Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół Usługowo-Gospodarczych w Pleszewie ID grupy: 97/18_MF_G1 Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Zjawiska optyczne (świetlne) w atmosferze Semestr/rok szkolny: II/2009/2010

ZJAWISKA ŚWIETLNE (OPTYCZNE) W ATMOSFERZE

co to jest Światło?

Światło jest falą elektromagnetyczną o długościach fali z zakresu od 0,39 μm do 0,74 μm, rozchodzi się w próżni z prędkością wynoszącą c= 299 792 458 m/s. Przyjmuje się, że promienie biegną prostoliniowo od źródła światła do momentu w którym napotkają na przeszkodę lub zmianę ośrodka. Światło ulega dyfrakcji i interferencji w wyniku czego może ono omijać przeszkody.

Widmo fal elektromagnetycznych

Dyfrakcja światła

Promienie światła rozchodzą się po liniach prostych, lecz przechodząc przez małe otwory ulegają ugięciu, czyli dyfrakcji. Dyfrakcję można obserwować tylko wtedy, gdy rozmiary szczeliny są porównywalne z długością fali padającej na szczelinę. Dyfrakcja światła, ze względu na małą długość fal świetlnych, zachodzi tylko na bardzo małych szczelinach.

Interferencja Światła

Interferencja polega ona na nakładaniu się fal pochodzących z różnych źródeł. Aby powstał stabilny i możliwy do zaobserwowania obraz interferencyjny, to światło pochodzące z tych źródeł musi być spójne. Takie warunki można uzyskać, kierując światło pochodzące z jednego źródła na dwie szczeliny, z których każda będzie stanowiła odrębne źródło światła spójnego. Na skutek interferencji powstają naprzemiennie obszary wzmocnień i wygaszeń fal składowych.

Prawo odbicia i załamania Światła

Światło, padając na powierzchnię przezroczystej substancji ulega odbiciu i załamaniu 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.

PRAWO ZAŁAMANIA ŚWIATŁA  - kąt padania  - kąt załamania n- współczynnik załamania v1 - prędkość światła w ośrodku pierwszym v2 - prędkość światła w ośrodku drugim

Jeżeli ośrodkiem pierwszym jest powietrze (próżnia) to n- bezwzględny współczynnik załamania c- prędkość światła w próżni v - prędkość światła w ośrodku drugim

Odbicie światła w tafli wody

Rozszczepienie światła

Rozszczepienie światła spowodowane jest różną prędkością rozchodzenia się promieni świetlnych o różnych barwach. Efektem różnej prędkości rozchodzenia się światła są różne współczynniki załamania światła i różne kąty załamania.  Ponieważ zaś światło białe jest mieszaniną świateł o wielu barwach, to przepuszczenie go przez pryzmat spowoduje rozdzielenie poszczególnych składowych na piękną tęczę.

ZJAWISKA ŚWIETLNE W ATMOSFERZE

Tęcza

Zjawisko 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.

Tęcza nad Pleszewem

ZJAWISKO Halo

Zjawisko halo jest obserwowane wokół tarczy słonecznej lub księżycowej Zjawisko halo jest obserwowane wokół tarczy słonecznej lub księżycowej. Jest to świetlisty, biały lub zawierający kolory tęczy pierścień (wewnątrz czerwony, fioletowy na zewnątrz), widoczny wokół Słońca lub Księżyca. Część nieba wewnątrz kręgu jest tak samo ciemna jak na zewnątrz. Zjawisko wywołane jest załamaniem światła na kryształach lodu i odbiciem wewnątrz kryształów lodu znajdujących się w chmurach pierzastych piętra wysokiego (cirrostratus) lub we mgle lodowej.

Zorza polarna

Zorza polarna jest obserwowana na wysokich szerokościach geograficznych, występuje głównie za kołem podbiegunowym, chociaż w sprzyjających warunkach bywa widoczna nawet w okolicach 50. równoleżnika. Zdarza się, że zorze polarne obserwowane są nawet w krajach śródziemnomorskich. Powstają na skutek burz magnetycznych na Słońcu. Podczas rozbłysków Słońce emituje cząstki które są w większości odchylane przez ziemskie pole magnetyczne.

Gloria

Gloria powstaje na skutek dyfrakcji światła (ugięcia fal) na kroplach wody lub kryształkach lodu. Jest zjawiskiem optycznym polegającym na wystąpieniu barwnych pierścieni wokół cienia obserwatora widocznego na tle chmur lub mgły, przy czym niebieski pierścień ma mniejszą średnicę od czerwonego. Gloria podobna jest do wieńca, jednak powstaje nie dookoła Słońca lub Księżyca, lecz dookoła punktu, położonego po stronie przeciwnej względem tarczy ciała niebieskiego.

WIENIEC

Wieniec jest to jedna lub kilka (rzadko więcej niż trzy) serii barw pierścieni o stosunkowo małym promieniu, otaczających bezpośrednio tarczę ciała niebieskiego (lub sztucznego źródła światła). W każdej serii pierścień wewnętrzny jest fioletowy lub niebieski, a pierścień zewnętrzny - czerwony; między nimi mogą występować inne barwy. Wieńce wywołane są ugięciem światła w znajdujących się przed tarczą Słońca lub Księżyca cienkich chmurach, zbudowanych z drobnych, jednorodnych kropelek wody, zazwyczaj są to chmury średnie kłębiaste - Cirrocumulus, Altocumulus i Stratocumulus.

Iryzacja

Iryzacja to tęczowe barwy powstające czasem na powierzchni przezroczystych ciał w wyniku interferencji światła (oświetlenia światłem białym, przez co uzyskuje się wygaszenie pewnych, oraz wzmocnienie innych barw. Obserwuje się je jako mieniące się, tęczowe plamy barwne na wodzie. Układy barw przeważnie zielonych i różowych, często o odcieniach pastelowych, są obserwowane na chmurach. Barwy te bywają niekiedy pomieszane, niekiedy zaś w postaci smug prawie równoległych do brzegów chmur. Barwy iryzacji są często błyszczące i przypominają kolor masy perłowej. . Nazwa iryzacja pochodzi od imienia greckiej bogini będącej personifikacją tęczy- Iris.

Miraż

Miraż - powstawanie pozornego obrazu odległego przedmiotu w wyniku różnych współczynników załamania światła w warstwach powietrza o różnej temperaturze, a co za tym idzie, gęstości. Początkowo fatamorganą nazywano miraże pojawiające się w Cieśninie Mesyńskiej, gdzie są one najefektowniejsze. W Polsce pojawiają się na Pustyni Błędowskiej oraz na Wyżynie Śląskiej. Miraże dzielą się na 2 rodzaje – miraż dolny i górny. 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.

BŁYSKAWICA

Błyskawica może przybierać rozmaite kształty i rozciągłości, tworzyć linie proste lub rozgałęziać się do góry lub w dół. Podczas uderzenia pioruna wyzwala się potężna energia. Główna jej część zostaje rozproszona w postaci ciepła w powietrzu, a niewielka jej część przekształca się na błysk i grzmot. Część pierwotnej energii elektrycznej zostaje rozładowana w punkcie uderzenia łuku elektrycznego w powierzchnię ziemi, co może być bardzo niebezpieczne dla znajdujących się w pobliżu ludzi oraz urządzeń.

Źródła http://www.fizyka.net.pl/ciekawostki/grafika1/widmo.gif http:/ http://www.gwarki.com/wyprawy_item.php?Id=71&Pg=225 /ww w.blogi.szkolazklasa.pl/privefiles/blog-2372/g1%5B1%5D.jpg http://www.naukowy.pl/encyklopedia/Iryzacja http://fatcat.ftj.agh.edu.pl/~sajanna/zjawiska_optyczne_w_przyrodzie.htm http://pl.wikipedia.org/wiki/Iryzacja www.astrofotografia.net.pl http://www.chmury.pl/zjawiska/glowna.htm http://www.fizykon.org/optyka/optyka_geometryczna_wprowadzenie.htm http://fotogalerie.pl/fotki/27/41/89/b/1179086144795.jpg http://supermozg.gazeta.pl/supermozg/51,91629,5870604.html?i=4 http://pejzaze.onet.pl/44945,gr,15,25,0,,galeria.html