Реферат: Оптические явления в природе

МОУНикольская средняя общеобразовательная школа

Экзаменационнаяработа

по физике натему:

«Оптическиеявления в природе»

Выполнил ученик 9 класса

МОУ Никольской средней

общеобразовательной школы

Соболев Николай

с. Никольское

2007 год

План

1.

Введение

а)Что такое оптика?

б)История развития оптики

в)Роль оптики в развитии современной физики

г)Виды оптики

2.

Явления, связанные с отражениемсвета

а)Предмет и его отражение

б)Зависимость коэффициента отражения от угла падения света

в) Защитные стекла

д) Полное отражение света

е) Цилиндрический световод

ж) Алмазы и самоцветы

3.

Явления, связанные спреломлением света

а)Мираж

б)Радуга

4.

Полярные сияния

5.

Заключение

Введение

Что такое оптика?

Первые представления древних ученых о светебыли весьма наивны. Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальцы изрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. Тогда подоптикой понимали науку о зрении. Именно такой точный смысл слова «оптика». Всредние века оптика постепенно из науки о зрении превратилась в науку о свете,этому способствовало изобретение линз и камеры-обскуры. В современное времяоптика — это раздел физики, в котором исследуется испускание света, егораспространение в различных средах и взаимодействие с веществом. Что же касаетсявопросов, связанных со зрением, устройство и функционирование глаза, то онивыделились в специальное научное направление, называемое физиологическойоптикой.

История развития оптики.

Оптика – учение о природесвета, световых явлениях и взаимодействии света с веществом. И почти вся ееистория – это история поиска ответа: что такое свет?

Одна из первых теорий света –теория зрительных лучей – была выдвинута греческим философом Платоном около <st1:metricconverter ProductID=«400 г» w:st=«on»>400 г</st1:metricconverter>. до н. э. Данная теорияпредполагала, что из глаза исходят лучи, которые, встречаясь с предметами,освещают их и создают видимость окружающего мира. Взгляды Платона поддерживалимногие ученые древности и, в частности, Евклид (3 в до н. э.), исходя из теориизрительных лучей, основал учение о прямолинейности распространения света,установил закон отражения.

В те же годы были открытыследующие факты:

– прямолинейностьраспространения света;

– явление отражения света изакон отражения;

– явление преломления света;

– фокусирующее действиевогнутого зеркала.

Древние греки положили началоотрасли оптики, получившей позднее название геометрической.

Наиболее интересной работой пооптике, дошедшей до нас из средневековья, является работа арабского ученогоАльгазена. Он занимался изучением отражения света от зеркал, явленияпреломления и прохождения света в линзах. Альгазен впервые высказал мысль отом, что свет обладает конечной скоростью распространения. Эта гипотеза явиласькрупным шагом в понимании природы света.

В эпоху Возрождения былосовершено множество различных открытий и изобретений; стал утверждатьсяэкспериментальный метод, как основа изучения и познания окружающего мира.

На базе многочисленных опытныхфактов в середине XVII века возникают две гипотезы о природе световых явлений:

– корпускулярная,предполагавшая, что свет есть поток частиц, выбрасываемых с большой скоростьюсветящимися телами;

– волновая, утверждавшая, чтосвет представляется собой продольные колебательные движения особой светоноснойсреды – эфира – возбуждаемой колебаниями частиц светящегося тела.

Все дальнейшее развитие ученияо свете вплоть до наших дней – это история развития и борьбы этих гипотез,авторами которых были И. Ньютон и Х. Гюйгенс.

Основные положениякорпускулярной теории Ньютона:

1) Свет состоит из малыхчастичек вещества, испускаемых во всех направлениях по прямым линиям, илилучам, светящимся телом, например, горящей свечой. Если эти лучи, состоящие изкорпускул, попадают в наш глаз, то мы видим их источник.

2) Световые корпускулы имеютразные размеры. Самые крупные частицы, попадая в глаз, дают ощущение красногоцвета, самые мелкие – фиолетового.

3) Белый цвет – смесь всехцветов: красного, оранжевого, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

4) Отражение света отповерхности происходит вследствие отражения корпускул от стенки по законуабсолютного упругого удара.

5) Явление преломления светаобъясняется тем, что корпускулы притягиваются частицами среды. Чем средаплотнее, тем угол преломления меньше угла падения.

6) Явление дисперсии света,открытое Ньютоном в <st1:metricconverter ProductID=«1666 г» w:st=«on»>1666 г</st1:metricconverter>.,он объяснил следующим образом. Каждый цвет уже присутствует в белом свете. Всецвета передаются через межпланетное пространство и атмосферу совместно и даютэффект в виде белого света. Белый свет – смесь разнообразных корпускул –испытывает преломление, пройдя через призму. С точки зрения механическойтеории, преломления обязано силам со стороны частиц стекла, действующим на световыекорпускулы. Эти силы различны для разных корпускул. Они наибольшие дляфиолетового и наименьшие для красного цвета. Путь корпускул в призме длякаждого цвета будет преломляться по- своему, поэтому белый сложный лучрасщепится на цветные составляющие лучи.

7) Ньютон наметил путиобъяснения двойного лучепреломления, высказав гипотезу о том, что лучи светаобладают «различными сторонами» – особым свойством, обуславливающимих различную преломляемость при прохождении двоякопреломляющего тела.

Корпускулярная теория Ньютонаудовлетворительно объяснила многие оптические явления, известные в то время. Ееавтор пользовался в научном мире колоссальным авторитетом, и в скоре теорияНьютона приобрела многих сторонников во всех странах.

Виды оптики

При рассмотрении многих оптических явленийможно пользоваться представлением о световых лучах – геометрических линиях,вдоль которых распространяется световая энергия. В этом случае говорят огеометрической (лучевой) оптике.

Геометрическая оптика широко используется всветотехнике и при рассмотрении действий многочисленных приборов и устройств –начиная от лупы и очков и кончая сложнейшими оптическими микроскопами ителескопами.

В начале XIX века развернулись интенсивные исследования открытых ранееявлений интерференции, дифракции и поляризации света. Эти явления не находилиобъяснения в рамках геометрической оптики, необходимо было рассматривать свет ввиде поперечных волн. Так возникла волновая оптика. Первоначально полагали, чтосвет — это упругие волны в некоторойсреде (мировом эфире), которая будто бы заполняет все мировое пространство.

В 1864 году английский физик Джеймс Максвеллсоздал электромагнитную теорию света, согласно которой волны света – этоэлектромагнитные волны с соответствующим диапазоном длин.

Исследования, выполненные в начале XXвека,показали, что для объяснения некоторых явлений, например фотоэффекта,необходимо представить световой пучок в виде потока своеобразных частиц –световых квантов (фотонов). Еще 200 лет назад Исаак Ньютон придерживалсяаналогичной точки зрения на природу света в своей «теории истечения света».Теперь представление о световых квантах изучает квантовая оптика.

Роль оптики в развитии современной физики.

Роль оптикив развитии современной физики велика. Возникновение двух наиболее важных иреволюционных теорий двадцатого столетия (квантовой механики и теорииотносительности) в существенной мере связано с оптическими исследованиями.Оптические методы анализа вещества на молекулярном уровне породили специальноенаучное направление – молекулярную оптику. К ней тесно примыкает оптическаяспектроскопия, применяемая в современном материаловедении, при исследованияхплазмы, в астрофизике. Существуют также электронная и нейтронная оптики;созданы электронный микроскоп и нейтронное зеркало. Разработаны оптическиемодели атомных ядер.

Способствуяразвитию разных направлений современной физики, оптика в то же время и самапереживает сегодня период бурного развития. Основной толчок этому развитию далоизобретение интенсивных источников когерентного света – лазеров. В результатеволновая оптика поднялась на более высокую ступень, соответствующую когерентнойоптике. Трудно даже перечислить все новейшие научно-технические направления,развивающиеся благодаря появлению лазеров. Среди них нелинейная оптика,голография, радиооптика, пикосекундная оптика, адаптивная оптика и другие.Радиооптика возникла на стыке радиотехники и оптики; она исследует оптическиеметоды передачи и обработки информации. Эти методы обычно сочетают страдиционными электронными методами; в результате сложилось научно-техническоенаправление, называемое оптоэлектронникой. Передача световых сигналов подиэлектрическим волокнам составляет предмет волоконной оптики. Используядостижения нелинейной оптики, можно исправлять волновой фронт светового пучка,искажающийся при распространении света в той или иной среде, например ватмосфере или в воде. В результате возникла и интенсивно развивается так называемаяадоптивная оптика. К ней тесно примыкает зарождающаяся на наших глазахфотоэнергетика, занимающаяся, в частности, вопросами эффективной передачисветовой энергии по лучу света. Современная лазерная техника позволяет получатьсветовые импульсы длительностью порядка всего лишь пикосекунды. Такие импульсыоказываются уникальным «инструментом» для исследования целого рядабыстропротекающих процессов в веществе, и в частности в биологическихструктурах. Возникло и развивается специальное направление – пикосекунднаяоптика; к нему тесно примыкает фотобиология. Можно без преувеличения сказать,что широкое практическое использование достижений современной оптики –обязательное условие научно-технического прогресса. Оптика открылачеловеческому разуму дорогу в микромир, она же позволила ему проникнуть в тайнызвездных миров. Оптика охватывает все стороны нашей практической деятельности.

Явления, связанные с отражением света.

Предмет иего отражение

То, что отраженный в стоячей водепейзаж не отличается от реального, а только перевернут «вверх ногами» далеко нетак.

Есличеловек посмотрит поздним вечером, как отражаются в воде светильники или какотражается берег, спускающийся к воде, то отражение покажется ему укороченным исовсем «исчезнет», если наблюдатель находится высоко над поверхностью воды.Также никогда нельзя увидеть отражение верхушки камня, часть которого погруженав воду.

Пейзажвидится наблюдателю таким, как если бы на него смотрели из точки, находящейсяна столько глубже поверхности воды, насколько глаз наблюдателя находится вышеповерхности. Разница между пейзажем и его изображением уменьшается по мереприближения глаза к поверхности воды, а так же по мере удаления объекта.

Частолюдям кажется, что отражение в пруду кустов и деревьев отличается большейяркостью красок и насыщенностью тонов. Эту особенность также можно заметить,наблюдая отражение предметов в зеркале. Здесь большую роль играетпсихологическое восприятие, чем физическая сторона явления. Рама зеркала,берега пруда ограничивают небольшой участок пейзажа, ограждая боковое зрениечеловека от избыточного рассеянного света, поступающего со всего небосвода иослепляющего наблюдателя, то есть он смотрит на небольшой участок пейзажа какбы через темную узкую трубу. Уменьшение яркости отраженного света по сравнениюс прямым облегчает людям наблюдение неба, облаков и других яркоосвещенныхпредметов, которые при прямом наблюдении оказывается слишком ярким для глаза.

Зависимостькоэффициента отражения от угла падения света.

Награнице двух прозрачных сред свет частично отражается, частично проходит вдругую среду и преломляется, частично поглощается средой. Отношение отраженнойэнергии к падающей называют коэффициентом отражения. Отношение энергии света,прошедшего через вещество, к энергии падающего света называют коэффициентомпропускания.

Коэффициентыотражения и пропускания зависят от оптических свойств, граничащих между собойсред и угла падения света. Так, если свет падает на стеклянную пластинкуперпендикулярно (угол падения α=0), то отражается всего лишь 5% световойэнергии, а 95% проходит через границу раздела. При увеличении угла падения доляотраженной энергии возрастает. При угле падения α=90˚ она равнаединице.

Зависимостьинтенсивности отраженного и проходящего через стеклянную пластинку света можнопроследить, располагая пластинку под различными углами к световым лучам иоценивая интенсивность на глаз.

Интереснотакже оценить на глаз интенсивность света, отраженного от поверхности водоема,в зависимости от угла падения, пронаблюдать отражение солнечных лучей от окондома при различных углах падения днем, при закате, восходе светила.

Защитныестекла

Обычныеоконные стекла частично пропускают тепловые лучи. Это хорошо для использованияих в северных районах, а также для парников. На юге же помещения настолькоперегреваются, что работать в них тяжело. Защита от Солнца сводится либо кзатемнению здания деревьями, либо к выбору благоприятной ориентации здания приперестройке. И то и другое иногда бывает затруднительным и не всегдавыполнимым.

Длятого чтобы стекло не пропускало тепловые лучи, его покрывают тонкимипрозрачными пленками окислов металлов. Так, оловянно-сурьмяная пленка не пропускает более половины тепловыхлучей, а покрытия содержащие окись железа, полностью отражают ультрафиолетовыелучи и 35-55% тепловых.

Растворыпленкообразующих солей наносят из пульверизатора на горячую поверхность стеклаво время его тепловой обработки или формования. При высокой температуре солипереходят в окиси, крепко связанные с поверхностью стекла.

Подобнымобразом изготовляют стекла для светозащитных очков.

Полноевнутреннее отражение света

Красивоезрелище представляет собой фонтан, у которого выбрасываемые струи освещаютсяизнутри. Это можно изобразить в обычных условиях, проделав следующий опыт (рис.1). В высокой консервной банке на высоте <st1:metricconverter ProductID=«5 см» w:st=«on»>5 см</st1:metricconverter> от дна надо просверлить круглое отверстие(а) диаметром 5-<st1:metricconverter ProductID=«6 мм» w:st=«on»>6 мм</st1:metricconverter>. Электрическую лампочку спатроном надо аккуратно обернуть целлофановой бумагой и расположить ее напротивотверстия. В банку надо налить воды. Открыв отверстие а, получим струю, которая будет освещена изнутри. В темной комнатеона ярко светится и опят выглядит очень эффектно. Струе можно придать любуюокраску, поместив на пути лучей света цветное стекло б. Если на пути струи подставить палец, то вода разбрызгивается иэти капельки ярко светятся.

Объяснениеэтого явления довольно простое. Луч света проходит вдоль струи воды и попадаетна изогнутую поверхность под углом, большим предельного, испытывает полноевнутреннее отражение, а затем опять попадает на противоположную сторону струипод углом опять больше предельного. Так луч проходит вдоль струи изгибаясьвместе с ней.

Ноесли бы свет полностью отражался внутри струи, то она не была бы видна извне.Часть света рассеивается водой, пузырьками воздуха и различными примесями,имеющимися в ней, а также вследствие неровностей поверхности струи, поэтому онавидна снаружи.

Цилиндрическийсветовод

Еслинаправить световой пучок в один торец сплошного стеклянного изогнутогоцилиндра, можно заметить, что свет будет выходить из его другого торца (рис. 2);через боковую поверхность цилиндра свет почти не выходит. Прохождение света постеклянному цилиндру объясняется тем, что, падая на внутреннюю поверхностьцилиндра под углом, больше предельного, свет многократно испытывает полноеотражение и достигает конца.

Чемтоньше цилиндр, тем чаще будут происходить отражения луча и тем большая частьсвета будет падать на внутреннюю поверхность цилиндра под углами, большимипредельного.

Алмазы и самоцветы

ВКремле существует выставка алмазного фонда России.

Взале свет слегка приглушен. В витринах сверкают творения ювелиров. Здесь можноувидеть такие алмазы, как «Орлов», «Шах», «Мария», «Валентина Терешкова».

Секретпрелестной игры света в алмазах, заключается в том, что этот камень имеетвысокий показатель преломления (

n=2,4173) и вследствие этогомалый угол полного внутреннего отражения (α=24˚30′) и обладаетбольшей дисперсией, вызывающей разложение белого света на простые цвета.

Крометого, игра света в алмазе зависит от правильности его огранки. Грани алмазамногократно отражают свет внутри кристалла. Вследствие большой прозрачностиалмазов высокого класса свет внутри них почти не теряет своей энергии, а толькоразлагается на простые цвета, лучи которых затем вырываются наружу в различных,самых неожиданных направлениях. При повороте камня меняются цвета, исходящие изкамня, и кажется, что сам он является источником многих ярких разноцветныхлучей.

Встречаютсяалмазы, окрашенные в красный, голубоватый и сиреневый цвета. Сияние алмазазависит от его огранки. Если смотреть сквозь хорошо ограненныйводяно-прозрачный бриллиант на свет, то камень кажется совершенно непрозрачным,а некоторые его грани выглядят просто черными. Это происходит потому, что свет,претерпевая полное внутреннее отражение, выходит в обратном направлении или встороны.

Еслисмотреть на верхнюю огранку со стороны света, она сияет многими цветами, аместами блестит. Яркое сверкание верхних граней бриллианта называют алмазнымблеском. Нижняя сторона бриллианта снаружи кажется как бы посеребренной иотливает металлическим блеском.

Наиболеепрозрачные и крупные алмазы служат украшением. Мелкие алмазы находят широкоеприменение в технике в качестве режущего или шлифующего инструмента дляметаллообрабатывающих станков. Алмазами армируют головки бурильного инструментадля проходки скважин в твердых породах. Такое применение алмаза возможно из-забольшой отличающей его твердости. Другие драгоценные камни в большинствеслучаев являются кристаллами окиси алюминия с примесью окислов окрашивающихэлементов – хрома (рубин), меди (изумруд), марганца (аметист). Они такжеотличаются твердостью, прочностью и обладают красивой окраской и «игрой света».В настоящее время умеют получать искусственным путем крупные кристаллы окисиалюминия и окрашивать их в желаемый цвет.

Явлениядисперсии света объясняют многообразием красок природы. Целый комплексоптических экспериментов с призмами в

XVII веке провел английский ученыйИсаак Ньютон. Эти эксперименты показали, что белый свет не является основным,его надо рассматривать как составной («неоднородный»); основными же являютсяразличные цвета («однородные» лучи, или «монохроматические» лучи). Разложениебелого света на различные цвета происходит по той причине, что каждому цветусоответствует своя степень преломляемости. Эти выводы, сделанные Ньютоном,согласуются с современными научными представлениями.

Нарядус дисперсией коэффициента преломления наблюдается дисперсия коэффициентовпоглощения, пропускания и отражения света. Этим объясняются разнообразныеэффекты при освещении тел. Например,если имеется какое-то прозрачное для света тело, у которого для красного светакоэффициент пропускания велик, а коэффициент отражения мал, для зеленого жесвета наоборот: коэффициент пропускания мал, а коэффициент отражения велик,тогда в проходящем свете тело будет казаться красным, а в отраженном свете –зеленым. Такими свойствами обладает, например, хлорофилл – зеленое вещество,содержащееся в листьях растений и обуславливающее зеленый цвет. Растворхлорофилла в спирту при рассматривании на просвет оказывается красным. Вотраженном свете этот же раствор выглядит зеленым.

Еслиу какого-то тела коэффициент поглощения велик, а коэффициенты пропускания иотражения малы, то такое тело будет казаться черным и непрозрачным (например,сажа). Очень белое, непрозрачное тело (например, окись магния) имееткоэффициент отражения близкий к единице для всех длин волн, и очень малыекоэффициенты пропускания и поглощения. Вполне прозрачное для света тело(стекло) имеет малые коэффициенты отражения и поглощения и близкий к единицыдля всех длин волн коэффициент пропускания. У окрашенного стекла для некоторыхдлин волн коэффициенты пропускания и отражения практически равны нулю и,соответственно, значение коэффициента поглощения для этих же длин волн близко кединице.

Явления,связанные с преломлением света.

Мираж

Некоторые виды миражей.

Избольшего многообразие миражей выделим несколько видов: «озерные» миражи,называемые также нижними миражами, верхние миражи, двойные и тройные миражи,миражи сверхдальнего видения.

Нижние(«озерные») миражи возникают над сильно нагретой поверхностью. Верхние миражи возникают,наоборот, над сильно охлажденной поверхностью, например над холодной водой.Если нижние миражи наблюдают, как правило, в пустынях и степях, то верхниенаблюдают в северных широтах.

Верхниемиражи отличаются разнообразием. В одних случаях они дают прямое изображение, вдругих случаях в воздухе появляется перевернутое изображение. Миражи могут бытьдвойными, когда наблюдаются два изображения, простое и перевернутое. Этиизображения могут быть разделены полосой воздуха (одно может оказаться над линиейгоризонта, другое под ней), но могут непосредственно смыкаться друг с другом.Иногда возникает еще одно - третьеизображение.

Особенноудивительны миражи сверхдальнего видения. К. Фламмарион в своей книге«Атмосфера» описывает пример подобного миража: «Опираясь на свидетельстванескольких лиц, заслуживающих доверия, я могу сообщить про мираж, который видели в городе Вервье(Бельгия) в июне <st1:metricconverter ProductID=«1815 г» w:st=«on»>1815 г</st1:metricconverter>.Однажды утром жители города увидели в небе войско, и так ясно, что можно былоразличить костюмы артиллеристов и даже, например, пушку со сломанным колесом,которое вот-вот отвалится… Это было утро сражения при Ватерлоо!» Описанный мираж изображен в виде цветнойакварели одним из очевидцев. Расстояние от Ватерлоо до Вервье по прямой линиисоставляет более 100км. Известны случаи, когда подобные миражи наблюдались и набольших расстояниях – до 1000км. «Летучего голландца» следует отнести именно ктаким миражам.

Объяснение нижнего («озерного») миража.

Если воздух у самой поверхностиземли сильно нагрет и, следовательно, его плотность относительно мала, топоказатель преломления у поверхности будет меньше, чем в более высокихвоздушных слоях. Изменение показателя преломления воздуха n с высотой hвблизи земнойповерхности для рассматриваемого случая показано на рисунке 3, а.

Всоответствии с установленным правилом, световые лучи вблизи поверхности землибудут в данном случае изгибаться так, чтобы их траектория была обращенавыпуклостью вниз. Пусть в точке

A находится наблюдатель.Световой луч от некоторого участка голубого неба попадет в глаз наблюдателя,испытав указанное искривление. А это означает, что наблюдатель увидитсоответствующий участок небосвода не над линией горизонта, а ниже ее. Ему будетказаться, что он видит воду, хотя на самом деле перед ним изображение голубогонеба. Если представить себе, что у линии горизонта находятся холмы, пальмы илииные объекты, то наблюдатель увидит и их перевернутыми, благодаря отмеченномуискривлению лучей, и воспримет как отражения соответствующих объектов внесуществующей воде. Так возникает иллюзия, представляющая собой «озерный»мираж.

Простые верхние миражи.

Можнопредположить, что воздух у самой поверхности земли или воды не нагрет, а,напротив, заметно охлажден по сравнению с более высокими воздушными слоями;изменение nс высотой hпоказано нарисунке 4, а. Световые лучи в рассматриваемом случае изгибаются так, что ихтраектория обращена выпуклостью вверх. Поэтому теперь наблюдатель может видетьобъекты, скрытые от него за горизонтом, причем он будет видеть их вверху как бывисящими над линией горизонта. Поэтому такие миражи называют верхними.

Верхниймираж может давать как прямое, так и перевернутое изображение. Показанное нарисунке прямое изображение возникает,когда показатель преломления воздухауменьшается с высотой относительно медленно. При быстром уменьшении показателяпреломления образуется перевернутое изображение. В этом можно убедится,рассмотрев гипотетический случай – показатель преломления на некоторой высоте

h уменьшается скачком (рис. 5). Лучи объекта, прежде чем попасть к наблюдателю Аиспытывают полное внутреннее отражение от границы ВС ниже которой в данномслучае находится более плотный воздух. Видно, что верхний мираж даетперевернутое изображение объекта. В действительности нет скачкообразной границымежду слоями воздуха, переход совершается постепенно. Но если он совершаетсядостаточно резко, то верхний мираж даст перевернутое изображение (рис. 5).

Двойные и тройные миражи.

Еслипоказатель преломления воздуха изменяется сначала быстро, а затем медленно, тов этом случае лучи в области Iбудут искривлятьсябыстрее, чем в области II.В результате возникают два изображения (рис. 6, 7). Световые лучи 1,распространяющиеся в пределах воздушной области I, формируют перевернутоеизображение объекта. Лучи 2, распространяющиеся в основном в пределах области II, искривляютсяв меньшей степени и формируют прямое изображение.

Чтобыпонять как появляется тройной мираж, нужно представить три последовательныйвоздушные области: первая (у самой поверхности), где показатель преломленияуменьшается с высотой медленно, следующая, где показатель преломленияуменьшается быстро, и третья область, где показатель преломления сновауменьшается медленно. На рисунке представленорассматриваемое изменение показателя преломления с высотой. На рисунке показано, как возникает тройной мираж. Лучи1 формируют нижнее изображение объекта, они распространяются в пределахвоздушной области I. Лучи 2 формируют перевернутое изображение; попадаю ввоздушную область II, эти лучи испытывают сильное искривление. Лучи 3 формируютверхнее прямое изображение объекта.

Мираж сверхдальнего видения.

Природаэтих миражей изучена менее всего. Ясно, что атмосфера должна быть прозрачной,свободной от водяных паров и загрязнений. Но этого мало. Должен образоватьсяустойчивый слой охлажденного воздуха на некоторой высоте над поверхностьюземли. Ниже и выше этого слоя воздух должен быть более теплым. Световой луч, попавший внутрь плотногохолодного слоя воздуха, как бы “запертым” внутри него и распространяется в немкак по своеобразному световоду. Траектория луча на рисунке 8 все время обращенавыпуклостью в сторону менее плотных областей воздуха.

Возникновениесверхдальних миражей можно объяснить распространением лучей внутри подобных«световодов», которые иногда создает природа.

Радуга

Радуга– это красивое небесное явление – всегда привлекала внимание человека. Впрежние времена, когда люди еще мало знали об окружающем мире, радугу считали«небесным знамением». Так, древние грекидумали, что радуга — это улыбка богини Ириды.

Радуганаблюдается в стороне, противоположной Солнцу, на фоне дождевых облаков илидождя. Разноцветная дуга обычно находится от наблюдателя на расстоянии 1-<st1:metricconverter ProductID=«2 км» w:st=«on»>2 км</st1:metricconverter>, а иногда ее можнонаблюдать на расстоянии 2-<st1:metricconverter ProductID=«3 м» w:st=«on»>3 м</st1:metricconverter>на фоне водяных капель, образованных фонтанами или распылителями воды.

Центррадуги находится на продолжении прямой, соединяющей Солнце и глаз наблюдателя –на противосолнечной линии. Угол между направлением на главную радугу ипротивосолнечной линией составляет 41-42º(рис. 9).

Вмомент восхода солнца противосолнечная точка (точка М) находится на линиигоризонта и радуга имеет вид полуокружности. По мере поднятия Солнца противосолнечнаяточка опускается под горизонт и размер радуги уменьшается. Она представляетсобой лишь часть окружности.

Частонаблюдается побочная радуга, концентрическая с первой, с угловым радиусом около52º и обратным расположением цветов.

Привысоте Солнца 41º главная радуга перестает быть видимой и над горизонтомвыступает лишь часть побочной радуги, а при высоте Солнца более 52º невидна и побочная радуга. Поэтому в средних экваториальных широтах воколополуденные часы это явление природы никогда не наблюдается.

Урадуги различают семь основных цветов, плавно переходящих один в другой.

Виддуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров капелек воды и ихколичества. Большие капли создают более узкую радугу, с резко выделяющимисяцветами, малые – дугу расплывчат

еще рефераты

Еще работы по физике

Реферат по физике

Электрический ток в жидкостях, газах и плазме

Альтернативные источники энергии