(rifrazione della luce nell'atmosfera).

3. elettricità atmosferica- fare ricerche

fenomeni atmosferici di origine elettrica (fulmini,

fuochi di Sant'Elmo, ecc.).

4. ottica atmosferica– studia la conversione dell’energia solare

e radiazione termica dell'atmosfera stessa e di quella sottostante

superfici.

colore del cielo

Il fenomeno della colorazione blu del cielo durante il giorno dipende esclusivamente dalla diffusione della luce da parte di quelle piccole particelle che sono costantemente in sospensione in quantità più che sufficiente, non solo negli strati inferiori, ma anche in quelli relativamente alti dell'atmosfera. . Lord Rayleigh (Rayleigh) ha teoricamente dimostrato che a dimensioni sufficientemente piccole, tali particelle hanno la proprietà di riflettere solo i raggi a lunghezza d'onda corta, ad es. raggi blu, blu, viola . Per comprendere alcuni fenomeni del mondo subatomico, è utile immaginare gli elettroni attaccati ai nuclei su molle rigide. La risposta di un elettrone al campo elettrico di un'onda luminosa dipende da come la frequenza dell'onda è correlata alle frequenze naturali di questa molla immaginaria. I calcoli mostrano che quanto più corta è la lunghezza d'onda della luce, tanto maggiore è la probabilità che entri in risonanza con le frequenze naturali di eccitazione degli elettroni e, di conseguenza, tanto più spesso gli elettroni assorbiranno e riemetteranno fotoni della frequenza corrispondente. Una conseguenza dello stesso effetto dell'interazione della luce con gli atomi è la diffusione della luce nel mezzo. La luce che non ha interagito con gli atomi ci raggiunge direttamente. Pertanto, quando non guardiamo una sorgente luminosa, ma la luce diffusa da questa sorgente, osserviamo in essa la predominanza delle onde corte della parte blu dello spettro.

Ecco perché il cielo appare azzurro e il sole giallastro! Quando guardiamo il cielo lontano dal Sole, vediamo la luce solare diffusa lì, dove predominano le lunghezze d'onda corte della parte blu dello spettro. Quando si guarda direttamente il Sole, si osserva lo spettro della sua radiazione, dalla quale, diffondendosi sugli atomi dell'aria, vengono rimossi parte dei raggi blu, e lo spettro inizialmente bianco del Sole si sposta al giallo-rosso regione quando si attraversa l'atmosfera.

Alone

Alone(dal greco - "cerchio", "disco"; anche aura, alone, alone) - questo è il fenomeno di rifrazione e riflessione della luce nei cristalli di ghiaccio delle nuvole del livello superiore; sono cerchi luminosi o iridescenti attorno al Sole o alla Luna, separati dal luminare da uno spazio scuro. Gli aloni si osservano spesso davanti ai cicloni (nei cirrostrati ad un'altezza di 5-10 km dal loro fronte caldo) e quindi possono servire come segno del loro avvicinamento. Talvolta si possono osservare anche degli aloni lunari. In un altro tipo di prismi l'altezza è molto piccola rispetto alla sezione trasversale; si ottengono quindi lastre piane a sei facce. A volte, infine, i cristalli di ghiaccio assumono la forma di un prisma, la cui sezione trasversale è una stella a sei punte.

Un cerchio ordinario o un piccolo alone è un cerchio brillante (Fig. 2) che circonda il luminare, il suo raggio è di circa 22°; all'interno è dipinto di rossastro, poi il giallo è debolmente visibile, poi il colore diventa bianco e si fonde gradualmente con il tono bluastro generale del cielo. Lo spazio all'interno del cerchio appare relativamente buio; il bordo interno del cerchio è nettamente delineato. Questo cerchio è formato dalla rifrazione della luce negli aghi di ghiaccio, che vengono trasportati in varie posizioni nell'aria. L'angolo di minima deflessione dei raggi in un prisma di ghiaccio è di circa 22°, quindi tutti i raggi che passano attraverso i cristalli devono apparire all'osservatore deviati di almeno 22° dalla sorgente luminosa; da qui l'oscurità dello spazio interiore. Il colore rosso, essendo il meno rifratto, apparirà anche il meno deviato dal luminare; è seguito dal giallo; il resto dei raggi, mescolandosi tra loro, darà l'impressione del bianco.

Arcobaleno

L'arcobaleno è un fenomeno ottico che si verifica nell'atmosfera e ha la forma di un arco multicolore sulla volta celeste. Si osserva in quei casi in cui i raggi del sole illuminano la cortina di pioggia, situata sul lato opposto del cielo rispetto al Sole. Il centro dell'arco dell'arcobaleno è nella direzione di una linea retta che passa attraverso il disco solare (anche se nascosto all'osservazione dalle nuvole) e l'occhio dell'osservatore, cioè in un punto opposto al sole. L'arco dell'arcobaleno fa parte di un cerchio circoscritto attorno a questo punto con un raggio di 42°30" (in misura angolare).

L'osservatore a volte può vedere più arcobaleni contemporaneamente: principale, secondario e secondario. L'arcobaleno principale è un arco colorato sulle gocce di un velo di pioggia che si allontana e appare sempre dalla parte del cielo opposta al Sole. Quando il Sole è all'orizzonte, l'altezza del bordo superiore dell'arcobaleno principale è di 42°30 in misura angolare. Quando il Sole sorge sopra l'orizzonte, la parte visibile dell'arcobaleno diminuisce. Quando il Sole raggiunge un'altezza di 42 ° 30, l'arcobaleno non sarà visibile a un osservatore sulla superficie terrestre, tuttavia, se nel momento in cui scompare, sali sulla torre o sull'albero della nave, allora l'arcobaleno potrà essere visto di nuovo.

L'arcobaleno può essere pensato come una ruota gigante, posta su una linea retta immaginaria che passa attraverso il Sole e l'osservatore come un asse.

La posizione dell'arcobaleno rispetto al paesaggio circostante dipende dalla posizione dell'osservatore rispetto al Sole, e le dimensioni angolari dell'arcobaleno sono determinate dall'altezza del Sole sopra l'orizzonte. L'osservatore è la sommità del cono, il cui asse è diretto lungo la linea che collega l'osservatore al Sole. L'arcobaleno è la parte della circonferenza della base di questo cono sopra l'orizzonte. Quando l'osservatore si muove, il cono specificato, e quindi l'arcobaleno, si muove di conseguenza.

Qui è necessario fare due spiegazioni. Innanzitutto, quando parliamo di una linea retta che collega l'osservatore al Sole, non intendiamo la direzione vera, ma la direzione osservata verso il Sole. Differisce da quello vero per l'angolo di rifrazione.

In secondo luogo, quando parliamo di arcobaleno sopra l'orizzonte, intendiamo un arcobaleno relativamente distante, quando la cortina di pioggia è a diversi chilometri da noi.

Fantasmi del Brocken

In alcune regioni del globo, quando l'ombra di un osservatore su una collina all'alba o al tramonto cade dietro di lui sulle nuvole situate a breve distanza, si rivela un effetto sorprendente: l'ombra acquisisce dimensioni colossali. Ciò è dovuto alla riflessione e rifrazione della luce da parte delle più piccole gocce d'acqua nella nebbia. Il fenomeno descritto è chiamato il "fantasma del Brocken" dal nome della vetta nelle montagne dell'Harz in Germania.

fuochi fatui

Un debole bagliore di colore bluastro o verdastro, che a volte si osserva nelle paludi, nei cimiteri e nelle cripte. Spesso appaiono come la fiamma di una candela che brucia tranquillamente, senza riscaldamento, sollevata a circa 30 cm dal suolo, sospesa per un momento sopra l'oggetto. La luce sembra essere del tutto sfuggente e, man mano che l'osservatore si avvicina, sembra spostarsi in un altro luogo. La ragione di questo fenomeno è la decomposizione dei residui organici e la combustione spontanea del gas di palude metano (CH 4) o fosfina (PH 3). Le luci vaganti hanno una forma diversa, a volte anche sferica.

Miraggi

Il miraggio è un fenomeno atmosferico, a causa del quale, in determinate circostanze, gli oggetti vengono resi visibili in un'area, la cui effettiva posizione è lontana dal luogo della loro osservazione da parte dello spettatore. Si spiega con la riflessione totale dei raggi al confine di due strati d'aria aventi temperature diverse, se il fascio di luce cade con un'inclinazione molto forte sul piano limite.

Se lo spettatore e un oggetto distante si trovano solo in punti leggermente elevati e tra di loro si trova un terreno sabbioso fortemente riscaldato dal sole, che trasmette il suo calore agli strati d'aria più vicini e quindi riscaldandoli più fortemente degli strati situati sopra, lo spettatore vede l'oggetto nella sua posizione effettiva attraverso i raggi, direttamente dall'oggetto che va ad esso, e in secondo luogo, in posizione invertita, con l'aiuto dei raggi, prima provenienti dall'oggetto verso il basso, poi, quando incontrano strati d'aria più caldi e quindi più rari, che si riflettono e arrivano all'occhio dell'osservatore, che vede l'oggetto come riflesso nell'acqua. Questa spiegazione è stata data da Monge in "M é moires de l" Institut d "Egypte". Se uno strato caldo fortemente riscaldato non si trova sul fondo, ma sulla sommità dell'osservatore e dell'oggetto osservato, che si trovano in uno strato freddo più denso, può verificarsi anche un fenomeno di miraggio, ma solo verso l'alto.

Così, osservate in forma invertita sopra l'orizzonte, ad esempio, navi, torri, castelli, ecc., sono immagini di oggetti reali.

In alcune località, a Napoli, a Reggio, sulla costa del Canale di Sicilia, su ampie pianure sabbiose (al mattino, quando gli strati d'aria inferiori sono ancora più freddi di quelli superiori, già riscaldati dal sole), in Persia , Turkestan, Egitto, questo fenomeno è spesso osservato, chiamatoFata Morgana .

Fata Morgana

Fata Morgana - un raro fenomeno ottico complesso inatmosfera, composta da diverse formemiraggi, in cui oggetti distanti vengono visti ripetutamente e con varie distorsioni.

La Fata Morgana si verifica quando, negli strati più bassi dell'atmosfera, si formano alternati più strati d'aria di diversa densità (solitamente a causa delle differenze di temperatura), capaci di dare riflessi speculari. Come risultato della riflessione, così come della rifrazione dei raggi, gli oggetti della vita reale danno diverse immagini distorte sull'orizzonte o sopra di esso, parzialmente sovrapposte l'una all'altra e cambiando rapidamente nel tempo, creando un'immagine bizzarra di una fata morgana.

Spiegazione del miraggio inferiore ("lago").

Se l'aria sulla superficie terrestre è molto calda e, quindi, la sua densità è relativamente bassa, l'indice di rifrazione sulla superficie sarà inferiore rispetto agli strati d'aria più alti. Secondo la regola stabilita, i raggi luminosi vicino alla superficie terrestre in questo caso verranno piegati in modo che la loro traiettoria sia convessa verso il basso.

L'osservatore vedrà la sezione corrispondente del cielo non sopra l'orizzonte, ma sotto di esso. Gli sembrerà di vedere l'acqua, anche se in realtà ha davanti a sé l'immagine di un cielo azzurro.

Se immaginiamo che ci siano colline, palme o altri oggetti vicino all'orizzonte, allora l'osservatore li vedrà capovolti a causa della marcata curvatura dei raggi, e li percepirà come riflessi degli oggetti corrispondenti nell'acqua inesistente. Quindi c'è un'illusione, che è un miraggio del "lago".

P alti miraggi superiori

Si può presumere che l'aria sulla superficie stessa della terra o dell'acqua non venga riscaldata, ma, al contrario, notevolmente raffreddata rispetto agli strati d'aria più alti. I raggi luminosi nel caso in esame vengono piegati in modo che la loro traiettoria sia convessa verso l'alto. Pertanto, ora l'osservatore può vedere gli oggetti nascosti da lui oltre l'orizzonte, e li vedrà sopra, come se fossero sospesi sopra la linea dell'orizzonte. Pertanto, tali miraggi sono chiamati superiori.

Un miraggio superiore può produrre immagini sia diritte che invertite. Un'immagine diretta si verifica quando l'indice di rifrazione dell'aria diminuisce in modo relativamente lento con l'altezza. Con una rapida diminuzione dell'indice di rifrazione, si forma un'immagine invertita.

Miraggi doppi e tripli

Se l'indice di rifrazione dell'aria cambia prima rapidamente e poi lentamente, i raggi nella regione 1 si piegheranno più velocemente che nella regione 2. Di conseguenza, appaiono due immagini. I raggi luminosi che si propagano nella zona d'aria 1 formano un'immagine invertita dell'oggetto. I raggi che si propagano principalmente all'interno della regione 2 sono curvi in misura minore e formano un'immagine diritta.

Miraggio di visione ultra-lunga

La natura di questi miraggi è la meno studiata. È chiaro che l'atmosfera deve essere trasparente, priva di vapore acqueo e inquinamento. Ma questo non basta. Uno strato stabile di aria raffreddata dovrebbe formarsi ad una certa altezza dal suolo. Sotto e sopra questo strato, l'aria dovrebbe essere più calda. Un raggio di luce caduto all'interno di uno spesso strato d'aria fredda è, per così dire, “bloccato” al suo interno e si propaga in esso come una sorta di guida luminosa. La traiettoria del fascio deve essere sempre convessa verso le regioni meno dense dell'aria.

Cronomiraggi

I cronomiraggi sono fenomeni misteriosi che non hanno ricevuto una spiegazione scientifica. Nessuna legge della fisica conosciuta può spiegare perché i miraggi possano riflettere eventi che si verificano a una certa distanza non solo nello spazio ma anche nel tempo. Particolarmente famosi erano i miraggi di battaglie e battaglie che un tempo avvenivano sulla terra. Nel novembre del 1956 diversi turisti trascorsero la notte sulle montagne della Scozia. Alle tre del mattino si svegliarono da uno strano rumore, guardarono fuori dalla tenda e videro dozzine di arcieri scozzesi in vecchie uniformi militari, che, sparando, fuggirono attraverso un campo roccioso! Poi la visione scomparve senza lasciare tracce, ma il giorno dopo accadde di nuovo. Gli arcieri scozzesi, tutti feriti, attraversarono a fatica il campo, inciampando nelle pietre.

Miraggi: tracker

Una classe di fenomeni che inoltre non ha ricevuto giustificazione scientifica. Comprende i miraggi che, dopo la loro scomparsa, lasciano tracce materiali. È noto che nel marzo 1997 noci fresche mature caddero dal cielo in Inghilterra. Proporre diverse spiegazioni sulla natura del verificarsi di queste tracce.

Innanzitutto, queste tracce non sono direttamente correlate al miraggio. “Dopo questo” non significa “a causa di questo”. La cosa più difficile è stabilire l'affidabilità generale dei fatti stessi di tali fenomeni.

Un'altra spiegazione è che la differenza negli strati di temperatura porta alla formazione di un effetto vortice che aspira vari rifiuti nell'atmosfera. Il movimento delle correnti d'aria trasporta "assorbito" nell'area di formazione del miraggio. Dopo che le temperature si sono stabilizzate, il "quadro celeste" scompare e i detriti cadono a terra.

aurore

L'aurora è il bagliore (luminescenza) degli strati superiori delle atmosfere dei pianeti con una magnetosfera dovuto alla loro interazione con le particelle cariche del vento solare. Nella maggior parte dei casi, le aurore sono di colore verde o blu-verde, con macchie o bordi occasionali di rosa o rosso.

Esistono quattro tipi di aurore

Arco uniforme - la striscia luminosa ha la forma più semplice e calma. È più luminoso dal basso e scompare gradualmente verso l'alto sullo sfondo del chiarore del cielo;

arco radiante - il nastro diventa un po' più attivo e mobile, forma piccole pieghe e rivoli;

fascia radiante - con l'aumento dell'attività, le pieghe più grandi si sovrappongono a quelle più piccole;

Spesso ci sono aurore di tipo diverso. Catturano l'intera regione polare e sono molto intensi. Si verificano durante un aumento dell'attività solare. Queste luci appaiono come un cappuccio verde-biancastro. Tali luci sono chiamateraffiche.

Come si verificano le aurore?

La Terra è un enorme magnete, il cui polo sud si trova vicino al polo geografico nord e il nord è vicino al sud. Le linee di forza del campo magnetico terrestre, dette linee geomagnetiche, lasciano la zona adiacente al polo nord magnetico della Terra, ricoprono il globo ed entrano in esso nella zona del polo sud magnetico, formando un reticolo toroidale attorno al Terra.

Per molto tempo si è creduto che la posizione delle linee del campo magnetico fosse simmetrica rispetto all'asse terrestre. È ormai chiaro che il cosiddetto “vento solare” – un flusso di protoni ed elettroni emesso dal Sole – colpisce il guscio geomagnetico della Terra da un’altezza di circa 20.000 km, allontanandolo dal Sole, formando una sorta di "coda" magnetica vicino alla Terra.

falsi soli

Cerchio parelico (o cerchio dei falsi soli) - un anello bianco centrato nel punto zenitale, che passa attraverso il Sole parallelamente all'orizzonte. Si forma a causa della riflessione della luce solare dai bordi delle superfici dei cristalli di ghiaccio. Se i cristalli sono distribuiti in modo sufficientemente uniforme nell'aria, diventa visibile un cerchio completo. Le parhelie, o falsi soli, sono punti brillantemente luminosi che somigliano al Sole, che si formano nei punti di intersezione del cerchio parelico con l'alone, aventi raggi angolari di 22, 46 e 90 gradi. Il parhelion più frequentemente formato e più luminoso si forma all'intersezione con un alone di 22 gradi, solitamente colorato in quasi tutti i colori dell'arcobaleno. I falsi soli alle intersezioni con aloni di 46 e 90 gradi si osservano molto meno frequentemente.

palo della luce

Una colonna luminosa, o solare, è una striscia verticale di luce che si estende dal sole durante il tramonto o l'alba. Il fenomeno è causato da cristalli di ghiaccio esagonali piatti o colonnari. I cristalli piatti sospesi nell'aria formano pilastri solari se il sole è ad un'altezza di 6 gradi sopra l'orizzonte, o dietro di esso, colonnari - se il sole è ad un'altezza di 20 gradi sopra l'orizzonte. I cristalli tendono ad assumere una posizione orizzontale quando cadono nell'aria e la forma della colonna luminosa dipende dalla loro posizione relativa.

corone

Gli aloni dovrebbero essere distinti dalle corone. Questi ultimi hanno una dimensione angolare minore (è inversamente proporzionale al diametro delle goccioline nella nuvola, quindi può essere utilizzata per determinare la dimensione delle goccioline nelle nuvole) e sono spiegati dalla diffusione per diffrazione dei raggi della nuvola. fonte di luce da gocce d'acqua che formano una nuvola o nebbia. I fenomeni di corona si verificano in sottili nubi d'acqua, costituite da piccole gocce omogenee (solitamente nubi di altocumuli) e che ricoprono il disco del luminare, per effetto della diffrazione. Le corone compaiono anche nella nebbia vicino a fonti di luce artificiale. La parte principale, e spesso l'unica, della corona è un cerchio luminoso di piccolo raggio, che circonda da vicino il disco del luminare (o una sorgente di luce artificiale). Il cerchio è prevalentemente di colore bluastro e solo rossastro sul bordo esterno. È anche chiamato aureola o corona. Può essere circondato da uno o più anelli aggiuntivi dello stesso colore ma più chiaro, non adiacenti al cerchio e tra loro. Raggio dell'alone 1-5°. È inversamente proporzionale ai diametri delle goccioline nella nuvola, quindi può essere utilizzato per determinare la dimensione delle goccioline nelle nuvole. In altri casi, all'esterno sono visibili almeno due anelli concentrici di diametro maggiore, colorati molto debolmente. l'alone. Questo fenomeno è accompagnato da nuvole iridescenti. A volte i bordi delle nuvole molto alte sono dipinti con colori vivaci.

Questionario

Come appare un arcobaleno?

Cosa influenza il colore del cielo?

È possibile ripetere i fenomeni ottici in condizioni di laboratorio?

Cosa spiega la deflessione di un raggio nell'atmosfera?

Quanti colori ha la luce?

Perché l'aria è trasparente?

Di che colore è lo spazio?

È possibile attraversare l'arcobaleno a cavallo?

Il miraggio è realtà o è un'illusione ottica?

Conclusione

La natura fisica della luce interessa l'uomo da tempo immemorabile. Molti eminenti scienziati, durante tutto lo sviluppo del pensiero scientifico, hanno lottato per risolvere questo problema. Nel corso del tempo è stata scoperta la complessità di un normale raggio bianco, la sua capacità di modificare il proprio comportamento a seconda dell'ambiente e la sua capacità di mostrare segni inerenti sia agli elementi materiali che alla natura della radiazione elettromagnetica. Il raggio di luce, sottoposto a vari influssi tecnici, iniziò ad essere utilizzato nella scienza e nella tecnologia nella gamma da uno strumento da taglio in grado di elaborare la parte desiderata con una precisione di un micron, a un canale di trasmissione di informazioni senza peso con possibilità praticamente inesauribili.

Ma, prima che si stabilisse la visione moderna della natura della luce, e che il raggio di luce trovasse la sua applicazione nella vita umana, furono identificati, descritti, scientificamente provati e confermati sperimentalmente molti fenomeni ottici, che si verificano ovunque nell'atmosfera terrestre, dall'arcobaleno conosciuto a tutti a miraggi complessi e periodici. Ma, nonostante ciò, il bizzarro gioco di luci ha sempre attratto e attrae ancora una persona. Né la contemplazione dell'alone invernale, né il tramonto luminoso, né l'ampia striscia di cielo dell'aurora boreale, né il modesto sentiero illuminato dalla luna sulla superficie dell'acqua lasciano nessuno indifferente. Un raggio di luce, attraversando l'atmosfera del nostro pianeta, non solo lo illumina, ma gli conferisce anche un aspetto unico, rendendolo bellissimo.

Naturalmente nell'atmosfera del nostro pianeta si verificano molti più fenomeni ottici di quelli considerati in questo articolo. Tra questi ce ne sono sia quelli a noi ben noti e risolti dagli scienziati, sia quelli che stanno ancora aspettando i loro scopritori. E possiamo solo sperare che, nel tempo, assisteremo a sempre più nuove scoperte nel campo dei fenomeni atmosferici ottici, indicando la versatilità di un normale fascio di luce.

Bibliografia

Gershenzon E.M., Malov N.N., Mansurov A.N. "Corso di Fisica Generale"

Korolev F.A. “Corso di Fisica” M., “Illuminismo” 1988

Risorse Internet.

Applicazione

colore del cielo

La struttura dell'arcobaleno

Fantasmi del Brocken

fuochi fatui

Fata Morgana

Cronomiraggi

aurore

Come si verificano le aurore?

falsi soli

Colonne luminose

Nei tempi antichi, miraggi, aurore, misteriose luci luminose e fulmini globulari spaventavano le persone superstiziose. Oggi gli scienziati sono riusciti a svelare i segreti di questi misteriosi fenomeni, per comprendere la natura del loro verificarsi.

Fenomeni associati alla riflessione della luce solare

Tutti hanno visto molte volte come, dopo la pioggia o non lontano da un flusso d'acqua tempestoso, nel cielo appare un ponte colorato: un arcobaleno. L'arcobaleno deve i suoi colori ai raggi del sole e alle goccioline di umidità sospese nell'aria. Quando la luce colpisce una goccia d'acqua, questa si divide in diversi colori. Nella maggior parte dei casi, la goccia riflette la luce solo una volta, ma a volte la luce si riflette due volte. Poi due arcobaleni lampeggiano nel cielo.

Molti viaggiatori nel deserto sono stati testimoni di un altro fenomeno di miraggio atmosferico. Nel mezzo del deserto appariva un'oasi con palme, una carovana o una nave che si muoveva nel cielo. Ciò accade quando l'aria calda sale sopra la superficie. La sua densità aumenta con l'altezza. Quindi l'immagine dell'oggetto distante può essere vista sopra la sua posizione reale.

Con tempo gelido, attorno al Sole e alla Lente d'ingrandimento compaiono anelli di aureola pronunciati. Si formano quando la luce si riflette sui cristalli di ghiaccio che si trovano piuttosto in alto nell'atmosfera, come i cirri. Dall'interno, l'alone può avere un colore brillante e una tinta rossastra. I cristalli di ghiaccio a volte riflettono la luce solare in modo così bizzarro che nel cielo appaiono altre illusioni: due soli, colonne di luce verticali o archi solari. Intorno al Sole e alla Luna a volte si formano degli aloni: corone. Le corone sembrano diversi anelli annidati l'uno nell'altro. Si trovano negli altocumuli e negli altostrati. Una corona di colori può apparire attorno a un'ombra proiettata, ad esempio, da un aereo sulle nuvole sottostanti.

Fenomeni legati all'elettricità

Le particelle più piccole provenienti dallo spazio spesso penetrano negli strati superiori. A causa della loro collisione con particelle di gas e polvere, sorge l'aurora: il bagliore del cielo con lampi alle latitudini polari degli emisferi settentrionale e meridionale. Le forme e i colori dell'aurora boreale sono molteplici. La sua durata può variare da decine di minuti a diversi giorni.

Gocce e cristalli di ghiaccio che si muovono nei cumulonembi accumulano cariche elettriche. Da ciò nasce una scintilla gigante tra le nuvole o tra la nuvola e la terra: un fulmine, accompagnato da un tuono. L'accumulo di elettricità nell'atmosfera a volte forma una palla luminosa con un diametro di decine di centimetri: questo è il fulmine globulare. Si muove con il movimento dell'aria e può esplodere al contatto con singoli oggetti, soprattutto metallici. Dopo essere penetrati nella casa, i fulmini globulari si muovono rapidamente per la stanza, lasciando dietro di sé luoghi bruciati. I fulmini globulari possono causare gravi ustioni e morte. Una spiegazione esatta della natura di questo fenomeno non esiste ancora.

Un altro fenomeno associato al bagliore elettrico dell'atmosfera sono i fuochi di Sant'Elmo. Il bagliore può essere osservato in caso di tempo temporalesco sulle alte guglie delle torri, così come attorno agli alberi delle navi. Spaventava i marinai superstiziosi, che lo consideravano un brutto segno.

Fenomeni ottici in natura

Fenomeni associati alla rifrazione della luce.

Miraggi.

In un mezzo disomogeneo la luce non si propaga in linea retta. Se immaginiamo un mezzo in cui l'indice di rifrazione cambia dal basso verso l'alto e lo dividiamo mentalmente in sottili strati orizzontali, allora, considerando le condizioni per la rifrazione della luce durante la transizione da uno strato all'altro, notiamo che in un tale mezzo il il raggio luminoso dovrebbe cambiare gradualmente la sua direzione.

Tale curvatura del raggio luminoso subisce nell'atmosfera, nella quale, per un motivo o per l'altro, principalmente a causa del suo riscaldamento non uniforme, l'indice di rifrazione dell'aria cambia con l'altezza.

L'aria viene solitamente riscaldata dal suolo, che assorbe l'energia dei raggi solari. Pertanto, la temperatura dell'aria diminuisce con l'altitudine. È anche noto che la densità dell'aria diminuisce con l'altezza. È stato stabilito che con l'aumentare dell'altitudine l'indice di rifrazione diminuisce, quindi i raggi che attraversano l'atmosfera vengono piegati, piegandosi verso la Terra. Questo fenomeno è chiamato rifrazione atmosferica normale. A causa della rifrazione, i corpi celesti ci sembrano un po' "rialzati" (sopra la loro altezza reale) rispetto all'orizzonte.

I miraggi sono divisi in tre classi.
Alla prima classe appartengono quelli più comuni e semplici in origine, i cosiddetti miraggi lacustri (o inferiori), che tante speranze e delusioni suscitano tra i viaggiatori del deserto.

La spiegazione di questo fenomeno è semplice. Gli strati inferiori dell'aria, riscaldati dal suolo, non hanno avuto il tempo di sollevarsi; il loro indice di rifrazione è inferiore a quelli superiori. Pertanto, i raggi di luce emanati dagli oggetti, piegandosi nell'aria, entrano nell'occhio dal basso.

Per vedere un miraggio non è necessario andare in Africa. Può essere osservato in una calda e tranquilla giornata estiva e sulla superficie riscaldata di un'autostrada asfaltata.

I miraggi della seconda classe sono chiamati miraggi con visione superiore o distante.

Appaiono nel caso in cui gli strati superiori dell'atmosfera risultano per qualche motivo, ad esempio, quando arriva aria riscaldata, particolarmente rarefatta. Quindi i raggi emanati dagli oggetti terrestri sono più fortemente piegati e raggiungono la superficie terrestre, andando ad ampio angolo rispetto all'orizzonte. L'occhio dell'osservatore li proietta nella direzione in cui entrano.

Apparentemente, il deserto del Sahara è responsabile del fatto che sulla costa mediterranea si osserva un gran numero di miraggi a lungo raggio. Le masse d'aria calda si alzano sopra di esso, poi vengono portate via verso nord e creano condizioni favorevoli per il verificarsi dei miraggi.

Miraggi superiori si osservano anche nei paesi settentrionali quando soffiano venti caldi da sud. Gli strati superiori dell'atmosfera risultano riscaldati e gli strati inferiori si raffreddano a causa della presenza di grandi masse di ghiaccio e neve che si sciolgono.

I miraggi della terza classe - visione ultra lunga - sono difficili da spiegare. Tuttavia, sono state fatte ipotesi sulla formazione di gigantesche lenti d'aria nell'atmosfera, sulla creazione di un miraggio secondario, cioè un miraggio da un miraggio. È possibile che la ionosfera abbia un ruolo qui, riflettendo non solo le onde radio, ma anche le onde luminose.

Fenomeni legati alla dispersione della luce

L'arcobaleno è un bellissimo fenomeno celeste che da sempre attira l'attenzione dell'uomo. Ai vecchi tempi, quando le persone sapevano ancora molto poco del mondo che li circondava, l'arcobaleno era considerato un "segno celeste". Quindi, gli antichi greci pensavano che cento arcobaleni fossero il sorriso della dea Irida. L'arcobaleno si osserva nella direzione opposta al Sole, sullo sfondo di nuvole di pioggia o pioggia. Un arco multicolore si trova solitamente a una distanza di 1-2 km dall'osservatore Ra, a volte può essere osservato a una distanza di 2-3 m sullo sfondo di gocce d'acqua formate da fontane o spruzzatori d'acqua

L'arcobaleno ha sette colori primari che passano dolcemente dall'uno all'altro.

La forma dell'arco, la luminosità dei colori, la larghezza delle strisce dipendono dalla dimensione delle gocce d'acqua e dal loro numero. Le gocce grandi creano un arcobaleno più stretto, con colori nettamente prominenti, le gocce piccole creano un arco sfocato, sbiadito e persino bianco. Ecco perché in estate dopo un temporale è visibile un arcobaleno stretto e luminoso, durante il quale cadono grandi gocce.

La teoria dell'arcobaleno fu data per la prima volta nel 1637 da R. Descartes. Ha spiegato l'arcobaleno come un fenomeno associato alla riflessione e alla rifrazione della luce nelle gocce di pioggia.

La formazione dei colori e la loro sequenza sono state spiegate in seguito, dopo aver svelato la complessa natura della luce bianca e la sua dispersione in un mezzo. La teoria della diffrazione dell'arcobaleno è stata sviluppata da Airy e Pertner.

Fenomeni di interferenza luminosa

I cerchi bianchi di luce attorno al Sole o alla Luna, che risultano dalla rifrazione o riflessione della luce da parte dei cristalli di ghiaccio o di neve nell'atmosfera, sono chiamati aloni. Nell'atmosfera ci sono piccoli cristalli d'acqua, e quando le loro facce formano un angolo retto con il piano che passa attraverso il Sole, chi osserva l'effetto, e i cristalli, diventa visibile nel cielo un caratteristico alone bianco che circonda il Sole. Quindi i bordi riflettono i raggi di luce con una deviazione di 22°, formando un alone. Durante la stagione fredda, gli aloni formati dai cristalli di ghiaccio e neve sulla superficie terrestre riflettono la luce solare e la diffondono in diverse direzioni, formando un effetto chiamato “polvere di diamante”.

L'esempio più famoso di un grande alone è il famoso e spesso ripetuto "Brocken Vision". Ad esempio, una persona in piedi su una collina o una montagna, dietro la quale il sole sorge o tramonta, scopre che la sua ombra, caduta sulle nuvole, diventa incredibilmente enorme. Ciò è dovuto al fatto che le gocce più piccole di nebbia rifrangono e riflettono la luce solare in modo speciale. Il fenomeno prende il nome dal picco Brocken in Germania, dove, a causa delle frequenti nebbie, questo effetto può essere regolarmente osservato.

Parhelia.

"Parhelion" in greco significa "falso sole". Questa è una delle forme dell'alone (vedi punto 6): nel cielo si osservano una o più immagini aggiuntive del Sole, situate alla stessa altezza sopra l'orizzonte del Sole reale. Milioni di cristalli di ghiaccio con una superficie verticale, che riflettono il sole, formano questo fenomeno bellissimo.

La parhelia può essere osservata con tempo calmo in una posizione bassa del Sole, quando un numero significativo di prismi si trova nell'aria in modo che i loro assi principali siano verticali e i prismi scendono lentamente come piccoli paracadute. In questo caso, la luce rifratta più brillante entra nell'occhio con un angolo di 220 dalle facce verticali e crea pilastri verticali su entrambi i lati del Sole lungo l'orizzonte. Questi pilastri possono essere particolarmente luminosi in alcuni punti, dando l'impressione di un falso Sole.

Luci polari.

Uno dei fenomeni ottici più belli della natura è l'aurora boreale. È impossibile trasmettere a parole la bellezza delle aurore, scintillanti, scintillanti, fiammeggianti contro il buio cielo notturno alle latitudini polari.

Nella maggior parte dei casi, le aurore sono di colore verde o blu-verde, con macchie o bordi occasionali di rosa o rosso.

Le aurore si osservano in due forme principali: sotto forma di nastri e sotto forma di punti simili a nuvole. Quando la luminosità è intensa assume la forma di nastri. Perdendo intensità, si trasforma in macchie. Tuttavia, molti nastri scompaiono prima di rompersi. I nastri sembrano sospesi nello spazio oscuro del cielo, assomigliando a una gigantesca tenda o drappeggio, che di solito si estende da est a ovest per migliaia di chilometri. L'altezza della cortina è di diverse centinaia di chilometri, lo spessore non supera diverse centinaia di metri ed è così delicata e trasparente che attraverso di essa si possono vedere le stelle. Il bordo inferiore della tenda è delineato in modo abbastanza chiaro e netto e spesso colorato in rosso o rosato, che ricorda il bordo della tenda, quello superiore si perde gradualmente in altezza e questo crea un'impressione particolarmente spettacolare della profondità dello spazio.

Esistono quattro tipi di aurore:

1. Arco uniforme: la striscia luminosa ha la forma più semplice e calma. È più luminoso dal basso e scompare gradualmente verso l'alto sullo sfondo del chiarore del cielo;

2. Arco radiante: il nastro diventa un po' più attivo e mobile, forma piccole pieghe e rivoli;

3. Banda radiante - con l'aumentare dell'attività, le pieghe più grandi si sovrappongono a quelle piccole;

4. Con l'aumento dell'attività, le pieghe o gli anelli si espandono fino a raggiungere dimensioni enormi (fino a centinaia di chilometri), il bordo inferiore del nastro brilla di luce rosa. Quando l'attività diminuisce, le rughe scompaiono e il nastro ritorna ad una forma uniforme. Ciò suggerisce che la struttura uniforme sia la forma principale dell'aurora e che le pieghe siano associate ad un aumento dell'attività.

Spesso ci sono aurore di tipo diverso. Catturano l'intera regione polare e sono molto intensi. Si verificano durante un aumento dell'attività solare. Queste aurore appaiono come un bagliore verde-biancastro proveniente dall'intera calotta polare. Tali aurore sono chiamate raffiche.

Conclusione

Una volta i miraggi "Flying Dutchman" e "Fata Morgana" terrorizzavano i marinai. Nella notte del 27 marzo 1898, in mezzo all'Oceano Pacifico, l'equipaggio del Matador fu spaventato da una visione quando, nella bonaccia di mezzanotte, videro a 2 miglia (3,2 km) di distanza una nave che lottava per con un forte temporale. Tutti questi eventi hanno effettivamente avuto luogo a una distanza di 1700 km.

Oggi chiunque conosca le leggi della fisica, o meglio la sua sezione dell'ottica, può spiegare tutti questi misteriosi fenomeni.

Nel mio lavoro non ho descritto tutti i fenomeni ottici della natura. Ce ne sono molti. Ammiriamo il colore azzurro del cielo, l'alba rossastra, il tramonto fiammeggiante: questi fenomeni sono spiegati dall'assorbimento e dalla diffusione della luce solare. Lavorando con ulteriore letteratura, ero convinto che sia sempre possibile rispondere alle domande che sorgono osservando il mondo che ci circonda. È vero, bisogna conoscere le basi delle scienze naturali.

CONCLUSIONE: I fenomeni ottici in natura sono spiegati dalla rifrazione o riflessione della luce, o dalle proprietà ondulatorie della luce: dispersione, interferenza, diffrazione, polarizzazione o proprietà quantistiche della luce. Il mondo è misterioso, ma conoscibile.

Fenomeni elettrici ed ottici nell'atmosfera. fenomeni atmosferici. I fenomeni elettrici e ottici nell'atmosfera sono fenomeni atmosferici sorprendenti e talvolta pericolosi.

Fenomeni elettrici nell'atmosfera.

3. Il fenomeno elettrico è una manifestazione dell'elettricità atmosferica (temporale, fulmine, aurora).

Temporale: forti scariche elettriche che si verificano nell'atmosfera. Accompagnato da raffiche di vento, forti piogge, lampi di luce intensa (fulmini) ed effetti sonori aspri (tuoni). Si possono sentire i tuoni a una distanza massima di venti chilometri. Il motivo sono i cumulonembi. Le scariche elettriche possono verificarsi tra le nuvole, all'interno delle nuvole stesse, tra le nuvole e la superficie terrestre. Un temporale può essere frontale durante il movimento di un fronte freddo o caldo di masse d'aria o intramassa. Un temporale intramassa si forma quando l'aria viene riscaldata localmente. Un temporale è un fenomeno naturale molto pericoloso per l'uomo. In termini di numero di vittime umane, i temporali sono al secondo posto dopo le inondazioni. Scienziati curiosi hanno stabilito che sulla Terra si verificano contemporaneamente un migliaio e mezzo di temporali. Quarantasei fulmini al secondo! Solo ai poli e nelle regioni polari non ci sono temporali.

Zarnitsa Si tratta di un fenomeno luminoso in cui le nuvole o l'orizzonte vengono illuminati dai fulmini per un breve periodo. Il fulmine stesso non viene osservato. Il motivo è un temporale di vasta portata (a una distanza di oltre venti chilometri). Il tuono durante i fulmini non è udibile.

Luci polari- bagliore multicolore del cielo notturno alle alte latitudini. Il motivo è una fluttuazione significativa del campo magnetico terrestre. Questo rilascia una grande quantità di energia. La durata di questo fenomeno può variare da alcuni minuti a diversi giorni.

Fenomeni ottici nell'atmosfera.

4. I fenomeni ottici sono il risultato della diffrazione (rifrazione) della luce proveniente dal Sole o dalla Luna (miraggio, arcobaleno, alone).

Il miraggio è l'apparizione di un'immagine immaginaria di un oggetto realmente esistente. Di solito gli oggetti immaginari appaiono capovolti o fortemente distorti. Il motivo è la curvatura dei raggi luminosi dovuta alla disomogeneità ottica dell'aria. L'eterogeneità atmosferica appare quando l'aria viene riscaldata in modo non uniforme a diverse altezze.

Arcobaleno- un grande arco multicolore sullo sfondo delle nuvole di pioggia. La parte esterna dell'arcobaleno è rossa e la parte interna è viola. Spesso all'esterno dell'arcobaleno appare un arcobaleno secondario, in cui si verifica l'alternanza inversa dei colori. La ragione di ciò è la rifrazione e la riflessione dei raggi luminosi nelle goccioline di vapore acqueo. Gli arcobaleni possono essere visti solo quando il sole è basso sull'orizzonte.

Alone- archi, cerchi, macchie rossastri chiari che appaiono attorno al Sole o alla Luna. La ragione di ciò è la rifrazione e la riflessione dei raggi luminosi provenienti dai cristalli di ghiaccio nei cirrostrati.

5. Sono fenomeni atmosferici non classificati tutti i fenomeni difficilmente attribuibili ad altra tipologia (burrasca, tromba d'aria, tromba d'aria, foschia).

Burrascaè un aumento inaspettato e brusco del vento nell'arco di uno o due minuti. Il vento raggiunge velocità superiori a 10 metri al secondo. Il motivo è il movimento delle masse d'aria ascendenti e discendenti. La burrasca è accompagnata da temporali, forti piogge e cumulonembi.

Vorticeè il movimento rotatorio e traslatorio di grandi masse d'aria. Il diametro del vortice può raggiungere diverse migliaia di chilometri. Turbini atmosferici: ciclone, tifone.

Tornado o un tornado: un vortice molto forte, che è un imbuto gigante o una colonna di nuvole. Il diametro di una tale colonna sopra l'acqua può arrivare fino a 100 metri e sopra il suolo fino a un chilometro. L'altezza del tornado raggiunge i 10 chilometri.

All'interno dell'imbuto o della colonna, quando l'aria ruota, si forma una zona di aria rarefatta. La velocità del movimento dell'aria nell'imbuto non è stata ancora determinata. Semplicemente non esiste un tale temerario che abbia osato cadere in un imbuto con i dispositivi. Un tornado attira acqua, sabbia, polvere e altri oggetti e li trasporta per distanze considerevoli. La durata della vita di un tornado varia da pochi minuti a un'ora e mezza. Si forma con il caldo e proviene da un cumulonembo. Le persone non hanno ancora completamente determinato il meccanismo di comparsa dei tornado.

Liceo Petru Movila

Lavoro del corso in fisica sul tema:

Fenomeni atmosferici ottici

Il lavoro di uno studente del grado 11A

Bolyubash Irina

Chisinau 2006 -

Piano:

1. introduzione

UN) Cos'è l'ottica?

B) Tipi di ottica

2. L'atmosfera terrestre come sistema ottico

3. tramonto soleggiato

UN) cambiamento di colore del cielo

B) i raggi del sole

V) L'unicità dei tramonti

4. Arcobaleno

UN) formazione dell'arcobaleno

B) Varietà di arcobaleni

5. aurore

UN) Tipi di aurore

B) Il vento solare come causa delle aurore

6. Alone

UN) luce e ghiaccio

B) Cristalli prismatici

7. Miraggio

UN) Spiegazione del miraggio inferiore ("lago").

B) miraggi superiori

V) Miraggi doppi e tripli

G) Miraggio di visione ultra-lunga

e) La leggenda delle Alpi

e) Sfilata di superstizioni

8. Alcuni misteri dei fenomeni ottici

introduzione

Cos'è l'ottica?

Le prime idee degli antichi scienziati sulla luce erano molto ingenue. Si credeva che speciali tentacoli sottili uscissero dagli occhi e che le impressioni visive sorgessero quando sentono gli oggetti. A quel tempo l'ottica era intesa come la scienza della visione. Questo è il significato esatto della parola "ottica". Nel Medioevo l'ottica si trasformò gradualmente da scienza della visione a scienza della luce. Ciò è stato facilitato dall'invenzione delle lenti e della camera oscura. Nei tempi moderni l'ottica è una branca della fisica che studia l'emissione della luce, la sua propagazione nei vari mezzi e l'interazione con la materia. Per quanto riguarda le questioni relative alla visione, alla struttura e al funzionamento dell'occhio, si sono distinti in una direzione scientifica speciale chiamata ottica fisiologica.

Il concetto di "ottica", nella scienza moderna, ha un significato multiforme. Si tratta dell'ottica atmosferica, dell'ottica molecolare, dell'ottica elettronica, dell'ottica dei neutroni, dell'ottica non lineare, dell'olografia, della radioottica, dell'ottica dei picosecondi e dell'ottica adattiva e molti altri fenomeni e metodi di ricerca scientifica strettamente correlati ai fenomeni ottici.

L'atmosfera terrestre come sistema ottico

Il nostro pianeta è circondato da un guscio gassoso, che chiamiamo atmosfera. Possedendo la massima densità sulla superficie terrestre e rarefandosi gradualmente man mano che si sale, raggiunge uno spessore di oltre cento chilometri. E questo non è un mezzo gassoso congelato con dati fisici omogenei. Al contrario, l'atmosfera terrestre è in costante movimento. Sotto l'influenza di vari fattori, i suoi strati si mescolano, cambiano densità, temperatura, trasparenza, si muovono su lunghe distanze a velocità diverse.

Per i raggi di luce provenienti dal sole o da altri corpi celesti, l'atmosfera terrestre è una sorta di sistema ottico con parametri in costante cambiamento. Essendo sulla loro strada, riflette parte della luce, la disperde, la fa passare attraverso l'intero spessore dell'atmosfera, fornendo illuminazione alla superficie terrestre, in determinate condizioni, la scompone in componenti e piega il corso dei raggi, provocando così vari fenomeni atmosferici. I colori più insoliti sono il tramonto, l'arcobaleno, l'aurora boreale, il miraggio, l'alone solare e lunare.

tramonto soleggiato

Il fenomeno atmosferico più semplice e accessibile per l'osservazione è il tramonto del nostro corpo celeste: il Sole. Straordinariamente colorato, non si ripete mai. E l'immagine del cielo e il suo cambiamento nel processo del tramonto è così luminosa da suscitare ammirazione in ogni persona.

Avvicinandosi all'orizzonte, il Sole non solo perde la sua luminosità, ma inizia anche a cambiare gradualmente colore: la parte a onde corte (colori rossi) viene sempre più soppressa nel suo spettro. Allo stesso tempo, il cielo comincia a colorarsi. In prossimità del Sole acquisisce toni giallastri e arancioni, e sopra la parte antisolare dell'orizzonte appare una striscia pallida con una gamma di colori debolmente espressa.

Al momento del tramonto, che ha già assunto un colore rosso scuro, lungo l'orizzonte solare si estende una fascia luminosa dell'alba, il cui colore cambia dal basso verso l'alto dal giallo-arancio al blu-verdastro. Su di esso si diffonde uno splendore rotondo, luminoso, quasi incolore. Allo stesso tempo, all'orizzonte opposto, un debole segmento grigio-bluastro dell'ombra della Terra inizia a sollevarsi lentamente, delimitato da una cintura rosa. ("Cintola di Venere").

Quando il Sole scende più in profondità sotto l'orizzonte, appare una macchia rosa in rapida espansione, la cosiddetta "luce viola", raggiungendo il suo massimo sviluppo ad una profondità del Sole sotto l'orizzonte di circa 4-5 o . Le nuvole e le cime delle montagne si riempiono di toni scarlatti e viola, e se nuvole o alte montagne sono sotto l'orizzonte, le loro ombre si estendono vicino al lato soleggiato del cielo e diventano più sature. Vicino all'orizzonte, il cielo diventa rosso e, attraverso il cielo dai colori vivaci, i raggi luminosi si estendono da un orizzonte all'altro sotto forma di distinte strisce radiali. ("Raggi del Buddha"). Nel frattempo, l'ombra della Terra si sta spostando rapidamente nel cielo, i suoi contorni diventano sfocati e il bordo rosa è appena percettibile.

A poco a poco, la luce viola svanisce, le nuvole si scuriscono, le loro sagome si stagliano chiaramente sullo sfondo del cielo che sbiadisce, e solo all'orizzonte, dove il Sole è scomparso, si conserva un luminoso segmento multicolore dell'alba. Ma gradualmente si restringe e diventa pallido, e all'inizio del crepuscolo astronomico si trasforma in una stretta striscia verdastra-biancastra. Alla fine scompare: arriva la notte.

L'immagine descritta dovrebbe essere considerata solo tipica del tempo sereno. La natura del flusso al tramonto, infatti, è soggetta ad ampie variazioni. Con l'aumentare della torbidità dell'aria, i colori dell'alba di solito sbiadiscono, soprattutto vicino all'orizzonte, dove invece dei toni rosso e arancione, a volte appare solo un tenue colore marrone. Molto spesso, i fenomeni di bagliore simultanei si sviluppano in modo diverso nelle diverse parti del cielo. Ogni tramonto ha una personalità unica e questo è da considerarsi uno dei suoi tratti più caratteristici.

L'estrema individualità del flusso al tramonto e la varietà dei fenomeni ottici che lo accompagnano dipendono da diverse caratteristiche ottiche dell'atmosfera, in primo luogo dai suoi coefficienti di attenuazione e diffusione, che si manifestano in modo diverso a seconda della distanza zenitale del Sole, della direzione di osservazione e della altezza dell'osservatore.

Arcobaleno

L'arcobaleno è un bellissimo fenomeno celeste che da sempre attira l'attenzione dell'uomo. Ai vecchi tempi, quando le persone sapevano ancora poco del mondo che li circondava, l'arcobaleno era considerato un "segno celeste". Quindi, gli antichi greci pensavano che l'arcobaleno fosse il sorriso della dea Irida.

L'arcobaleno si osserva nella direzione opposta al Sole, sullo sfondo di nuvole di pioggia o pioggia. Un arco multicolore si trova solitamente a una distanza di 1-2 km dall'osservatore, e talvolta può essere osservato a una distanza di 2-3 m sullo sfondo di gocce d'acqua formate da fontane o spruzzi d'acqua.

Il centro dell'arcobaleno si trova sulla continuazione della linea retta che collega il Sole e l'occhio dell'osservatore, sulla linea antisolare. L'angolo tra la direzione dell'arcobaleno principale e la linea antisolare è 41º - 42º

Al momento dell'alba, il punto antisolare si trova sulla linea dell'orizzonte e l'arcobaleno appare come un semicerchio. Quando il sole sorge, il punto antisolare scende sotto l'orizzonte e la dimensione dell'arcobaleno diminuisce. È solo una parte di un cerchio.

Spesso esiste un arcobaleno secondario, concentrico al primo, con un raggio angolare di circa 52º e una disposizione inversa dei colori.

L'arcobaleno principale è formato dalla riflessione della luce nelle gocce d'acqua. Un arcobaleno secondario si forma come risultato della doppia riflessione della luce all'interno di ciascuna goccia. In questo caso, i raggi di luce escono dalla goccia con angoli diversi rispetto a quelli che producono l’arcobaleno principale, e i colori dell’arcobaleno secondario sono in ordine inverso.

Il percorso dei raggi in una goccia d'acqua: a - con un riflesso, b - con due riflessi

Ad un'altezza del Sole di 41º, l'arcobaleno principale cessa di essere visibile e solo una parte dell'arcobaleno secondario appare sopra l'orizzonte, mentre ad un'altezza del Sole superiore a 52º, neanche l'arcobaleno secondario è visibile. Pertanto, alle medie latitudini equatoriali, questo fenomeno naturale non si osserva mai nelle ore prossime a mezzogiorno.

L'arcobaleno ha sette colori primari che passano dolcemente dall'uno all'altro. La forma dell'arco, la luminosità dei colori, la larghezza delle strisce dipendono dalla dimensione delle gocce d'acqua e dal loro numero. Le gocce grandi creano un arcobaleno più stretto, con colori nettamente prominenti, le gocce piccole creano un arco sfocato, sbiadito e persino bianco. Ecco perché in estate dopo un temporale è visibile un arcobaleno stretto e luminoso, durante il quale cadono grandi gocce.

La teoria dell'arcobaleno fu formulata per la prima volta nel 1637 da René Descartes. Ha spiegato l'arcobaleno come un fenomeno associato alla riflessione e alla rifrazione della luce nelle gocce di pioggia. La formazione dei colori e la loro sequenza sono state spiegate in seguito, dopo aver svelato la complessa natura della luce bianca e la sua dispersione in un mezzo.

formazione dell'arcobaleno

Consideriamo il caso più semplice: si lascia cadere un fascio di raggi solari paralleli su gocce a forma di palla. Un raggio incidente sulla superficie di una goccia nel punto A viene rifratto al suo interno secondo la legge della rifrazione: N peccato α = N peccato β , Dove N =1, N ≈1,33 sono gli indici di rifrazione rispettivamente dell'aria e dell'acqua, α è l'angolo di incidenza e β è l'angolo di rifrazione della luce.

All'interno della goccia il raggio AB procede in linea retta. Nel punto B il raggio è parzialmente rifratto e parzialmente riflesso. È da notare che quanto minore è l'angolo di incidenza nel punto B, e quindi nel punto A, tanto minore è l'intensità del fascio riflesso e maggiore è l'intensità del fascio rifratto.

Il raggio AB dopo la riflessione nel punto B avviene con un angolo β` = β e colpisce il punto C, dove si verificano anche la riflessione parziale e la rifrazione parziale della luce. Il raggio rifratto lascia la goccia con un angolo γ, mentre quello riflesso può andare oltre, fino al punto D, ecc. Pertanto, il raggio luminoso nella goccia subisce molteplici riflessioni e rifrazioni. Ad ogni riflessione alcuni raggi di luce escono e la loro intensità all'interno della goccia diminuisce. Il più intenso dei raggi che emergono nell'aria è il raggio emerso dalla goccia nel punto B. Ma è difficile osservarlo, poiché si perde sullo sfondo della luce solare diretta. I raggi rifratti nel punto C, insieme, creano un arcobaleno primario sullo sfondo di una nuvola scura, mentre i raggi rifratti nel punto D danno un arcobaleno secondario, meno intenso di quello primario.

Quando si considera la formazione di un arcobaleno, è necessario tenere conto di un altro fenomeno: la rifrazione ineguale di onde luminose di diversa lunghezza, cioè raggi luminosi di diversi colori. Questo fenomeno si chiama dispersione. A causa della dispersione, gli angoli di rifrazione γ e l'angolo di deflessione dei raggi in una goccia sono diversi per raggi di diversi colori.

L'arcobaleno è causato dalla dispersione della luce solare nelle gocce d'acqua. In ogni goccia, il raggio subisce molteplici riflessioni interne, ma con ogni riflessione parte dell'energia esce. Pertanto, maggiori sono le riflessioni interne subite dai raggi nella goccia, più debole è l'arcobaleno. Puoi osservare un arcobaleno se il Sole è dietro l'osservatore. Pertanto, l'arcobaleno primario più luminoso è formato da raggi che hanno sperimentato una riflessione interna. Attraversano i raggi incidenti con un angolo di circa 42°. Il luogo dei punti che formano un angolo di 42° rispetto al raggio incidente è un cono, percepito dall'occhio nella sua sommità come un cerchio. Quando illuminato con luce bianca si otterrà una fascia colorata, con l'arco rosso sempre più alto di quello viola.

Molto spesso vediamo un arcobaleno. Non è raro che nel cielo compaiano contemporaneamente due strisce arcobaleno, poste una dopo l'altra; si osserva un numero ancora maggiore di archi celesti: tre, quattro e persino cinque contemporaneamente. Si scopre che un arcobaleno può sorgere non solo dai raggi diretti; spesso appare nei raggi riflessi del sole. Questo può essere visto sulla costa di baie marine, grandi fiumi e laghi. Tre o quattro arcobaleni, ordinari e riflessi, a volte creano una bellissima immagine. Poiché i raggi del sole riflessi dalla superficie dell'acqua vanno dal basso verso l'alto, l'arcobaleno formato dai raggi a volte può sembrare del tutto insolito.

Non dovresti pensare che l'arcobaleno possa essere osservato solo durante il giorno. Succede di notte, però, sempre debole. Puoi vedere un arcobaleno simile dopo una pioggia notturna, quando la luna si affaccia da dietro le nuvole.

Su questi si può ottenere una parvenza di arcobaleno esperienza : È necessario illuminare una borraccia piena d'acqua con la luce solare o una lampada attraverso un foro su una lavagna bianca. Allora l'arcobaleno diventerà chiaramente visibile sul tabellone, e l'angolo di divergenza dei raggi rispetto alla direzione iniziale sarà di circa 41° - 42°. In condizioni naturali non c'è schermo, l'immagine appare sulla retina dell'occhio e l'occhio proietta questa immagine sulle nuvole.

Se l'arcobaleno appare la sera prima del tramonto, si osserva un arcobaleno rosso. Negli ultimi cinque o dieci minuti prima del tramonto tutti i colori dell'arcobaleno, tranne il rosso, scompaiono, diventa molto luminoso e visibile anche dieci minuti dopo il tramonto.

Uno spettacolo bellissimo è un arcobaleno sulla rugiada. Si può osservare all'alba sull'erba ricoperta di rugiada. Questo arcobaleno ha la forma di un'iperbole.

aurore

Uno dei fenomeni ottici più belli della natura è l'aurora boreale.

Nella maggior parte dei casi, le aurore sono di colore verde o blu-verde, con macchie o bordi occasionali di rosa o rosso.

Le aurore si osservano in due forme principali: sotto forma di nastri e sotto forma di punti simili a nuvole. Quando la luminosità è intensa assume la forma di nastri. Perdendo intensità, si trasforma in macchie. Tuttavia, molti nastri scompaiono prima di rompersi. I nastri sembrano sospesi nello spazio oscuro del cielo, assomigliando a una gigantesca tenda o drappeggio, che di solito si estende da est a ovest per migliaia di chilometri. L'altezza di questa cortina è di diverse centinaia di chilometri, lo spessore non supera diverse centinaia di metri ed è così delicata e trasparente che attraverso di essa si possono vedere le stelle. Il bordo inferiore della tenda è delineato in modo abbastanza netto e distinto e spesso colorato di rosso o rosato, che ricorda il bordo della tenda, quello superiore si perde gradualmente in altezza e questo crea un'impressione particolarmente spettacolare della profondità dello spazio.

Esistono quattro tipi di aurore:

Arco uniforme- la striscia luminosa ha la forma più semplice e tranquilla. È più luminoso dal basso e scompare gradualmente verso l'alto sullo sfondo del chiarore del cielo;

arco radiante- il nastro diventa un po' più attivo e mobile, forma piccole pieghe e rivoli;

fascia radiante– con l’aumento dell’attività, le pieghe più grandi si sovrappongono a quelle più piccole;

Con una maggiore attività, le pieghe o gli anelli si espandono fino a raggiungere dimensioni enormi, il bordo inferiore del nastro brilla di un bagliore rosa. Quando l'attività diminuisce, le rughe scompaiono e il nastro ritorna ad una forma uniforme. Ciò suggerisce che la struttura uniforme sia la forma principale dell'aurora e che le pieghe siano associate ad un aumento dell'attività.

Secondo la luminosità dell'aurora, sono divise in quattro classi, che differiscono l'una dall'altra per un ordine di grandezza (cioè 10 volte). La prima classe comprende l'aurora, appena percettibile e approssimativamente uguale in luminosità alla Via Lattea, mentre la luminosità della quarta classe illumina la Terra con la stessa luminosità della luna piena.

Da notare che l'aurora sorta si propaga verso ovest alla velocità di 1 km/sec. Gli strati superiori dell'atmosfera nell'area dei lampi aurorali si riscaldano e si precipitano verso l'alto. Durante le aurore, nell'atmosfera terrestre si formano correnti elettriche vorticose, che catturano vaste aree. Eccitano ulteriori campi magnetici instabili, le cosiddette tempeste magnetiche. Durante l'aurora, l'atmosfera emette raggi X, che sembrano essere il risultato della decelerazione degli elettroni nell'atmosfera.

Intensi lampi di luminosità sono spesso accompagnati da suoni che ricordano il rumore, il crepitio. Le aurore causano forti cambiamenti nella ionosfera, che a loro volta influenzano le condizioni radio. Nella maggior parte dei casi, la comunicazione radio si deteriora in modo significativo. Si verificano forti interferenze e talvolta una completa perdita di ricezione.

Come si verificano le aurore?

Per molto tempo si è creduto che la posizione delle linee del campo magnetico fosse simmetrica rispetto all'asse terrestre. Ora si è scoperto che il cosiddetto "vento solare" - un flusso di protoni ed elettroni emesso dal Sole, colpisce il guscio geomagnetico della Terra da un'altezza di circa 20.000 km, lo tira indietro, lontano dal Sole, formando una sorta di "coda" magnetica vicino alla Terra.

Un elettrone o un protone caduto nel campo magnetico terrestre si muove a spirale, come se si avvolgesse su una linea geomagnetica. Gli elettroni e i protoni caduti dal vento solare nel campo magnetico terrestre sono divisi in due parti. Alcuni di essi scorrono lungo le linee del campo magnetico immediatamente nelle regioni polari della Terra; altri entrano nel teroide e si muovono al suo interno, lungo una curva chiusa. Questi protoni ed elettroni alla fine fluiscono lungo le linee geomagnetiche fino alla regione dei poli, dove avviene la loro maggiore concentrazione. Protoni ed elettroni producono ionizzazione ed eccitazione di atomi e molecole di gas. Per fare questo, hanno energia sufficiente, poiché i protoni arrivano sulla Terra con energie di 10.000-20.000 eV (1 eV = 1,6 10 J) e gli elettroni con energie di 10-20 eV. Per la ionizzazione degli atomi è necessario: per l'idrogeno - 13,56 eV, per l'ossigeno - 13,56 eV, per l'azoto - 124,47 eV e ancor meno per l'eccitazione.

Gli atomi di gas eccitati restituiscono l'energia ricevuta sotto forma di luce, proprio come avviene nei tubi con un gas rarefatto quando sono attraversati da corrente.

Lo studio spettrale mostra che il bagliore verde e rosso appartiene agli atomi di ossigeno eccitati, l'infrarosso e il viola alle molecole di azoto ionizzato. Alcune linee di emissione di ossigeno e azoto si formano ad un'altitudine di 110 km e il bagliore rosso dell'ossigeno si forma ad un'altitudine di 200-400 km. Un'altra debole fonte di luce rossa sono gli atomi di idrogeno formati nell'alta atmosfera dai protoni che arrivano dal Sole. Dopo aver catturato un elettrone, un tale protone si trasforma in un atomo di idrogeno eccitato ed emette luce rossa.

I brillamenti aurorali di solito si verificano uno o due giorni dopo i brillamenti solari. Ciò conferma la connessione tra questi fenomeni. Recentemente, gli scienziati hanno scoperto che le aurore sono più intense al largo delle coste degli oceani e dei mari.

Ma la spiegazione scientifica di tutti i fenomeni associati all'aurora incontra una serie di difficoltà. Ad esempio, l'esatto meccanismo dell'accelerazione delle particelle alle energie indicate non è noto, le loro traiettorie nello spazio vicino alla Terra non sono del tutto chiare, non tutto concorda quantitativamente nel bilancio energetico della ionizzazione e dell'eccitazione delle particelle, il meccanismo per la formazione di i vari tipi di luminescenza non sono del tutto chiari, l'origine dei suoni non è chiara.

Alone

A volte sembra che il Sole venga visto attraverso una grande lente. L'immagine infatti mostra l'effetto di milioni di lenti: cristalli di ghiaccio. Quando l'acqua congela nell'atmosfera superiore, si possono formare cristalli di ghiaccio piccoli, piatti ed esagonali. I piani di questi cristalli, che girando, scendono gradualmente fino al suolo, sono orientati per la maggior parte del tempo paralleli alla superficie. All'alba o al tramonto, la linea visiva dell'osservatore può passare proprio attraverso questo piano e ogni cristallo può condurre come una lente in miniatura che rifrange la luce solare. L'effetto combinato può portare alla comparsa di un fenomeno chiamato parhelia, ovvero un falso sole. Il sole è visibile al centro dell'immagine e ai bordi sono visibili due falsi soli ben marcati. Dietro le case e gli alberi ci sono un alone (alone - pronunciato con l'accento sulla "o"), di circa 22 gradi di dimensione, tre colonne solari e un arco creato dalla luce solare riflessa dai cristalli di ghiaccio atmosferici.

Luce e ghiaccio

I ricercatori prestano da tempo attenzione al fatto che quando appare un alone, il sole è coperto di foschia: un sottile velo di alti cirri o cirrostrati. Tali nubi fluttuano nell'atmosfera ad un'altezza compresa tra sei e otto chilometri sopra la terra e sono costituite dai più piccoli cristalli di ghiaccio, che molto spesso hanno la forma di colonne o piastre esagonali.

L'atmosfera terrestre non conosce riposo. I cristalli di ghiaccio, scendendo e salendo nelle correnti d'aria, a volte riflettono come uno specchio, a volte rifrangono i raggi del sole che cadono su di loro come un prisma di vetro. Come risultato di questo complesso gioco ottico, nel cielo compaiono falsi soli e altre immagini ingannevoli, in cui, se lo si desidera, si possono vedere spade infuocate e quant'altro ...

Come già accennato, più spesso di altri si possono osservare due falsi soli, su entrambi i lati della vera stella. A volte c'è un cerchio luminoso, leggermente colorato in toni iridescenti, che circonda il sole. E poi, dopo il tramonto, un'enorme colonna luminosa appare all'improvviso nel cielo oscurato.

Non tutti i cirri producono un alone luminoso e ben marcato. Per fare ciò, è necessario che non siano troppo densi (il sole splende attraverso) e allo stesso tempo nell'aria deve esserci una quantità sufficiente di cristalli di ghiaccio. Tuttavia, un alone può apparire anche in un cielo completamente limpido e senza nuvole. Ciò significa che ci sono molti singoli cristalli di ghiaccio che galleggiano nell'alta atmosfera, ma nessuna formazione di nuvole. Ciò accade nelle giornate invernali quando il tempo è sereno e gelido.

...Nel cielo apparve un cerchio orizzontale luminoso, che circondava il cielo parallelamente all'orizzonte. Come è successo?

Esperimenti speciali (sono stati condotti ripetutamente dagli scienziati) e calcoli mostrano che questo cerchio è il risultato del riflesso della luce solare dalle facce laterali di cristalli di ghiaccio esagonali che fluttuano nell'aria in posizione verticale. I raggi del sole cadono su tali cristalli, si riflettono da essi, come da uno specchio, e cadono nei nostri occhi. E poiché questo specchio è speciale, è composto da una massa innumerevole di particelle di ghiaccio e, inoltre, da qualche tempo sembra giacere nel piano dell'orizzonte, vediamo il riflesso del disco solare sullo stesso piano. Si scopre due soli: uno è reale e accanto ad esso, ma su un piano diverso, il suo gemello sotto forma di un grande cerchio luminoso.

Succede che un tale riflesso della luce solare da piccoli cristalli di ghiaccio che galleggiano nell'aria gelida dà origine a una colonna luminosa. Si scopre che ciò è dovuto al fatto che qui i cristalli sotto forma di piatti partecipano al gioco di luce. I bordi inferiori delle piastre riflettono la luce del sole che è già scomparsa dietro l'orizzonte, e invece del sole stesso vediamo per qualche tempo un percorso luminoso che va nel cielo dall'orizzonte - un'immagine distorta del disco solare oltre il riconoscimento. Ognuno di noi ha osservato qualcosa di simile in una notte di luna, stando sulla riva di un mare o di un lago. Ammirando il percorso lunare, vediamo lo stesso gioco di luce sull'acqua: un'immagine speculare della luna, notevolmente allungata a causa del fatto che la superficie dell'acqua è ricoperta di increspature. L'acqua leggermente agitata riflette la luce della luna che cade su di essa in modo tale che percepiamo, per così dire, molte dozzine di riflessi individuali della luna, da cui si forma il percorso lunare glorificato dai poeti.

Spesso puoi osservare l'alone lunare. Questo è uno spettacolo abbastanza comune e si verifica se il cielo è coperto da nuvole alte e sottili con milioni di minuscoli cristalli di ghiaccio. Ogni cristallo di ghiaccio agisce come un prisma in miniatura. La maggior parte dei cristalli hanno la forma di esagoni allungati. La luce entra attraverso una superficie frontale di tale cristallo ed esce da quella opposta con un angolo di rifrazione di 22º.

E osservando i lampioni in inverno, potresti avere la fortuna di vedere l'alone generato dalla loro luce, ovviamente in determinate condizioni, vale a dire nell'aria gelida, satura di cristalli di ghiaccio o fiocchi di neve. A proposito, durante una nevicata può formarsi un alone solare sotto forma di un grande pilastro di luce. Ci sono giorni in inverno in cui i fiocchi di neve sembrano fluttuare nell'aria e la luce del sole irrompe ostinatamente attraverso le nuvole sciolte. Sullo sfondo dell'alba serale, questo pilastro a volte appare rossastro, come il riflesso di un fuoco lontano. In passato, un fenomeno così del tutto innocuo, come vediamo, inorridiva le persone superstiziose.

Cristalli prismatici

Forse qualcuno ha visto un simile alone: un anello luminoso, dai colori iridescenti attorno al sole. Questo cerchio verticale si verifica quando nell'atmosfera sono presenti molti cristalli di ghiaccio esagonali, che non riflettono, ma rifrangono i raggi del sole come un prisma di vetro. In questo caso, la maggior parte dei raggi, ovviamente, sono dispersi e non raggiungono i nostri occhi. Ma una parte di essi, dopo essere passati attraverso questi prismi nell'aria e rifratti, ci raggiunge, quindi vediamo un cerchio arcobaleno attorno al sole. Il suo raggio è di circa ventidue gradi. A volte di più: a quarantasei gradi.

Perché arcobaleno?

Come sapete, passando attraverso un prisma, un raggio di luce bianca si decompone nei suoi colori spettrali. Pertanto, l'anello formato dai raggi rifratti attorno al sole è dipinto nei colori dell'arcobaleno: la sua parte interna è rossastra, quella esterna è bluastra e all'interno dell'anello il cielo sembra più scuro.

Si nota che il cerchio dell'alone è sempre più luminoso ai lati. Questo perché qui si intersecano due aloni: verticale e orizzontale. E i falsi soli si formano più spesso all'incrocio. Le condizioni più favorevoli per la comparsa dei falsi soli si formano quando il sole non è alto sopra l'orizzonte e parte del cerchio verticale non è più visibile a noi.

Che tipo di cristalli sono coinvolti in questa "performance"?

La risposta alla domanda è stata data da esperimenti speciali. Si è scoperto che i falsi soli appaiono a causa di cristalli di ghiaccio esagonali, a forma di ... chiodi. Galleggiano verticalmente nell'aria, rifrangendo la luce con le loro facce laterali.

Il terzo "sole" appare quando solo una parte superiore del cerchio dell'alone è visibile sopra il sole reale. A volte è un segmento di arco, a volte un punto luminoso di forma indefinita. A volte i falsi soli non hanno una luminosità inferiore al Sole stesso. Osservandoli, gli antichi cronisti scrissero di tre soli, di teste di fuoco mozzate e così via.

In relazione a questo fenomeno, nella storia dell'umanità è stato registrato un fatto curioso. Nel 1551 la città tedesca di Magdeburgo fu assediata dalle truppe del re spagnolo Carlo V. I difensori della città resistettero, l'assedio durava da più di un anno. Alla fine, il re irritato diede l'ordine di prepararsi per un attacco decisivo. Ma poi accadde una cosa senza precedenti: poche ore prima dell'assalto, tre soli splendevano sulla città assediata. Il re, mortalmente spaventato, decise che il cielo proteggeva Magdeburgo e ordinò la revoca dell'assedio.

Miraggio

I miraggi più semplici sono stati visti da ognuno di noi. Ad esempio, quando si guida su una strada asfaltata riscaldata, molto più avanti sembra una superficie dell'acqua. E questo non sorprende nessuno per molto tempo, perché miraggio- nient'altro che un fenomeno ottico atmosferico, a causa del quale nella zona di visibilità compaiono immagini di oggetti, che in condizioni normali sono nascoste all'osservazione. Ciò accade perché la luce viene rifratta quando passa attraverso strati d'aria di diversa densità. In questo caso, gli oggetti distanti possono risultare sollevati o abbassati rispetto alla loro posizione reale, oppure possono anche essere distorti e acquisire forme irregolari e fantastiche.

Dalla maggiore varietà di miraggi, individuiamo diversi tipi: miraggi “lacustri”, detti anche miraggi inferiori, miraggi superiori, miraggi doppi e tripli, miraggi con visione a lunghissimo raggio.

Spiegazione del miraggio inferiore ("lago").

I miraggi lacustri o inferiori sono i più comuni. Appaiono quando la superficie lontana e quasi piatta del deserto assume l'aspetto di acque libere, soprattutto se vista da una leggera elevazione o semplicemente sopra uno strato di aria riscaldata. Si presenta un'illusione simile, come su una strada asfaltata.

Se l'aria sulla superficie terrestre è molto calda e, quindi, la sua densità è relativamente bassa, l'indice di rifrazione sulla superficie sarà inferiore rispetto agli strati d'aria più alti.

Secondo la regola stabilita, i raggi luminosi vicino alla superficie terrestre in questo caso verranno piegati in modo che la loro traiettoria sia convessa verso il basso. Un raggio di luce proveniente da una certa area del cielo azzurro entra nell'occhio dell'osservatore, dopo aver subito una curvatura. E questo significa che l'osservatore vedrà la sezione corrispondente del cielo non sopra la linea dell'orizzonte, ma sotto di essa. Gli sembrerà di vedere l'acqua, anche se in realtà ha davanti a sé l'immagine di un cielo azzurro. Se immaginiamo che ci siano colline, palme o altri oggetti vicino all'orizzonte, allora l'osservatore li vedrà capovolti a causa della curvatura dei raggi, e li percepirà come riflessi degli oggetti corrispondenti nell'acqua inesistente. Il tremolio dell'immagine, causato dalle fluttuazioni dell'indice di rifrazione dell'aria calda, crea l'illusione dell'acqua che scorre o ondeggia. Quindi c'è un'illusione, che è un miraggio del "lago".

Come riportato in un articolo del Journal

finale Il New Yorker, un pellicano, dopo aver reso

in bilico su un'autostrada asfaltata calda

nel Midwest degli Stati Uniti, quasi una volta

combattuto, vedendo davanti a sé un simile "leader".

noè miraggio". "Lo sfortunato uccello volò,

forse molte ore a secco

stoppie di grano e improvvisamente vedo

qualcosa che le sembrava un fiume lungo, nero, non largo, ma vero, nel cuore della prateria. Il pellicano si è precipitato a nuotare nell'acqua fresca e ha perso conoscenza, colpendo l'asfalto." Sotto il livello degli occhi, in quest'"acqua" possono apparire oggetti, solitamente capovolti. - la più riscaldata e così rarefatta che le onde luminose lo attraversano. sono distorti, poiché la velocità della loro propagazione varia a seconda della densità del mezzo.

miraggi superiori

I miraggi superiori, o, come vengono anche chiamati, miraggi con visione a distanza, sono meno comuni e più pittoreschi dei miraggi inferiori. Gli oggetti distanti (spesso sotto l'orizzonte del mare) appaiono capovolti nel cielo, e talvolta appare anche un'immagine diretta dello stesso oggetto sopra. Questo fenomeno è tipico delle regioni fredde, soprattutto quando si verifica una significativa inversione di temperatura, quando uno strato d'aria più caldo si trova sopra lo strato più freddo. Questo effetto ottico si manifesta come risultato della propagazione del fronte delle onde luminose in strati d'aria con densità non uniforme. Di tanto in tanto si verificano miraggi molto insoliti, soprattutto nelle regioni polari. Quando i miraggi si verificano sulla terra, gli alberi e gli altri componenti del paesaggio sono capovolti. In tutti i casi, gli oggetti nei miraggi superiori sono più chiaramente visibili che in quelli inferiori. Ci sono luoghi sul globo dove, prima di sera, si possono vedere le montagne innalzarsi sopra l'orizzonte dell'oceano. Queste sono davvero montagne, solo che sono così lontane. che non possono essere visti in condizioni normali. In questi luoghi misteriosi, poco dopo mezzogiorno, comincia ad apparire all'orizzonte il profilo sfocato delle montagne. Cresce gradualmente e prima del tramonto diventa rapidamente nitido, distinto, tanto che si possono distinguere anche i singoli picchi.

I miraggi superiori sono diversi. In alcuni casi danno un'immagine diretta, in altri casi appare nell'aria un'immagine capovolta. I miraggi possono essere doppi quando si osservano due immagini, una semplice e una invertita. Queste immagini possono essere separate da una striscia d'aria (una può essere sopra l'orizzonte, l'altra sotto di esso), ma possono fondersi direttamente tra loro. A volte ce n'è un'altra: la terza immagine.

Miraggi doppi e tripli

Se l'indice di rifrazione dell'aria cambia prima rapidamente e poi lentamente, i raggi si piegheranno più velocemente. Il risultato sono due immagini. I raggi luminosi che si propagano all'interno della prima regione d'aria formano un'immagine invertita dell'oggetto. Quindi questi raggi, propagandosi principalmente all'interno della seconda regione, vengono piegati in misura minore e formano un'immagine diritta.

Per capire come appare un triplo miraggio, bisogna immaginare tre regioni d'aria consecutive: la prima (vicino alla superficie), dove l'indice di rifrazione diminuisce lentamente con l'altezza, la successiva, dove l'indice di rifrazione diminuisce rapidamente, e la terza regione, dove l'indice di rifrazione diminuisce di nuovo lentamente. Innanzitutto, i raggi formano l'immagine inferiore dell'oggetto, propagandosi all'interno della prima regione d'aria. Successivamente, i raggi formano un'immagine invertita; cadendo nella seconda regione d'aria, questi raggi subiscono una forte curvatura. I raggi formano quindi l'immagine diretta superiore dell'oggetto.

Miraggio di visione ultra-lunga

La natura di questi miraggi è la meno studiata. È chiaro che l'atmosfera deve essere trasparente, priva di vapore acqueo e inquinamento. Ma questo non basta. Uno strato stabile di aria raffreddata dovrebbe formarsi ad una certa altezza dal suolo. Sotto e sopra questo strato, l'aria dovrebbe essere più calda. Un raggio di luce che è caduto all'interno di uno spesso strato d'aria fredda dovrebbe essere, per così dire, “bloccato” al suo interno e propagarsi in esso come una sorta di guida luminosa.

Qual è la natura di Fata Morgana, il più bello dei miraggi? Quando uno strato di aria fredda si forma sull'acqua calda, sul mare compaiono castelli magici che cambiano, crescono e scompaiono. La leggenda narra che questi castelli siano la dimora di cristallo della fata Morgana. Da qui il nome.

Un fenomeno ancora più misterioso sono i cronomiraggi. Nessuna legge della fisica conosciuta può spiegare perché i miraggi possano riflettere eventi che si verificano a una certa distanza non solo nello spazio ma anche nel tempo. Particolarmente famosi erano i miraggi di battaglie e battaglie che un tempo avvenivano sulla terra. Nel novembre del 1956 diversi turisti trascorsero la notte sulle montagne della Scozia. Alle tre del mattino si svegliarono da uno strano rumore, guardarono fuori dalla tenda e videro dozzine di arcieri scozzesi in vecchie uniformi militari, che, sparando, fuggirono attraverso un campo roccioso! Poi la visione scomparve senza lasciare tracce, ma il giorno dopo accadde di nuovo. Gli arcieri scozzesi, tutti feriti, attraversarono a fatica il campo, inciampando nelle pietre. Devono essere stati sconfitti in battaglia e ritirarsi.

E questa non è l’unica prova di questo fenomeno. Così, la famosa battaglia di Waterloo (18 giugno 1815) fu osservata una settimana dopo dagli abitanti della città belga di Verviers. K. Flammarion nel suo libro “Atmosphere” descrive un esempio di tale miraggio: “Sulla base della testimonianza di diverse persone degne di fiducia, posso riferire un miraggio visto nella città di Verviers (Belgio) nel giugno 1815. Una mattina, gli abitanti della città hanno visto nel cielo l'esercito, ed è così chiaro che è stato possibile distinguere le tute degli artiglieri e persino, ad esempio, un cannone con una ruota rotta, che sta per cadere ... Era la mattina della battaglia di Waterloo! Il miraggio descritto è raffigurato sotto forma di un acquerello colorato da uno dei testimoni oculari. La distanza da Waterloo a Verviers in linea retta è di oltre 100 km. Ci sono casi in cui tali miraggi sono stati osservati a grandi distanze, fino a 1000 km. L '"Olandese Volante" dovrebbe essere attribuito proprio a tali miraggi.

Una delle varietà di cronomirage scienziati chiamati "drossolides", che in greco significa "gocce di rugiada". È stato notato che i cronomiraggi si verificano più spesso nelle prime ore del mattino, quando le goccioline di nebbia si condensano nell'aria. I "drossolidi" più famosi si verificano abbastanza regolarmente sulla costa di Creta in piena estate, di solito al mattino presto. Ci sono molte testimonianze oculari che hanno visto apparire sul mare vicino al castello di Franca-Castello un'enorme "tela di battaglia" - centinaia di persone che si sono unite in un combattimento mortale. Si sentono urla, rumore di armi. Durante la seconda guerra mondiale, la "battaglia dei fantasmi" spaventò terribilmente i soldati tedeschi che combatterono allora a Creta. I tedeschi aprirono il fuoco pesante con tutti i tipi di armi, ma non causarono alcun danno ai fantasmi. Un misterioso miraggio si avvicina lentamente dal mare e scompare tra le mura del castello. Gli storici raccontano che in questo luogo, circa 150 anni fa, si svolse una battaglia tra Greci e Turchi, la sua immagine, perduta nel tempo, si osserva sul mare. Questo fenomeno può essere osservato abbastanza spesso in piena estate, nelle prime ore.

A proposito, oggi i testimoni oculari spesso osservano non solo le battaglie dei tempi passati e le città fantasma un tempo esistenti, ma anche le auto fantasma. Alcuni anni fa, un gruppo di australiani incontrò su una strada notturna un'auto guidata dal loro amico defunto che una volta si era schiantata lì. Tuttavia, nell'auto spettrale era seduto non solo lui, ma anche la sua giovane fidanzata, sopravvissuta a quella catastrofe e ora gode di buona salute, diventando una signora rispettabile.

Qual è la natura di tali miraggi?

Secondo una teoria, con una speciale combinazione di fattori naturali, le informazioni visive vengono impresse nel tempo e nello spazio. E con la coincidenza di determinati fenomeni atmosferici, meteorologici, ecc. condizioni, diventa nuovamente visibile agli osservatori esterni. Secondo un'altra teoria, nell'area delle battaglie a cui partecipano (e muoiono) migliaia di persone, si accumula un'enorme energia psichica. In determinate condizioni si "scarica" e mostra visibilmente gli eventi passati.

In generale, gli antichi egizi, ad esempio, credevano che un miraggio fosse il fantasma di un paese che non esiste più nel mondo.

La leggenda delle Alpi

Un gruppo di turisti ha scalato una delle cime delle montagne. Le persone erano tutte giovani, ad eccezione della guida, un vecchio montanaro. All'inizio tutto è andato velocemente e allegramente. Ma più gli alpinisti salivano in alto, più diventava difficile andare. Ben presto ognuno di loro si sentì molto stanco. Solo la guida camminava, come prima, saltando abilmente sopra le fessure, arrampicandosi rapidamente e facilmente sulle sporgenze rocciose.

Un'immagine meravigliosa si è aperta intorno. Ovunque l'occhio potesse vedere, si innalzavano le cime delle montagne innevate. I più vicini brillavano sotto i raggi del sole accecante. Le cime lontane apparivano bluastre. Scendevano pendii ripidi, trasformandosi in gole. I prati alpini verde chiaro risaltavano come punti luminosi.

Alla fine raggiunsero una delle vette laterali della montagna che stavano scalando. Il sole era già tramontato all'orizzonte e i suoi raggi cadevano sulle persone dal basso verso l'alto. E poi è successo l’inaspettato.

Uno dei giovani raggiunse la guida e fu il primo a salire in cima. Nello stesso momento in cui metteva piede sulla roccia, a est, sullo sfondo delle nuvole, apparve l'enorme ombra di un uomo. Era così chiaramente visibile che la gente si fermava come se avesse ricevuto un segnale. Ma la guida guardò con calma l'ombra gigantesca, i giovani congelati dallo spavento e, sorridendo, disse:

- Non avere paura! Succede, - e anche lui ha scalato una roccia.

Mentre stava accanto al turista, un'altra grande ombra umana apparve tra le nuvole.

La guida si tolse il caldo cappello di feltro e lo agitò. Una delle ombre ripeté il suo movimento: una mano enorme si alzò sulla testa, si tolse il cappello e lo agitò. Il giovane alzò il bastone e la sua ombra gigantesca fece lo stesso. Successivamente, ciascuno dei turisti voleva, ovviamente, arrampicarsi sulla roccia e vedere la propria ombra nell'aria. Ma presto le nuvole oscurarono il sole, che stava tramontando sotto l'orizzonte, e le ombre insolite scomparvero.

Sfilata di superstizioni

Ora, penso, non sarà difficile capire come appaiono nel cielo le croci luminose, che anche nel nostro secolo spaventano le altre persone.

La chiave qui è che non sempre vediamo questa o quella forma di alone completamente nel cielo. In inverno, durante le forti gelate, come già accennato, su entrambi i lati del sole compaiono due punti luminosi: parti di un cerchio di alone verticale. Questo è anche il caso di un cerchio orizzontale che passa per il sole. Molto spesso, è visibile solo la parte che confina con il luminare: nel cielo si possono vedere, per così dire, due code luminose che si estendono da esso a destra e a sinistra. Allo stesso tempo, parti dei cerchi verticale e orizzontale si intersecano e formano, per così dire, due croci su entrambi i lati del sole.

In un altro caso, vediamo una parte di un cerchio orizzontale vicino al sole, intersecato da una colonna luminosa, che va su e giù dal sole. E la croce si ricompone.

Infine, accade anche che dopo il tramonto siano visibili nel cielo un pilastro luminoso e la parte superiore di un cerchio verticale. Intersecandosi, danno anche immagine di una grande croce. E a volte un simile alone ricorda la spada di un vecchio cavaliere. E se è ancora dipinto all'alba, allora ecco una spada insanguinata per te, come se fosse un formidabile promemoria del paradiso sui problemi futuri!

La spiegazione scientifica dell'alone è un vivido esempio di come a volte la forma esterna di un fenomeno naturale possa essere ingannevole. Sembra che qualcosa sia estremamente misterioso, misterioso, ma se lo capisci, non rimane traccia dell '"inspiegabile".

È facile a dirsi: capirai! Ci sono voluti anni, decenni, secoli. Oggi ogni persona, interessata a qualcosa, può consultare un libro di consultazione, sfogliare un libro di testo, immergersi nello studio della letteratura speciale. Infine chiedi! Ma c’erano tali opportunità, diciamo, nel mezzo dei secoli? Dopotutto, tale conoscenza non era ancora stata accumulata e i solitari erano impegnati nella scienza. La religione era la visione del mondo dominante e la fede era la visione del mondo abituale.

Lo scienziato francese K. Flammarion ha esaminato le cronache storiche da questa prospettiva. E questo è ciò che si è scoperto: i compilatori delle cronache non dubitavano affatto dell'esistenza di una connessione causale diretta tra i misteriosi fenomeni della natura e gli affari terreni.

Nel 1118, durante il regno di re Enrico I d'Inghilterra, apparvero contemporaneamente nel cielo due lune piene, una a ovest e l'altra a est. Nello stesso anno, il re vinse la battaglia.

Nel 1120, tra le nuvole rosso sangue, costituite da fiamme, apparvero una croce e un uomo. Quello stesso anno piovve sangue; tutti si aspettavano il giorno del giudizio, ma la questione finì solo con la guerra civile.

Nel 1156, tre cerchi arcobaleno brillarono attorno al sole per diverse ore di seguito e quando scomparvero apparvero tre soli. Il compilatore della cronaca vide in questo fenomeno un'allusione alla lite del re con il vescovo di Canterbury in Inghilterra e alla distruzione di Milano in Italia dopo l'assedio di sette anni.

L'anno successivo riapparvero tre soli e una croce bianca era visibile in mezzo alla luna; naturalmente, il cronista lo collegò immediatamente al conflitto che accompagnò l'elezione di un nuovo papa.

Nel gennaio 1514 nel Württemberg erano visibili tre soli, di cui quello medio è più grande di quelli laterali. Allo stesso tempo, nel cielo apparvero spade insanguinate e fiammeggianti. Nel marzo dello stesso anno furono nuovamente visibili tre soli e tre lune. Poi i turchi furono sconfitti dai persiani in Armenia.

Nel 1526, di notte nel Württemberg, nell'aria erano visibili armature militari insanguinate ...

Nel 1532, vicino a Innsbruck, furono viste nell'aria meravigliose immagini di cammelli, lupi che sputavano fuoco e, infine, un leone in un cerchio di fuoco ...

Se tutti questi fenomeni siano realmente esistiti non è così importante per noi adesso. È importante che con il loro aiuto, sulla base, siano stati interpretati eventi storici reali; che le persone allora guardavano il mondo attraverso il loro prisma idee distorte e quindi vedevano quello che volevano vedere. La loro immaginazione a volte non conosceva limiti. Flammarion ha definito gli incredibili dipinti fantastici dipinti dagli autori delle cronache "esempi di esagerazione artistica". Ecco uno di questi esempi:

“... Nel 1549, la luna era circondata da un alone e da paraselens (false lune), vicino ai quali videro un leone infuocato e un'aquila che si lacerava il petto. In seguito apparvero città in fiamme, cammelli, Gesù Cristo su una poltrona con due ladri ai lati e, infine, un'intera assemblea - apparentemente, gli apostoli. Ma l'ultimo cambiamento dei fenomeni è stato il più terribile. Un uomo di enorme statura, dall'aspetto crudele, apparve nell'aria, minacciando con la spada una giovane fanciulla che piangeva ai suoi piedi, chiedendo pietà..."

Che occhi ci volevano per vedere tutto questo!

Alcuni misteri dei fenomeni ottici

colore su vetro

Serata invernale. Leggero gelo - circa 10°. Viaggi in tram (o in autobus, non importa). La finestra inizia a congelarsi. Non si vede nulla attraverso il vetro, ma la luce delle lanterne è molto chiara. E ad un certo punto, la luce di un lampione provoca un meraviglioso gioco di colori su una finestra ghiacciata. Le sfumature sono così pure e belle che nessun artista può riprodurle accuratamente. Dopo pochi secondi lo strato di ghiaccio sul vetro raggiunge uno spessore di pochi decimi di millimetro ed i colori scompaiono. Ma questo non è un problema. Pulisci lo strato ghiacciato con la mano e ripeti l'osservazione: i colori riappariranno.

Nota: una lanterna con una lampada a incandescenza dà un alone viola-smeraldo e una lampada fluorescente (mercurio-quarzo) è circondata da un alone di fiori giallo-viola.

Questo fenomeno fisico non è stato ancora sufficientemente studiato e non esiste una spiegazione esatta, tuttavia si può presumere che il gioco dei colori sia causato da interferenze (l'aggiunta di luce riflessa dalle superfici superiore e inferiore dello strato più sottile di vapore acqueo congelato sul vetro della finestra).

Questo fenomeno è simile a quello che osserviamo considerando una bolla di sapone scintillante di tutti i colori dell'arcobaleno.

anelli colorati

Disegna un cerchio con inchiostro nero su un foglio di carta spessa, su cui si trovano un semicerchio e strisce ad arco. Attaccalo sul cartone e crea una parte superiore. Ruotando questa trottola, al posto dei disegni neri appariranno anelli multicolori (viola, rosa, blu o verde, viola). L'ordine della loro disposizione varia a seconda del senso di rotazione del piano. È meglio eseguire l'esperimento con l'illuminazione elettrica.

Se questa esperienza venisse mostrata in televisione, l’effetto sarebbe lo stesso: su uno schermo televisivo in bianco e nero vedreste degli anelli multicolori. Perché questo accada non è noto. Gli scienziati non hanno ancora trovato una spiegazione per questo fenomeno.

Conclusione: La natura fisica della luce interessa l'uomo da tempo immemorabile. Molti eminenti scienziati, durante tutto lo sviluppo del pensiero scientifico, hanno lottato per risolvere questo problema. Nel corso del tempo è stata scoperta la complessità di un normale raggio bianco, la sua capacità di modificare il proprio comportamento a seconda dell'ambiente e la sua capacità di mostrare segni inerenti sia agli elementi materiali che alla natura della radiazione elettromagnetica. Il raggio di luce, sottoposto a vari influssi tecnici, iniziò ad essere utilizzato nella scienza e nella tecnologia nella gamma da uno strumento da taglio in grado di elaborare la parte desiderata con una precisione di un micron, a un canale di trasmissione di informazioni senza peso con possibilità praticamente inesauribili.

Ma, prima che si stabilisse la visione moderna della natura della luce, e che il raggio luminoso trovasse la sua applicazione nella vita umana, molti fenomeni ottici che si verificano ovunque nell'atmosfera terrestre furono identificati, descritti, scientificamente provati e confermati sperimentalmente, dall'arcobaleno conosciuto a tutti a miraggi complessi e periodici. Ma, nonostante ciò, il bizzarro gioco di luci ha sempre attratto e attrae ancora una persona. Né la contemplazione dell'alone invernale, né il tramonto luminoso, né l'ampia striscia di cielo dell'aurora boreale, né il modesto sentiero illuminato dalla luna sulla superficie dell'acqua lasciano nessuno indifferente. Un raggio di luce, attraversando l'atmosfera del nostro pianeta, non solo lo illumina, ma gli conferisce anche un aspetto unico, rendendolo bellissimo.

Naturalmente, nell'atmosfera del nostro pianeta si verificano molti più fenomeni ottici di cui parleremo in questo saggio. Tra questi ce ne sono sia quelli a noi ben noti e risolti dagli scienziati, sia quelli che stanno ancora aspettando i loro scopritori. E possiamo solo sperare che, nel tempo, assisteremo a sempre più nuove scoperte nel campo dei fenomeni atmosferici ottici, indicando la versatilità di un normale fascio di luce.

Letteratura:

5. "Fisica 11", N. M. Shakhmaev, S. N. Shakhmaev, D. Sh. Shodiev, casa editrice Prosveshchenie, Mosca, 1991.

6. "Soluzione di problemi di fisica", V. A. Shevtsov, casa editrice di libri Nizhne-Volzhsky, Volgograd, 1999.

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