AS KOMPETENCJI

Dane informacyjne Szkoła: I Liceum Ogólnokształcące im. Marii Skłodowskiej-Curie w Pile ID grupy: 97/70_MF_G1 Kompetencje: Grupa matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Zjawiska optyczne w atmosferze Semestr/rok szkolny: II semestr / 2009/2010r.

Spis treści Informacje o świetle Zjawiska związane z odbiciem światła Zjawiska związane z załamaniem światła Dyfrakcja i interferencja Pochłaniane i rozpraszanie światła

Informacje o świetle Światło, promieniowanie elektromagnetyczne (fale elektromagnetyczne) o długości fali zawartej w przedziale 380-780 nm (tzw. światło widzialne). Mianem świetlnych określa się również promieniowanie podczerwone i promieniowanie ultrafioletowe. Światło widzialne wywołuje wrażenia barwne (barwa), a światło białe jest mieszaniną świateł o różnej długości fal. Światło w próżni rozchodzi się z jednakową prędkością w każdym układzie odniesienia (prędkość światła). Zjawiska związane z rozchodzeniem się światła bada optyka.

Zjawiska związane z odbiciem światła

Prawo odbicia światła. Promień padający i odbity oraz normalna leżą na jednej płaszczyźnie. Kąt odbicia równy jest kątowi padania. α =β

Całkowite wewnętrzne odbicie Światło przechodzące z ośrodka I do ośrodka II o większym współczynniku załamania, pod kątem większym od granicznego (αg), ulega całkowitemu odbiciu (a).

Diamenty Swój efekt wielobarwnych refleksów zawdzięczają dolnej części kamienia, która działa jak zwierciadło, gdzie promienie ulegają odbiciu i wracają do czoła, a tam podlegają kolejnemu załamaniu.

Refleks słońca Inaczej ścieżka słońca na wodzie jest zjawiskiem odbicia słońca od powierzchni wody (morza, oceanu), obserwowanym z dużej wysokości. Poza refleksem woda stanowi ciemny obszar.

Światłowody To cienkie, elastyczne włókna wykonane ze szkła kwarcowego lub plastiku. Przenoszą światło w wyniku szeregu odbić promienia świetlnego od wewnętrznych ścianek. Używane do iluminacji fontann (świecąca struga wody), w lampkach i endoskopach.

Światła odblaskowe. Promień odbity wraca w stronę źródła światła, gdy kąt między ścianami jest kątem prostym. Obecnie zastępuje się odblaski plastikowe, malowanymi farbą zawierającą kulki szklane (całkowite wewnętrzne odbicie).

Zjawiska związane z załamaniem światła

Załamanie Załamanie w fizyce to zmiana kierunku rozchodzenia się fali (refrakcja fali) związana ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Zmiana prędkości powoduje zmianę długości fali, a częstotliwość pozostaje stała.

Prawo załamania światła Zmiana kierunku promieni świetlnych podczas załamania nie jest przypadkowa. Opisuje to prawo załamania światła nazywane niekiedy prawem Snelliusa. Prawo załamania światła łączy ze sobą dwa kąty - kąt padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki i kąt załamania powstający gdy promień przejdzie granicę i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku.

Gloria Gloria to zjawisko optyczne polegające na wystąpieniu barwnych pierścieni wokół cienia obserwatora widocznego na tle chmur lub mgły, przy czym niebieski pierścień ma mniejszą średnicę od czerwonego. Gloria powstaje na skutek dyfrakcji (ugięcia fal) i odbicia światła na kroplach wody. Jest podobna do wieńca, jednak powstaje nie dookoła Słońca lub Księżyca, lecz dookoła punktu położonego po stronie przeciwnej względem tarczy ciała niebieskiego. Zjawisko to występuje w chmurach położonych na wprost przed obserwatorem albo niżej od niego, tj. w górach lub przy obserwacjach z samolotu. Na te same chmury pada cień obserwatora i wówczas wydaje się, że gloria otacza cień jego głowy.

Słupy świetlne Słup świetlny to zjawisko optyczne zachodzące w atmosferze. Ma formę świetlistej prostej smugi leżącej w płaszczyźnie określonej przez położenie Słońca i obserwatora. Zjawisko powstaje przez odbicie światła od kryształów lodu zawartych w chmurach typu cirrus. Często zjawisku słupa świetlnego towarzyszy i halo.

Halo Nazwa wzięła się od greckiego słowa halos – tarcza słoneczna. Zjawisko to powstaje w wyniku załamania światła słonecznego przechodzącego przez atmosferę, a dokładnie – przez chmurę zbudowaną z kryształków lodu bądź mgłę. Światło, napotykając na swojej drodze kryształki lodu albo cząsteczki wody, zmienia kierunek rozchodzenia się. Obserwator na Ziemi widzi wtedy pierścień lub kręgi wokół Słońca, a zdarza się także zobaczyć słońca dodatkowe.

Tęcza Pojawia się w czasie padającego deszczu lub tuż po jego ustaniu, kiedy zza chmur wygląda słońce. Właśnie deszcz, a dokładnie jego krople są przyczyną załamania, rozszczepienia i odbicia światła. W wyniku tego światło słoneczne widziane dotychczas jako białe, nagle oglądamy podzielone na kolory: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, fioletowy. Każdy z nich, przechodząc przez kropelki wody, załamuje się pod różnym kątem i dlatego tęcza składa się z ułożonych obok siebie sześciu kolorów.

Dyfrakcja i interferencja

Dyfrakcja W wielkim skrócie: dyfrakcja (ugięcie) fali to zmiana kierunku jej rozchodzenia przy przejściu przez szczelinę. Na krawędziach szczeliny tworzą się fale elementarne, które w momencie nałożenia mogą się wzmocnić lub wygasić. Dyfrakcja zachodzi również, gdy światło przechodzi przez siatkę dyfrakcyjną. Siatka dyfrakcyjna składa się z większej ilości szczelin (nawet 1700 na 1mm), a odstęp między szczelinami nazywa się stałą siatki. Ugięcie fali następuje również przy przejściu światła przez okrągłą przeszkodę.

Rozszczepienie światła Jeżeli światło białe przechodzi przez siatkę dyfrakcyjną możemy zaobserwować ciekawe zjawisko zwane rozszczepieniem światła. Dzieje się tak, ponieważ fale o różnych kolorach załamują się pod różnym kątem. Przyrządem często używanym do przeprowadzenia rozszczepienia światła jest pryzmat wykorzystujący również zjawisko dyfrakcji.

Interferencja W przypadku ugięcia światła na dwóch lub więcej szczelinach często zachodzi zjawisko interferencji, łatwe do zaobserwowania w postaci ciemniejszych i jaśniejszych prążków, te noszą one nazwę interferencyjnych. Zjawisko to polega na nakładaniu się fal w wyniku czego zmienia się wartość amplitudy wypadkowej.

Interferencja w życiu codziennym Interferencję fal światła białego można zaobserwować w barwach baniek mydlanych, plamy oleju na wodzie lub skrzydłach owadów. Zjawisko to nosi nazwę iryzacji.

Pochłanianie i rozpraszanie światła

Kolory nieba Kolor nieba i znajdujących się na nim chmur zależy od kilku zjawisk optycznych. Najważniejszymi z nich jest rozpraszanie światła widzialnego przez molekuły powietrza, znajdujące się w powietrzu kropelki wody, kryształki lodu oraz pyły zawieszone w powietrzu. Kolor nieba za dnia Kolor nieba podczas zachodu słońca

Zorza polarna Zorze polarne powstają na skutek działania wiatru słonecznego na magnetosferę Ziemi. Występuje w górnych warstwach atmosfery (w jonosferze lub egzosferze) na wysokości od 65 do 400 km (rzadko do 1200 km) nad powierzchnią Ziemi, najczęściej w odległości 20-25° od bieguna geomagnetycznego Ziemi (północnego lub południowego). Wynika to z ustawienia Ziemi w kierunku Słońca (nachylenia do orbity).

Zorza poranna Zorza poranna – określenie jaśniejącego nieba tuż przed wschodem Słońca. Niebo przybiera na horyzoncie barwę żółto-pomarańczową.

Zorza wieczorna Zorza wieczorna - szeroki, wysoki łuk białawego, różowego lub żółto-pomarańczowego światła, pojawiający się od czasu do czasu podczas zachodu słońca na niebie ponad najwyższymi chmurami albo odbity od pola śniegowego w regionach górskich.

Literatura http://www.wikipedia.pl http://portalwiedzy.onet.pl http://www.google.pl/imghp?hl=pl&tab=wi http://www.youtube.com http://www.daktik.rubikon.pl http:// przyrodnicze.fora.pl Strony oraz książki zawierające informacje o zjawiskach optycznych

Za uwagę dziękują autorzy : Paulina Wypych Kinga Krusik Jakub Bielawski Przemysław Kaczmarek Michał Podkowa Filip Jarczak Krzysztof Knap Michał Kowalczuk Elżbieta Zduniak Adam Szczepaniak Opiekun: Kazimiera Langner