Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: ZESPÓŁ SZKÓŁ ZAWODOWYCH W GOLENIOWIE ID grupy: 97/3_MF_G2 Kompetencja: MATEMATYCZNO-FIZYCZNA Temat projektowy: ZJAWISKA OPTYCZNE(ŚWIETLNE) W ATMOSFERZE Semestr/rok szkolny: I /2009/2010

wszystkie zjawiska, w których Zjawiska optyczne to wszystkie zjawiska, w których strumień światła pada na jakąś materię. W niedzielne popołudnie Jasio czyta książkę… Jest w niej dużo informacji, które od razu go zafascynowały. Postanowił dowiedzieć się o nich trochę więcej…

Następnego dnia w szkole… Panie profesorze? Zaciekawił mnie temat zjawisk optycznych, czy mógłby pan mi go trochę przybliżyć? Zacznijmy od tego, że wytłumaczę Ci… Następnego dnia w szkole…

Przykładami zjawisk optycznych są: Zorza polarna Zjawisko Brockenu Wieniec Iryzacja Gloria Słup światła Miraż Zaćmienie Słońca i Księżyca Zjawisko cienia i półcienia Halo Tęcza

Najbardziej zainteresowało mnie zjawisko tęczy… Jeśli chcesz, mogę udzielić Ci kilku informacji … A więc…

…tęcza to zjawisko optyczne występujące w postaci charakterystycznego wielobarwnego łuku, widocznego gdy Słońce oświetla krople wody w ziemskiej atmosferze...

Czy wiesz, że…? Jako pierwszy tęczę opisał Arystoteles, który tłumaczył jej powstawanie zjawiskiem załamania się światła na drobinkach wody. Teoria ta jest powszechnie uznawana do dnia dzisiejszego.

Tęczę obserwuje się na tle chmur deszczowych lub deszczu w kierunku przeciwnym do położenia Słońca. Różnokolorowy łuk znajduje się zazwyczaj w odległości od 1 do 2 km od obserwatora, niekiedy w odległości od 2 do 3 m na tle kropel wodnych unoszących się w powietrzu wokół fontanny lub rozpylacza.

Środek tęczy znajduje się na przedłużeniu prostej łączącej Słońce z okiem obserwatora na linii dosłonecznej. Kąt między linią poprowadzoną od oka obserwatora do zewnętrznego punktu podstawy tęczę głównej i linią dosłoneczną (zewnętrzny promień kątowy) wynosi 41-42°. ..

do zewnętrznego punktu podstawy tęczę głównej …Kąt między linią poprowadzoną od oka obserwatora do zewnętrznego punktu podstawy tęczę głównej i linią dosłoneczną (zewnętrzny promień kątowy) wynosi 41-42°. W momencie wschodu Słońca punkt przeciwsłoneczny znajduje się na linii horyzontu i tęcza ma kształt półokręgu. W miarę wznoszenia się Słońca punkt przeciwsłoneczny opuszcza się poniżej horyzontu i rozmiary tęczy zmniejszają się. Staje się ona tylko częścią półokręgu.

Gdy światło słoneczne przechodzi przez kropelki deszczu, woda rozprasza światło białe, na składowe o różnych długościach fal i różnych barwach, wtedy postrzegamy łuk składający się z sześciu kolorów.

Czemu Patrzysz Żabko Zielona Na Głupiego Faraona Kolory tęczy… Czerwony Pomarańczowy Żółty Zielony Niebieski Granatowy Fioletowy Czemu Patrzysz Żabko Zielona Na Głupiego Faraona

CZERWONY FIOLETOWY Warto pamiętać, że każda barwa ma inną długość fali. Kolor czerwony ma najdłuższą, a fioletowy najkrótszą. CZERWONY FIOLETOWY 700 nm. ok. 400 nm.

napięcie powierzchniowe powoduje, W kroplach wody napięcie powierzchniowe powoduje, że są one kulami, które mają średnicę od 0,5 do 3 mm .

fala elektromagnetyczna. Światło to fala elektromagnetyczna. Człowiek postrzega je jako określoną barwę. Pan dokładnie tłumaczy Jasiowi zjawisko światła.

Isaac Newton odkrył, że białe światło w rzeczywistości składa się z wielu barw.

Dwa rodzaje tęczy… Dlaczego czasami widzę dwie tęcze naraz? Dzieje się tak dlatego, że wyróżniamy dwie tęcze tęczę główną i wtórną. Tęcza główna ma najintensywniejsze barwy, wtórna jest bledsza. Dlaczego czasami widzę dwie tęcze naraz?

Niestety, Jasiu ale lekcja dobiega końca Niestety, Jasiu ale lekcja dobiega końca. Dam Ci kilka ciekawych książek. Z nich dowiesz się wiele interesujących rzeczy.

Dziękuję…

Tom I Tęcza Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. 22

Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. Aby zacząć rozważania na temat zjawisk optycznych musicie wiedzieć że: Światło jest widzialną częścią promieniowania o zakresie długości fal 380-780 nm. 2. Sąsiadujące zakresy fal to: nadfiolet 10 -400 nm podczerwień 780-1 mm 3. Światło zawsze rozchodzi się po liniach prostych. Kąt padania równy jest kątowi odbicia i oba kąty leżą w jednej płaszczyźnie. Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. 23

Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. β = α Jeżeli natomiast ośrodek, do którego dociera światło, jest przezroczysty, wówczas światło, po przejściu granicy dwóch ośrodków, zmienia zazwyczaj kierunek ruchu. Mówimy, że uległo załamaniu. Łyżka w szklance wygląda na złamaną. Można przewidzieć zachowanie promieni na granicy dwóch określonych ośrodków. Zjawisko to jest także używane do identyfikacji substancji na podstawie współczynnika ich załamania. Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. 24

Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. Współczynnik załamania poszczególnych barw β = α Niektóre współczynniki załamania substancji względem powietrza. Współczynniki załamania różnych barw Substancja Współczynnik załamania Szkło 1.5 - 1.9 Diament 2.42 Kwarc 1.46 Kwarc krystaliczny 1.54 Gliceryna 1.47 Dwutlenek węgla 1.63 Woda 1.33 Barwa Fioletowa Niebieska Zielona Żółta Pomarańczowa Czerwona Współczynnik 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.513 Jasiu w domu sprawdza materiał, który dostał od Pani Profesor. 25

Jak powstaje tęcza główna? Fala światła wpada do kropli wody i ulega rozszczepieniu na barwy, załamaniu i rozproszeniu. Proces ten rozrysował szczegółowo w XVII wieku Kartezjusz. Kartezjusz (1596-1650)

Jak powstaje tęcza główna? Różne są wielkości łuku tęczy - wszystko zależy od tego, na jakiej wysokości jest tarcza słoneczna. Środek barwnego łuku związany jest z kątem padania promieni słonecznych. Im niżej SŁOŃCE, tym większy fragment łuku widać.

Tęcza to nie przedmiot rzeczywisty, do którego możemy się zbliżyć ale zjawisko optyczne. Możemy zobaczyć całą tęczę, czyli kolorowy okrąg, jeśli wzniesiemy się bardzo wysoko np. samolotem.

Co to jest tęcza wtórna? Tęcza wtórna powstaje w wyniku dwukrotnego odbicia  i załamania promieni w kropli wody. W tej tęczy kolory są "odwrócone" w stosunku do łuku pierwotnego. Z każdym odbiciem w kropli wychodzi mniej światła, dlatego druga tęcza jest zawsze nikła. Tęcza trzeciego rzędu teoretycznie istnieje, ale musielibyśmy oglądać ją pod słońcem. Kolejna widoczna na tle pierwotnego i wtórnego łuku powinna być – biorąc pod uwagę drogę promienia słonecznego w kropli - tęcza rzędu... piątego.

Ze względu na kąt, pod którym obserwujemy tęczę, krople, które znalazły się w tym obszarze, nie mogą być przez nasze oko dostrzeżone. Światło padające na nie w pierwszym i drugim odbiciu nie dociera do naszego wzroku.

Falowa natura światła pozwala nam dostrzec poniżej tęczy głównej dodatkowe wielokrotne tęczowe pasma. Wszystkie oświetlone krople rozszczepiają i odbijają światło w ten sam sposób, ale do oka obserwatora dociera z danej kropli tylko światło rozproszone w jego kierunku. Te właśnie krople są postrzegane jako tworzące tęczę.

Dlaczego jednak nie widzimy powstającego w wyniku trzykrotnego Wielki szwajcarski matematyk i fizyk Johann Bernoulli (1710-90) sugerował, że „trzeci łuk może być widziany przez orły i rysie, ale nie przez ludzi”. Halley wykazał, że trzecia tęcza ma promień 40 stopni i 20 minut, ale że powinna się pojawiać nie po przeciwnej Słońcu stronie nieba, lecz jako okrąg wokół Słońca. Ponieważ niebo w tym kierunku jest zbyt jasne, tej tęczy nie widzimy. Dlaczego jednak nie widzimy trzeciego łuku tęczy, powstającego w wyniku trzykrotnego wewnętrznego odbicia? Światło przechodzące przez krople deszczu po dwóch załamaniach i trzech lub więcej odbiciach rzadko jest dostatecznie mocne, aby stworzyć dostrzegalny łuk.

Gdy zaś ktoś postanowi przybliżyć się do tęczy i przesunie się w jej kierunku, to przestanie widzieć poprzedni łuk kolorów, a zobaczy nowy. Choćby nie wiem jak długo wędrował, zawsze więc będzie widział tęczę w tej samej odległości. Zawsze inną, choć wyglądającą identycznie. Cały barwny łuk ma postać półkoli , wewnątrz których tkwimy my. Bo do naszych oczu docierają tylko promienie odbite z kropli położonych w określonej odległości. Każdy z nas widzi więc własną, prywatną tęczę.

Zachęcamy do przeczytania Tomu II- Iryzacja

Następnego dnia w szkole… Dzień dobry! Chciałbym oddać Panu książkę. Była bardzo ciekawa i dowiedziałem się z niej dużo istotnych rzeczy. Czy ma Pan Tom II? Cieszę się, że jesteś taki ambitny. Tom II? Interesuje Cię iryzacja? Tak się składa, że mam go gdzieś… Następnego dnia w szkole…

O, jest tutaj… Proszę Jasiu. Życzę miłego czytania…

Tom II Iryzacja

IRYZACJA Są to tęczowe barwy powstające na powierzchniach przezroczystych ciał w wyniku interferencji światła.

Oświetlenie światłem białym powoduje wygaszenie lub wzmocnienie pewnych barw Obserwuje się je, jako mieniące się, tęczowe plamy barwne na wodzie.

BARWY IRYZACJI Jest to układ barw przeważnie różowych i zielonych, o odcieniach pastelowych. Niekiedy bywają pomieszane, są często błyszczące i przypominają kolor masy perłowej.

Zjawisko iryzacji chmur jest tego samego pochodzenia, co wieńce i występuje przy chmurach kłębiastych (Cirrocumulus,Altocumulus,Stratocumulus).

Dzień dobry! Przyniosłem Pana książki, były bardzo ciekawe. Dziękuje. Witam Cię Jasiu…. Zawsze służę pomocą…

KONIEC