Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) Nazwa szkoły: Liceum Ogólnokształcące im. Powstańców Wielkopolskich w Środzie Wlkp. ID grupy: 97/50_mf_g1 Kompetencja: matematyczno - fizyczna Temat projektowy: Zjawiska optyczne w atmosferze Semestr/rok szkolny: II 2009/2010

zjawiska w przyrodzie teoria doświadczenia filmy www

Zjawiska optyczne w przyrodzie „Cel fizyki: ująć przyrodę jako różne przejawy tego samego zespołu praw.” Richard Feynman Zjawiska optyczne w przyrodzie miraż tęcza zorza halo iryzacja błyskawica strona główna

Miraż, fatamorgana, zjawisko optyczne występujące w atmosferze, polegające na tworzeniu się pozornych (podwójnych lub wielokrotnych) obrazów będących odbiciem przedmiotów znajdujących się na horyzoncie lub poza nim. Miraż powstaje jako skutek zakrzywienia się promieni słonecznych w dolnych warstwach powietrza, cechujących się różną gęstością (temperaturą). Jeśli pozorny obraz jakiegoś obiektu jest widoczny powyżej przedmiotu, to mówimy o mirażu górnym, jeśli poniżej - o mirażu dolnym. W obszarach pustynnych najczęściej obserwuje się miraże dolne, które powstają zwykle przed południem przy silnie nagrzanym powietrzu przy powierzchni ziemi. Miraż górny najczęściej jest obserwowany w wysokich szerokościach geograficznych. fatamorgana zjawiska optyczne

Tęcza – zjawisko optyczne i meteorologiczne występujące w postaci charakterystycznego wielobarwnego łuku, widocznego gdy Słońce oświetla krople wody w ziemskiej atmosferze. Tęcza powstaje w wyniku rozszczepienia światła załamującego się i odbijającego się wewnątrz kropli wody (np. deszczu) o kształcie zbliżonym do kulistego. Światło widzialne jest (postrzegalną wzrokiem) częścią widma promieniowania elektromagnetycznego i w zależności od długości fali postrzegane jest w różnych barwach. Kiedy światło słoneczne przenika przez kropelki deszczu, woda rozprasza światło białe ("mieszaninę" fal o różnych długościach), na składowe o różnych długościach fal (różnych barwach), i oko ludzkie postrzega łuk składający się z sześciu kolorów: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. To są właśnie kolory tęczy. zjawiska optyczne

Zorza polarna to rozbłyski światła w wysokich warstwach atmosfery Zorza polarna to rozbłyski światła w wysokich warstwach atmosfery. Zjawisko powstaje w jonosferze i najczęściej występuje na wysokości 100 – 150 kilometrów. Może występować w postaci płomienistych fal światła roztaczających się od horyzontu po zenit lub błyszczących łuków światła nad horyzontem rozchodzących się we wszystkich kierunkach. Światło przeważnie ma barwę czerwoną. Można jednak podziwiać zorzę o barwach zielonożółtych, błękitnych oraz srebrzystych. Zjawisko to występuję najczęściej na linii północnego koła podbiegunowego np. Islandia, Laponia, północna Norwegia. zjawiska optyczne

Halo tą nazwą obejmowana jest cała grupa skomplikowanych zjawisk optycznych w atmosferze, uwarunkowanych załamaniem i odbiciem światła w kryształach lodu, z których zwykle składają się górne warstwy chmur. Najczęściej widuje się małe halo, w postaci pierścieni wokół Słońca lub Księżyca Halo, którego przyczyną jest załamanie promieni świetlnych w kryształach, jest zawsze z lekka zabarwione odcieniami tęczowymi, co tłumaczy się dyspersją światła. Pierścienie tworzące halo mogą być zabarwione (wewnątrz na czerwono i na zewnątrz na niebiesko), gdyż kąt załamania zależny jest od długości fali świetlnej. Najbardziej znanym przykładem dużego halo jest słynne, często powtarzające się widmo Brockenu. Halo tu przybiera postać kilku gigantycznych pierścieni utworzonych wokół Słońca z sylwetkami obserwatorów na tle zachmurzonego nieba. zjawiska optyczne

Iryzacja to zjawisko optyczne polegające na powstawaniu tęczowych barw w wyniku interferencji światła białego odbitego od przezroczystych lub półprzezroczystych ciał składających się z wielu warstw substancji o różnych własnościach optycznych. Występuje m.in. na powierzchni minerałów, macicy perłowej, plamach cieczy (np. benzyny), bańkach mydlanych a czasem w atmosferze – na chmurach. Bywa też wywoływane sztucznie i wykorzystywane przy produkcji ozdobnych iryzowanych wyrobów szklanych i ceramicznych. zjawiska optyczne

Błyskawica - zjawisko świetlne towarzyszące nagłemu wyładowaniu elektryczności atmosferycznej, przejawiających się krótkim i silnym błyskiem, to potężna iskra elektryczna o długości kilku kilometrów. Wyładowanie to może występować z chmury lub wewnątrz chmury, a znacznie rzadziej z wysokich budynków i ze szczytów gór. Wyróżniamy błyskawicę: płaską, wstęgową, liniową, kulistą Grzmot albo piorun - powstaje wskutek nagłego i niezwykle gwałtownego nagrzania się powietrza w kanale błyskawicy, w którym po upływie ułamka sekundy następuje na przemian gwałtowne ochłodzenie. Drugą przyczyną jest piorunujący wybuch gazu wytworzonego pod wpływem chemicznego rozpadu powietrza pod działaniem wysokiego napięcia błyskawicy. zjawiska optyczne

miraż górny miraż dolny zjawiska optyczne strona główna

Teoria tłumacząca zjawiska optyczna w atmosferze: prawo załamania światła prawo odbicia światła dyfrakcja interferencja rozszczepienie światła strona główna

prawo załamania światła nazywane niekiedy prawem Snelliusa: Światło w ośrodku jednorodnym rozchodzi się po liniach prostych ze stałą prędkością Padając na granicę dwóch ośrodków materialnych światło może ulegać pochłonięciu, rozproszeniu, odbiciu i załamaniu. To, które z tych zjawisk zajdzie, zależy od rodzaju materiału napotykanego przez promień świetlny. prawo załamania światła nazywane niekiedy prawem Snelliusa: Promień padający biegnący w ośrodku pierwszym, pada na granicę ośrodków, po czym zmienia kierunek (załamuje się) i jako promień załamany biegnie w ośrodku drugim. Prawo Snelliusa mówi, że promienie padający i załamany oraz prostopadła padania (normalna) leżą w jednej płaszczyźnie, a kąty spełniają zależność: gdzie: n1 – współczynnik załamania światła ośrodka pierwszego, n2 – współczynnik załamania światła ośrodka drugiego, n21 – względny współczynnik załamania światła ośrodka drugiego względem pierwszego, θ1 – kąt padania, kąt między promieniem padającym a normalną do powierzchni granicznej ośrodków, θ2 – kąt załamania, kąt między promieniem załamanym a normalną. teoria spis zjawiska optyczne

Odbicie  to zmiana kierunku rozchodzenia się promieni świetlnych na granicy dwóch  ośrodków Prawo odbicia Kąt odbicia jest równy kątowi padania, a promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni odbicia leżą w jednej płaszczyźnie. W wyniku odbicia zmienia się tylko kierunek rozchodzenia się fali, nie zmienia się jej długość. Normalna padania to prosta prostopadła do powierzchni odbijającej w punkcie padania promienia. Kąt padania to kąt między promieniem padającym a normalną do powierzchni (osią prostopadłą do powierzchni)  Kąt odbicia to kąt między promieniem odbitym a normalną do powierzchni (osią prostopadłą do powierzchni)  teoria spis zjawiska optyczne

Dyfrakcja na dwóch szczelinach Dyfrakcja (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Dyfrakcja używana jest do badania fal oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza jednak zdolność rozdzielczą układów optycznych. Dyfrakcja na dwóch szczelinach teoria spis zjawiska optyczne

Interferencja to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal, we wszystkich ośrodkach, w których mogą rozchodzić się dane fale. Interferencja pozwala na bardzo precyzyjny pomiar długości drogi od źródła do detektora fali. teoria spis zjawiska optyczne

Rozszczepienie światła spowodowane jest różną prędkością rozchodzenia się promieni świetlnych o różnych barwach. Różna prędkość rozchodzenia się światła owocuje oczywiście różnym współczynnikiem załamania światła i różnym kątem załamania. Ponieważ zaś światło białe jest mieszaniną świateł o wielu barwach, to przepuszczenie go przez pryzmat spowoduje rozdzielenie poszczególnych składowych na piękną tęczę. Rozszczepienie najłatwiej jest zaobserwować w pryzmacie (w porównaniu do tego samego efektu padającego na zwykłą granicę dwóch ośrodków), ponieważ załamuje on i rozszczepia światło dwukrotnie dzięki czemu barwne promienie są silniej rozbieżne niż w przypadku załamania jednokrotnego. teoria spis zjawiska optyczne

Doświadczenia, które możesz wykonać sam: odbicie i załamanie: http://fizyka.zamkor.pl/aplety/programy_do_lfp2/Odb_i_zalam_fali/Odb_i_zalam_fali.htm dyfrakcja: http://fizyka.zamkor.pl/aplety/programy_do_lfp2/ph14pl/singleslit_pl.htm interferencja: http://fizyka.zamkor.pl/aplety/programy_fizyka_gimnazjum/interferencja/interferencja.htm strona główna

Film obrazujący odbicie światła: http://www.scholaris.pl/cms/index.php/resources/film_odbicie_%C5%9Bwiat%C5%82a_128.html strona główna

Uczniowska Grupa Projektowa Autorzy: Uczniowska Grupa Projektowa LO im. Powstańców Wielkopolskich w Środzie Wlkp. Źródło: M. Kozielski „Fizyka i astronomia tom 2” WSzPWN Internet www.zamkor.pl www.scholaris.pl www.wikipedia.pl