zjawiska optyczne występujące w przyrodzie

Natura światła Światło jest falą elektromagnetyczną. Światło w próżni rozchodzi się z największą prędkością 299 792 458 m/s, niesie ze sobą energię. Światło ma naturę dwoistą-korpuskularno-falową. Pewne zjawiska świetlne to strumień fotonów, a inne to fala świetlna.

Zjawisko optyczne Zjawisko optyczne- to każde zjawisko dotyczące oddziaływania światła z materią. Zjawisko to jest spowodowane załamaniem, odbiciem i interferencją światła słonecznego lub księżycowego. Może występować w kropelkach wody i lodu. Niektóre zjawiska powtarzają się bardzo często inne są rzadkością i trzeba mieć dużo szczęścia, aby je zobaczyć.

Podstawowe zjawiska fizyczne światła Odbicie- zmiana kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków, powodujących że powstaje ona w ośrodku, w którym się rozchodzi.

Załamanie- zmiana kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej, załamanie fali związane jest ze zmianą prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Zmienia się długość fali, częstotliwość pozostaje stała.

Interferencja- Zjawisko nakładania się dwóch lub więcej fal. Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i częstotliwości.

Tęcza Tęcza jest bardzo efektownym zjawiskiem. Tęczę obserwuje się na tle chmur deszczowych lub deszczu w kierunku przeciwnym do położenia Słońca. Jest to układ koncentrycznych łuków o kolorach od fioletu do czerwieni. W tęczy głównej kolor fioletowy pojawia się po wewnętrznej stronie, natomiast kolor czerwony po zewnętrznej stronie. Szerokość pasm zależy od rozmiaru kropel wody. Zjawisko to tworzy się dzięki rozszczepienia światła białego oraz odbicia od wewnątrz kropli deszczu. Tęczę obserwujemy również w bryzach fal morskich, wodospadach, fontannach

Halo Jest to świetlisty lub tęczowy pierścień widoczny wokół Słońca lub Księżyca. Zjawisko to powstaje poprzez załamanie światła na kryształkach lodu znajdującego się w atmosferze. Występuje na chmurach Cirrostratus lub we mgle lodowej.

Halo Księżyca Halo Słońca

Wieniec Zjawisko to zachodzi wówczas gdy Słońce lub Księżyc są przesłonięte cienką półprzezroczystą warstwą chmury lub mgły. Wieniec ma postać barwnej poświaty (aureoli) wokół tarczy Słońca lub Księżyca, niebieskiej od strony wewnętrznej, czerwonej na zewnątrz. Wieńce powstają na skutek ugięcia światła w warstwie chmury lub mgły skonstruowanych z małych jednorodnych kropel wody. Wieńce występują również we mgle dookoła sztucznych źródeł światła

Wieniec Księżyca Wieniec Słońca

Gloria Jest to zjawisko które polega na występowaniu kolorowych pierścieni dookoła cienia obserwatora widzianego na tle chmur lub mgły. Zjawisko to można zauważyć na chmurach, które umiejscowione są naprzeciwko obserwatora lub niżej od niego np. w górach albo przy obserwacjach z samolotu. Na tle chmury pada cień osoby obserwującej i wtedy wydaje mu się, że gloria otacza cień głowy. Gloria tworzy się na skutek ugięcia się światła, wcześniej odbitego od kropli wody z chmur.

Gloria wokół cienia samolotu Gloria widziana w mgle Gloria wokół cienia samolotu

Zjawisko Brockenu Bardzo rzadkie zjawisko świetlne spotykane w górach polegające na zaobserwowaniu własnego cienia na chmurze znajdującej się poniżej obserwatora. Powstaje przy niskim położeniu słońca nad horyzontem. Cień na ogół otoczony jest barwną aureolą i kilkakrotnie powiększony. Zjawisko Brockenu pozostawia niezapomniane wrażenia.

Zjawisko Brockenu

Iryzacja Zjawisko optyczne, w którym dzięki interferencji światła białego odbitego od przeźroczystych lub półprzeźroczystych powierzchni i możemy zaobserwować kolor tęczy. Osobliwość ta występuje na powierzchni minerałów, wewnętrznych powierzchni muszli (tzw. macicy perłowej) plamy cieczy (np. benzyny wylanej na ziemię), w bańkach mydlanych, na łuskach, skrzydłach motyli, piórach czy pancerzykach owadów. Iryzację można obserwować także na chmurach. Barwy są często wymieszane, błyszczące i przypominają barwy masy perłowej. Występują w formie smug równoległych do brzegów chmur.

Tęczowe barwy bańki mydlanej Iryzacja w chmurach Tęczowe barwy bańki mydlanej Iryzująca plama benzyny

Miraż (fatamorgana) Zjawisko optyczne występujące w atmosferze polegające na tworzeniu się pozornych obrazów będących odbiciem przedmiotów znajdujących się niekiedy w znacznej odległości i w normalnych warunkach niewidocznych. Miraż powstaje jako skutek zakrzywienia się promieni słonecznych w dolnych warstwach powietrza, cechujących się gęstością (temperaturą). Jeśli obraz pozorny jakiegoś obiektu jest widoczny powyżej przedmiotu, to mówimy o mirażu górnym, jeśli poniżej- o mirażu dolnym.

Miraż górny Miraż dolny

Zorza polarna Jest jednym z najbardziej spektakularnych widowisk, jakie przygotowała dla nas natura. Ten fenomen jest efektem świetlnym wywołanym przez naładowane cząstki wyrzucane ze Słońca, które pod postacią wiatru słonecznego docierają w pobliże Ziemi. Tam oddziałują z ziemskim polem magnetycznym, powodując zderzenie z atomami tlenu i azotu i wzbudzając je w okolicy bieguna magnetycznego. Atomy, wracając do stanu podstawowego wypromieniowują energię, która możemy obserwować w postaci różnobarwnych pasm, łuków, promieni i kurtyn. Zorze polarne mogą być obserwowane blisko biegunów magnetycznych Ziemi, czyli na dużych szerokościach geograficznych.

Co to jest zaćmienie? Zaćmienie to zjawisko astronomiczne polegające na tym, że cień jednego ciała niebieskiego pada na powierzchnię drugiego. Możliwe jest ono, gdy w jednej linii znajdują się oba ciała oraz źródło światła, którym jest zazwyczaj gwiazda jako ciało świecące światłem własnym lub jakiś inny obiekt świecący światłem odbitym. Zaćmienie Księżyca Zaćmienie Słońca

Zaćmienie Słońca Jedno z bardziej fascynujących zjawisk na świecie to zaćmienie Słońca. Mimo, że średnio występuje od 2 do pięciu razy w roku, wcale nie jest tak łatwo je zaobserwować. Wynika to z faktu, że trzeba być w odpowiednim miejscu kuli ziemskiej w odpowiednim czasie. Do tego warunki atmosferyczne powinny nam sprzyjać. Zaćmienie Słońca następuje wówczas, gdy pomiędzy Słońcem i Ziemią znajdzie się Księżyc zasłaniając światło słoneczne.  Mamy cztery rodzaje zaćmień Słońca: - zaćmienie częściowe,  - zaćmienie całkowite,  - zaćmienie obrączkowe,  - zaćmienie hybrydowe,

Zaćmienie częściowe występuje wtedy, gdy z żadnego miejsca na Ziemi nie można zobaczyć całkowitego lub obrączkowego zaćmienia Słońca. Znajdujemy się wówczas w półcieniu jaki powstaje z Księżyca zasłaniającego Słońca. Podczas całkowitego zaćmienia Słońca znajdujemy się w cieniu Księżyca. Widać wówczas koronę słoneczną. Zaćmienie obrączkowe Słońca (zaćmienie pierścieniowe) - podczas takiego zaćmienie rozmiar tarczy Księżyca jest mniejszy od tarczy Słońca. Dookoła Księżyca powstaje jasny pierścień z nie zasłoniętęj części Słońca. Zaćmienie hybrydowe - (składające się z więcej niż jednej części) - polega na tym, że w jednym miejscu Ziemi zaćmienie jest widoczne jako całkowite, a w innym jako obrączkowe. 

Całkowite zaćmienie Słońca

Zaćmienie Księżyca Zaćmienie księżyca ma miejsce, gdy księżyc w pełni przechodzi przez cień ziemi. Słońce, ziemia i księżyc muszą być ustawione w jednej linii. Księżyc nie znika wtedy zupełnie. Jego tarcza wciąż odbija rozproszone światło słoneczne, co nadaje jej ciemno pomarańczową barwę(po prawej). Podczas większości cyklów księżyc przechodzi jednak powyżej, lub poniżej cienia ziemi. Wyróżniamy 3 fazy zaćmienia Księżyca: 1. Całkowite - cała tarcza Księżyca zanurzona w cieniu Ziemi 2. Częściowe - część tarczy znajduje się w cieniu Ziemi, a reszta w półcieniu 3. Półcieniowe - tarcza Księżyca nie wchodzi w cień, a jedynie w półcień Ziemi.

Całkowite zaćmienie Księżyca

Autor prezentacji: Piotr Petera uczeń klasy IIIa gimnazjum