Meie planeedi atmosfäär on üsna huvitav optiline süsteem, mille murdumisnäitaja väheneb kõrgusega õhutiheduse vähenemise tõttu. Seega võib Maa atmosfääri pidada "läätseks" hiiglaslik suurus, mis kordab Maa kuju ja millel on monotoonselt muutuv murdumisnäitaja.
See asjaolu viib terviku tekkimiseni mitmeid optilisi nähtusi atmosfääris, mis on põhjustatud selles olevate kiirte murdumisest (murdumisest) ja peegeldumisest (peegeldumisest).
Vaatleme mõnda kõige olulisemat atmosfääri optilisi nähtusi.
Atmosfääri murdumine
Atmosfääri murdumine- nähtus kumerus valguskiired, kui valgus läbib atmosfääri.
Kõrgusega väheneb õhu tihedus (ja seega ka murdumisnäitaja). Kujutagem ette, et atmosfäär koosneb optiliselt homogeensetest horisontaalkihtidest, mille murdumisnäitaja on kihiti erinev (joonis 299).
Riis. 299. Murdumisnäitaja muutus Maa atmosfääris
Kui valguskiir sellises süsteemis levib, surutakse see vastavalt murdumisseadusele kihi piiriga risti. Kuid atmosfääri tihedus ei vähene järsult, vaid pidevalt, mis viib õhu läbimisel kiire sujuva kõveruseni ja pöörlemiseni nurga α võrra.
Atmosfääri murdumise tulemusena näeme Kuud, Päikest ja teisi tähti veidi kõrgemal, kui nad tegelikult asuvad.
Samal põhjusel pikeneb päeva pikkus (meie laiuskraadidel 10-12 minutit), Kuu ja Päikese kettad horisondil kahanevad. Huvitav on see, et maksimaalne murdumisnurk on 35" (horisondi lähedal asuvate objektide puhul), mis ületab Päikese näiva nurga (32").
Sellest faktist järeldub: hetkel, kui me seda näeme alumine serv valgusti puudutas horisondi joont, tegelikult on päikeseketas juba horisondi all (joon. 300).
Riis. 300. Kiirte atmosfääri murdumine päikeseloojangul
Sädelevad tähed
Sädelevad tähed seotud ka valguse astronoomilise murdumisega. Pikka aega on täheldatud, et virvendus on kõige märgatavam horisondi lähedal asuvates tähtedes. Õhuvoolud atmosfääris muudavad aja jooksul õhu tihedust, mille tulemuseks on näiline virvendus taevakeha. Orbiidil olevad astronaudid ei tähelda mingit virvendust.
Miraažid
Kuumades kõrbes või steppides ja polaaraladel õhu tugev kuumenemine või jahutamine maa pind viib välimuseni miraažid: Tänu kiirte kõverusele muutuvad nähtavaks ja paistavad lähedale jäävad objektid, mis tegelikult asuvad horisondist kaugel.
Mõnikord sarnane nähtus helistas maapealne murdumine. Miraažide teket seletatakse õhu murdumisnäitaja sõltuvusega temperatuurist. On madalamaid ja kõrgemaid miraaže.
Halvemad miraažid on näha kuumal suvepäeval hästi soojendatud asfaltteel: meile tundub, et ees on lombid, mida tegelikult polegi. IN sel juhul me võtame "lompideks" kiirte peegeldumist ebaühtlaselt kuumutatud õhukihtidelt, mis asuvad "kuuma" asfaldi vahetus läheduses.
Ülemised miraažid Neid eristab märkimisväärne mitmekesisus: mõnel juhul annavad nad otsese pildi (joonis 301, a), teistes - ümberpööratud kujutise (joonis 301, b), need võivad olla kahe- ja isegi kolmekordsed. Need funktsioonid on seotud mitmesugused sõltuvusedõhutemperatuur ja murdumisnäitaja sõltuvalt kõrgusest.
Riis. 301. Miraažide teke: a - otsene miraaž; b - vastupidine miraaž
Vikerkaar
Atmosfääri sademed põhjustavad suurejooneliste optiliste nähtuste ilmnemist atmosfääris. Seega on vihma ajal moodustumine hämmastav ja unustamatu vaatepilt vikerkaared, mis on seletatav päikesekiirte erineva murdumise (dispersiooni) ja peegeldumise nähtusega atmosfääri väikseimatel tilkadel (joonis 302).
Riis. 302. Vikerkaare teke
Eriti edukatel juhtudel näeme korraga mitut vikerkaart, mille värvide järjekord on vastupidine.
Vikerkaare moodustumisel osalev valguskiir läbib igas vihmapiisas kaks murdumist ja mitu peegeldust. Sel juhul võib vikerkaare moodustumise mehhanismi mõnevõrra lihtsustades öelda, et Newtoni katses valguse spektriks lagunemisel mängivad sfäärilised vihmapiisad prisma rolli.
Ruumilise sümmeetria tõttu on vikerkaar nähtav poolringina, mille avanemisnurk on umbes 42°, vaatleja (joonis 303) peaks aga olema Päikese ja vihmapiiskade vahel, seljaga Päikese poole.
Värvide mitmekesisus atmosfääris on seletatav mustritega valguse hajumine erineva suurusega osakestel. Tänu sellele, Sinine värv hajub rohkem kui punast – päeval, kui Päike on kõrgel horisondi kohal, näeme taevast sinist. Samal põhjusel muutub Päike horisondi lähedal (päikeseloojangul või päikesetõusul) punaseks ja mitte nii eredaks kui seniidis. Värviliste pilvede tekkimist seostatakse ka valguse hajumisega pilves oleva erineva suurusega osakeste poolt.
Kirjandus
Zhilko, V.V. Füüsika: õpik. toetus 11. klassile. Üldharidus asutused vene keelega keel koolitus 12-aastase õppeperioodiga (põhi- ja edasijõudnutele) / V.V. Zhilko, L.G. Markovitš. - Minsk: Nar. Asveta, 2008. - lk 334-337.
Inimene puutub pidevalt kokku valgusnähtustega. Kõike, mida seostatakse valguse tekke, selle levimise ja ainega vastasmõjuga, nimetatakse valgusnähtusteks. Ilmekad näited optilistest nähtustest võivad olla: vikerkaar pärast vihma, välk äikese ajal, tähtede vilkumine öötaevas, valguse mäng veejoas, ookeani ja taeva muutlikkus ja paljud teised.
Koolilapsed saavad teaduslik seletus füüsikalisi nähtusi ja optilisi näiteid 7. klassis, kui hakatakse õppima füüsikat. Optikast saab paljude jaoks koolifüüsika õppekava kõige põnevam ja salapärasem osa.
Mida inimene näeb?
Inimese silmad on kujundatud nii, et ta suudab tajuda ainult vikerkaare värve. Tänapäeval on juba teada, et vikerkaare spekter ei piirdu ühelt poolt punase ja teiselt poolt violetse värviga. Punase järel tuleb infrapuna, violetse järel ultraviolett. Paljud loomad ja putukad näevad neid värve, kuid inimesed kahjuks mitte. Kuid inimene saab luua seadmeid, mis võtavad vastu ja kiirgavad sobiva pikkusega valguslaineid.
Kiirte murdumine
Nähtav valgus on värvide ja valguse vikerkaar valge, näiteks päikesepaisteline, on nende värvide lihtne kombinatsioon. Kui asetate prisma ereda valge valgusvihku, laguneb see värvideks või lainepikkusteks, millest see koosneb. Esiteks ilmub pikema lainepikkusega punane, seejärel oranž, kollane, roheline, sinine ja lõpuks violetne, mille lainepikkus on nähtavas valguses kõige lühem.
Kui võtad vikerkaarevalguse püüdmiseks teise prisma ja keerad selle tagurpidi, siis liidab see kõik värvid valgeks. Füüsikas on palju näiteid optiliste nähtuste kohta; vaatleme mõnda neist.
Miks on taevas sinine?
Noored vanemad on sageli hämmingus esmapilgul kõige lihtsamatest küsimustest oma väikese miks. Mõnikord on neile kõige raskem vastata. Peaaegu kõik näited looduses esinevatest optilistest nähtustest on tänapäevase teadusega seletatavad.
Päikesevalgus, mis päeval taevast valgustab, on valge, mis tähendab, et teoreetiliselt peaks ka taevas olema helevalge. Selleks, et see näeks välja sinine, on Maa atmosfääri läbiva valgusega vaja mõningaid protsesse. See juhtub järgmiselt: osa valgust läbib atmosfääris olevate gaasimolekulide vahelist vaba ruumi, jõudes maapinnani ja jäädes samasuguseks valgeks värviks kui alguses. Aga päikesevalgus kohtab gaasimolekule, mis sarnaselt hapnikuga neelduvad ja seejärel igas suunas laiali.
Gaasimolekulides olevad aatomid aktiveeruvad valguse toimel, mida nad neelavad ja kiirgavad jälle valguse footoneid lainepikkusega punasest violetseni. Seega on osa valgusest suunatud maa poole, ülejäänu suunatakse tagasi Päikesele. Kiirgava valguse heledus sõltub värvist. Iga punase valguse footoni kohta eraldub kaheksa footoni sinist valgust. Seetõttu on sinine valgus kaheksa korda heledam kui punane. Miljarditest gaasimolekulidest kiirgab igast suunast intensiivset sinist valgust, mis jõuab meie silmadeni.
Mitmevärviline kaar
Kunagi arvasid inimesed, et vikerkaared on jumalate saadetud märgid. Tõepoolest, ilusad mitmevärvilised paelad ilmuvad alati eikusagilt taevasse ja kaovad siis sama salapäraselt. Tänapäeval teame, et vikerkaar on üks füüsika optiliste nähtuste näidetest, kuid me ei lakka seda imetlemast iga kord, kui seda taevas näeme. Huvitav on see, et iga vaatleja näeb erinevat vikerkaart, mis on loodud tema selja tagant tulevate valguskiirte ja tema ees olevate vihmapiiskade poolt.
Millest vikerkaared on tehtud?
Nende looduses esinevate optiliste nähtuste retsept on lihtne: veepiisad õhus, valgus ja vaatleja. Kuid sellest ei piisa, kui päike sajab. See peaks olema madal ja vaatleja peaks seisma nii, et päike oleks tema taga, ja vaatama kohta, kus sajab või on just sadanud.
Kaugest kosmosest tulev päikesekiir püüab vihmapiisa kinni. Prismana tegutsedes murrab vihmapiisk iga valges valguses peidetud värvi. Seega, kui valge kiir vihmapiisa läbib, jaguneb see ootamatult kauniteks mitmevärvilisteks kiirteks. Tilga sees kohtavad nad selle siseseina, mis toimib nagu peegel ja kiired peegelduvad samas suunas, kust nad tilka sisenesid.
Lõpptulemus on see, et silmad näevad üle taeva kaarduvat värvide vikerkaart - valgust, mis on painutatud ja peegeldunud miljonitest pisikestest vihmapiiskadest. Nad võivad toimida nagu väikesed prismad, jagades valge valguse värvide spektriks. Kuid vikerkaare nägemiseks pole alati vaja vihma. Valgust võivad murda ka udu või mereaurud.
Mis värvi vesi on?
Vastus on ilmne – vesi on sinine. Kui valate klaasi puhast vett, näevad kõik selle läbipaistvust. Seda seetõttu, et klaasis on liiga vähe vett ja värv on liiga kahvatu, et seda näha.
Suurt klaasanumat täites on näha vee loomulikku sinist tooni. Selle värvus sõltub sellest, kuidas veemolekulid valgust neelavad või peegeldavad. Valge valgus koosneb värvide vikerkaarest ja veemolekulid neelavad enamus neid läbiva spektri värvid punasest roheliseni. Ja sinine osa peegeldub tagasi. Nii et me näeme sinist värvi.
Päikesetõusud ja -loojangud
Need on ka näited optilistest nähtustest, mida inimesed iga päev jälgivad. Kui päike tõuseb ja loojub, suunab ta oma kiired nurga all sellesse kohta, kus vaatleja asub. Nende tee on pikem kui siis, kui päike on oma seniidis.
Maapinna kohal asuvad õhukihid sisaldavad sageli palju tolmu või mikroskoopilisi niiskusosakesi. Päikesekiired liiguvad pinna suhtes nurga all ja filtreeritakse. Punastel kiirtel on pikim kiirguse lainepikkus ja seetõttu tungivad nad maapinnale kergemini kui sinised kiired, millel on lühikesed lained, mis peegelduvad tolmu- ja veeosakestest. Seetõttu vaatleb inimene hommikuse ja õhtuse koidiku ajal vaid osa maale jõudvatest päikesekiirtest, nimelt punaseid.
Planeedi valgusshow
Tüüpiline aurora on värviline valguse näit öötaevas, mida võib igal õhtul põhjapoolusel näha. Kummaliste kujunditena muutuvad tohutud sinakasrohelised valgusribad oranžide ja punaste laikudega mõnikord ulatuvad üle 160 km laiuseks ja võivad ulatuda 1600 km pikkuseks.
Kuidas seletada seda optilist nähtust, mis on nii hingemattev vaatemäng? Aurorad ilmuvad Maal, kuid need on põhjustatud kaugemal Päikesel toimuvatest protsessidest.
Kuidas kõik läheb?
Päike on tohutu gaasipall, mis koosneb peamiselt vesiniku ja heeliumi aatomitest. Neil kõigil on positiivse laenguga prootonid ja nende ümber pöörlevad elektronid negatiivne laeng. Kuuma gaasi pidev halo levib päikesetuule kujul kosmosesse. See lugematu arv prootoneid ja elektrone kihutab kiirusega 1000 km sekundis.
Kui päikesetuule osakesed Maale jõuavad, tõmbab neid ligi tugev magnetväli planeedid. Maa on hiiglaslik magnet, mille magnetjooned koonduvad põhja- ja lõunapoolusel. Tõmbatud osakesed voolavad mööda neid nähtamatuid jooni pooluste lähedal ja põrkuvad Maa atmosfääri moodustavate lämmastiku- ja hapnikuaatomitega.
Mõned maa aatomid kaotavad oma elektronid, teised laevad uut energiat. Pärast kokkupõrget Päikesest pärit prootonite ja elektronidega vabastavad nad valguse footoneid. Näiteks elektronid kaotanud lämmastik tõmbab ligi violetset ja sinist valgust, laetud lämmastik aga helendab tumepunaselt. Laetud hapnik annab rohelist ja punast valgust. Seega panevad laetud osakesed õhku virvendama paljudes värvides. See on aurora.
Miraažid
Tuleks kohe kindlaks teha, et miraažid ei ole inimese kujutlusvõime, neid saab isegi pildistada, need on peaaegu müstilised näited optilistest füüsikalistest nähtustest.
Miraažide vaatlemise kohta on palju tõendeid, kuid teadus suudab sellele imele teadusliku seletuse anda. Need võivad olla nii lihtsad kui vesi kuuma liiva vahel või hämmastavalt keerukad, konstrueerides nägemusi sammastest rippuvatest lossidest või fregattidest. Kõik need optiliste nähtuste näited on loodud valguse ja õhu mänguga.
Valguslained painduvad, kui need läbivad esmalt sooja, seejärel külm õhk. Kuum õhk on haruldasem kui külm õhk, mistõttu selle molekulid on aktiivsemad ja hajuvad pikema vahemaa tagant. Temperatuuri langedes väheneb ka molekulide liikumine.
Maa atmosfääri läätsede kaudu nähtavad nägemused võivad olla oluliselt muutunud, kokku surutud, laienenud või ümberpööratud. Seda seetõttu, et valguskiired painduvad sooja ja seejärel külma õhu läbimisel ja vastupidi. Ja need pildid, mida valgusvoog endaga kaasas kannab, näiteks taevas, võivad peegelduda kuumal liival ja tunduda veetükina, mis lähenedes alati eemaldub.
Kõige sagedamini võib miraaže jälgida pikkadel vahemaadel: kõrbetes, meredes ja ookeanides, kus korraga võivad olla erineva tihedusega kuumad ja külmad õhukihid. Just erinevate temperatuurikihtide läbimine võib valguslainet väänata ja tulemuseks olla nägemus, mis on millegi peegeldus ja mida fantaasia esitab reaalse nähtusena.
Halo
Enamiku palja silmaga vaadeldavate optiliste illusioonide puhul on seletuseks päikesevalguse murdumine atmosfääris. Üks kõige enam ebatavalised näited optiline nähtus on päikesehalo. Põhimõtteliselt on halo vikerkaar ümber päikese. Tavalisest vikerkaarest erineb ta aga nii välimuselt kui ka omadustelt.
Sellel nähtusel on palju sorte, millest igaüks on omal moel ilus. Kuid igasuguse selle esinemise eest optiline illusioon teatud tingimused on vajalikud.
Mitme teguri kokkulangemisel ilmub taevasse halo. Kõige sagedamini võib seda näha kõrge õhuniiskusega pakase ilmaga. Õhus on suur hulk jääkristalle. Nendest läbi minnes murdub päikesevalgus nii, et see moodustab ümber Päikese kaare.
Ja kuigi viimased 3 näidet optilistest nähtustest on kaasaegse teadusega kergesti seletatavad, jäävad need tavavaatleja jaoks sageli müstiliseks ja mõistatuseks.
Olles uurinud optiliste nähtuste peamisi näiteid, võime kindlalt uskuda, et paljud neist on tänapäeva teadusega seletatavad, hoolimata nende müstikast ja salapärasusest. Kuid teadlastel on veel ees palju avastusi, vihjeid planeedil Maa ja kaugemal aset leidvatele salapärastele nähtustele.
Teame ju kõik hästi, et ehete valmistamisel kasutatavate kivide väärtuse üks peamisi näitajaid on nende puhtus või läbipaistvus, aga ka heledus ja värvistabiilsus. Iidsetest aegadest on tänapäevani säilinud sellised väljendid nagu "teemandid". puhas vesi", "tuvivere rubiinid", "rukkilillesinised safiirid". Siiski on vääriskive, mille peamine esiletõst on võime avaldada ebatavalisi optilisi efekte. Mõned neist võivad muuta värvi olenevalt valgusallika lainepikkusest (aleksandriit), teiste pinnale ilmuvad mitmekiirelised "tähed", teised sädelevad nagu silmaiirised, teistes loovad väikesed vilgukivi kandmised kuldse tooni. -hõbedane “aventuriini” sära. Lisaks on ka selliseid looduslik fenomen sillerdumisena (opaalid, kuukivid jne), valguse murdumine mineraalide (astrofülliit, malahhiit, eudialüüt, tšaroiit) kristallilistel kasvupindadel, peegeldumine läbipaistva kvartsi sisemiste inklusioonide pindadelt (“juuksed”, mäekristall seritsiidiga ja kloriit) või kaltsedoon (hematiidihelbeid sisaldav tuliahhaat) ja palju muud. Isegi väikesed gaasi-vedeliku inklusioonide mullid, mis on kiht-kihilt paigutatud vulkaanilise obsidiaanklaasi, annavad sellele sillerdavad hallid juuksed.
Nüüd selgitatakse kõiki neid nähtusi mineraalide optiliste omaduste teaduse vaatenurgast. Siiski läbivalt pikkadeks aastateks Inimkond on sellistele kividele andnud arvukalt müstilisi omadusi just ebatavaliste valgusefektide tõttu. Seega pidid "silma" kivid kaitsma oma omanikke kurja silma eest, aventuriinid pidid tooma rikkust, "asteerikud" pidid pakkuma sidet teiste maailmadega ....
ALEKSANDRIIDI EFEKTI VÕI VÄRVIMUUTUSE EFEKT
Aleksandriidi efekt on mineraali nähtava värvuse muutumine sõltuvalt valgustuse olemusest. Sellise efektiga mineraalid näitavad loomulikus valguses ühte värvitooni ja sees hoopis teistsugust kunstlik valgus. Selle nähtuse kõige silmatorkavam esindaja on aleksandriit (teatud tüüpi krüsoberüül), mis muudab oma värvi kollakast, pruunikast, hallikast ja sinakasrohelisest (päevavalguses) oranžikaspunaseks, pruunikaspunaseks ja lillakaspunaseks (kunstvalguses). ). Mida suurem on värvimuutus (tagurpidi), seda väärtuslikum on kivi.
A.E. Fersmani Mineraloogiamuuseumis (Moskva) asub maailma suurim aleksandriidiplokk. See kaalub 5 kilogrammi ja koosneb 22 kristallist, mis on päeval tumerohelised ja õhtul erepunased. Suurimat lõigatud aleksandriidi kristalli, mis kaalub 66 karaati, hoitakse Washingtonis Smithsoniani Instituudis.
Sarnane toime on tuntud ka mõne korundi, spinelli, turmaliini, granaatide, küaniidi ja fluoriidi puhul.
|
|  |
|
| Foto: www.wiki.web.ru |
| Foto: www.wiki.web.ru |
ASTERISM VÕI TÄHEEFEKT
Asterism (nimi kreeka keelest aster - täht) ehk täheefekt, täheefekt - mõnele omane optiline nähtus vääriskivid. Täheefekt tekib tänu valguse peegeldumisele kivi sisemistest kandmistest. Kiirte arv ja suund sõltub inklusioonide tüübist, asukohast ja orientatsioonist.
Asterismi on kahte tüüpi:
. diasterism, tekib siis, kui valgus läbib kivi;
. epiasterism tekib siis, kui valgus peegeldub tagasi (valgusallikas asub otse poleeritud pinna kohal), sel juhul saab vaadelda vaid 12-kiirega tähte.
Kabošoni kujul töödeldud rubiine ja safiire iseloomustab 6-kiireline täht (peamiselt rutiili ja/või hematiidi nõelakujuliste lisandite tõttu), kuid ilmuda võib ka 12-kiireline täht.
Diopsiidi ja enstaadi kristallides on 4-kiirelise tähe ilmumise põhjuseks magnetiidi lisandid. Kuigi harva, leidub 4- ja 6-käelisi tähtgranaate. 6-kiirega tähte võib näha ka roosas kvartsis. Tähekujuline spinell on 6-kiirelise tähega ja palju harvem 4-kiirgusega. Selle asterismi põhjustavad rutiili, sillimaniidi ja muude mineraalide korrapäraselt orienteeritud lisandid. Kuid 6-kiirega tähekujulisi smaragde pole maailmas rohkem kui tosin.
Kahjuks on "tähekivide" populaarsus toonud kaasa tootmise hüppelise kasvu sünteetilised analoogid, peamiselt rubiinid ja safiirid. Sünteetilistes kivides on tähed väga heledad, kontrastsed, kiired on väga väljendunud ja selged. Kunstlikult loodud tähega kabošoniteks lõigatud looduslik korund levib järjest laiemalt.
 |  |
|
| |
||
"KASSISILMA" EFEKT
"Kassisilm" on optiline efekt heleda triibu välimusest, mis meenutab kassisilma ja tuleneb valguse peegeldumisest pisikestest lisanditest. Hele joon (triip) virvendab küljelt küljele ja hele sähvatus liigub järgides kivi liikumist. Seda optilist efekti saab kõige paremini jälgida poleeritud kabošonite puhul, kuid see on sageli nähtav isegi töötlemata laastudel või kivilõikel seda keerates.
Kui termin " kassi silm" kasutatakse ilma mineraali täpsustamata, see viitab mitmele krüsoberüülile, tuntud ka kui tsümofaan. Tsimofaani puhul on see efekt tingitud valguse peegeldumisest mikroskoopilistest õõneskanalitest ja aktinoliidi kõige peenemate kiulise nõelakujuliste kristallide lisamisest. ehk sillimaniit, mis on orienteeritud paralleelselt ühe kristallograafilise teljega.Esmakordselt kirjeldas tsümofaani Gayuy aastal 1798. Tsimofaani värvus ulatub meepruunist õunaroheliseni, kuid enim hinnatakse rikkalikke kuldseid värve.Parimad näited on leitud Sri Lankal ja Madagaskaril.
Mineraale, milles võib täheldada kassisilma efekti, on üsna palju. Need on turmaliin, apatiit, skapoliit, jade, diopsiid, tsirkoon ja teised. Kvarts moodustab sageli ka paralleelkiulisi agregaate pseudomorfe ja kvartsil ilmneb tugev kassisilma efekt (kvartsist kassisilm, tiigrisilm, kullisilm, härjasilm)
Suur hulk Müügil olevad kivid nimega "kassisilm" on klaasiimitatsioonid. Imitatsioonid võivad olla mis tahes suuruse ja värviga ning neil võivad olla väga eredad esiletõstmised. Tootmine asutati Hiinas spetsiaalsel kiudoptilisel klaasil koos värvainetega.
IRISTAMINE
Iriseerimine (ladina keelest "iris" - silma iiris), optiline efekt, mis ilmneb mõnes mineraalis sisemise vikerkaarevärvilise helenuna eredas valguses ühtlaselt killustunud kividel ja eriti pärast nende poleerimist. Seda efekti on kõige paremini näha hinnalises opaalis - opalestsents
.
Adularestsents
- erijuhtum sillerdav adularia puhul täheldatud sillerdus - tegelikult " kuukivi" Adularia on poolläbipaistev kuni läbipaistmatu kaaliumpäevakivi sort, mille laineline toon on valgetes ja sinistes toonides. Praegu müüakse kauplustes sageli kuukivi sildi all kuukivi imitatsioone, nende masstootmine on Indias ja Hiinas juba ammu välja kujunenud mati poolläbipaistva toonitud klaasi või plasti baasil. Iseloomulik erinevus looduslikest on spetsiifiliste peegelduste puudumine pöörlemise ajal, imitatsioon särab ühtlaselt iga nurga all.
Labradorestsents
- veel üks eriline sillerdamise juhtum, mida võib näha labradoriidis (päevakivi rühma mineraal) ja spektroliitis (kaunis sort Soome labradoriidist), vikerkaarevärvide mänguna kristallide nägudel ja lõhenemistasanditel.
 |  |  |
 |  |  |
| Foto: VO "Kivimaailm" fondidest |
||
ETTEVÕTLUS
Sädelemise optiline efekt, mis tekib valguse peegeldumisel plaaditaolistest kandmistest. Seda on täheldatud aventuriinis, mõnes päevakivis, harva berüllis ja mõnes teises mineraalis.
Aventuriini nimetatakse tavaliselt peeneteraliseks kvartsagregaadiks, millel on iseloomulik sära, mis muutub proovi poleeritud pinnal selgelt nähtavaks. Levinuimad on rohelised fuksiidivilgu lisanditega aventuriinid, samuti on punakaspruunid ja hallikaskollased aventuriinid, mille kuldne toon on põhjustatud väikeste hematiidi-, götiidi- või biotiitvilguhelveste lisanditest ning rohekashallid või valged seritsiidi lisanditega. vilgukivi. Aventuriinis olevad ketendavad lisandid on ühtlaselt hajutatud ja orienteeritud erineval määral üksteisega paralleelselt, mis loob ekspressiivse sära efekti. Aventuriin asendatakse sageli klaasiimitatsiooniga (aventuriinklaas), millel on laastude täiteaine. Säde on tavaliselt väga tugev, mis on ebatavaline loodusliku aventuriini puhul, mis tahes värvi, kuid kõige sagedamini sinise, rohelise ja pruuni puhul.
Suurim sarnasus alates looduslikud kivid Kvarts-aventuriin sisaldab feldspaatilist aventuriini, nn päikesekivi. Seda iseloomustavad sädelev kuldne toon ja oranžikaspunaste, erkkollaste või karmiinpunaste varjundite täpilised sädelused. Kui võrrelda visuaalselt päevakivi aventuriiniga, siis on kvarts-aventuriinil oluliselt väiksemad sädelevad helbed ja sillerdus ei oma iseloomulikku rasvast läiget.
Sarnast efekti täheldatakse helesinise ja roosa berülli puhul, mis on tingitud korrapäraselt orienteeritud hematiidi trombotsüütide olemasolust
Iidsetel aegadel hirmutasid ebausklikke inimesi miraažid, aurorad, salapärased helendavad tuled ja keravälk. Tänapäeval on teadlastel õnnestunud paljastada nende salapäraste nähtuste saladused ja mõista nende toimumise olemust.
Päikesevalguse peegeldumisega seotud nähtused
Igaüks on korduvalt näinud, kuidas pärast vihma või tormise veejoa lähedale ilmub taevasse värviline sild - vikerkaar. Vikerkaar võlgneb oma värvid päikesekiired ja õhus hõljuvad niiskuse tilgad. Kui valgus tabab veepiisa, tundub see jagunevat erinevateks värvideks. Enamasti peegeldab tilk valgust ainult üks kord, mõnikord aga kaks korda. Siis vilgub taevas kaks vikerkaart.
Paljud kõrberändurid on olnud tunnistajaks teisele atmosfääri nähtusele, miraažile. Keset kõrbe tekkis palmipuudega oaas, üle taeva liikus karavan või laev. See juhtub siis, kui kuum õhk tõuseb pinna kohal. Selle tihedus hakkab kasvama koos kõrgusega. Siis on kauge objekti kujutis näha selle tegeliku asukoha kohal.
Pakase ilmaga tekivad Päikese ja luupuse ümber väljendunud halorõngad. Need tekivad siis, kui valgust peegelduvad atmosfääris üsna kõrgel asuvad jääkristallid, näiteks rünkpilved. KOOS sees halo võib olla erksavärvilise ja punaka varjundiga. Jääkristallid peegeldavad mõnikord päikesevalgust nii veidralt, et taevasse ilmuvad muud illusioonid: kaks päikest, vertikaalsed valgussambad või päikesekaared. Päikese ja Kuu ümber tekivad mõnikord halod – kroonid. Kroonid näevad välja nagu mitmed üksteise sees pesastunud rõngad. Need esinevad altkuumul- ja altostratuspilvedes. Värviline kroon võib tekkida varjude ümber, näiteks lennuki poolt allolevatele pilvedele.
Elektriga seotud nähtused
Väikesed osakesed kosmosest langevad sageli ülemistesse kihtidesse. Nende kokkupõrke tõttu gaasi- ja tolmuosakestega ilmub aurora - taeva helk koos sähvatustega põhja- ja põhjapoolsetel laiuskraadidel. Lõunapoolkerad. Aurora kujud ja värvid on mitmekesised. Selle kestus võib ulatuda kümnetest minutitest mitme päevani.
Rünkpilvedes liikuvad piisad ja jääkristallid akumuleerivad elektrilaenguid. Nii tekib pilvede vahele või pilve ja maa vahele hiiglaslik säde – välk, millega kaasneb äike. Elektri kogunemine atmosfääri moodustab mõnikord kümnete sentimeetrite läbimõõduga helendava kuuli – see on keravälk. See liigub koos õhu liikumisega ja võib kokkupuutel plahvatada üksikud esemed, eriti metallist. Olles tunginud majja, liigub keravälk kiiresti läbi ruumi, jättes maha kõrbenud alad. Keravälk võib põhjustada tõsiseid põletushaavu ja surma. Selle nähtuse olemuse täpset seletust pole veel olemas.
Teine atmosfääri elektrilise kumaga seotud nähtus on Püha Elmo tuli. Seda helki võib täheldada äikesetormide korral kõrgetel tornitornidel, aga ka laevamastide ümbruses. See hirmutas ebausklikke meremehi, kes pidasid seda halvaks märgiks.
Lütseum Petru Movila
Kursuse töö füüsikas teemal:
Optilised atmosfäärinähtused
11A klassi õpilase töö
Bolubaš Irina
Chişinău 2006 –
Plaan:
1. Sissejuhatus
A) Mis on optika?
b) Optika tüübid
2. Maa atmosfäär kui optiline süsteem
3. Päikeseloojang
A) Taeva värvimuutus
b) Päikesekiired
V) Päikeseloojangute ainulaadsus
4. Vikerkaar
A) Vikerkaare haridus
b) Mitmesugused vikerkaared
5. Aurorad
A) Aurora tüübid
b) Päikesetuul kui aurora põhjustaja
6. Halo
A) Valgus ja jää
b) Prisma kristallid
7. Mirage
A) Alumise (“järve”) miraaži seletus
b)Ülemised miraažid
V) Topelt- ja kolmekordsed miraažid
G) Ultra Long Vision Mirage
d) Alpi legend
e) Ebausu paraad
8. Mõned optiliste nähtuste saladused
Sissejuhatus
Mis on optika?
Vanade teadlaste esimesed ettekujutused valgusest olid väga naiivsed. Usuti, et silmadest tekivad spetsiaalsed õhukesed kombitsad ja esemeid katsudes tekivad visuaalsed muljed. Sel ajal mõisteti optikat kui nägemisteadust. See on sõna "optika" täpne tähendus. Keskajal muutus optika nägemisteadusest järk-järgult valguseteaduseks. Sellele aitas kaasa objektiivide ja camera obscura leiutamine. IN moodsad ajad optika on füüsika haru, mis uurib valguse emissiooni ja selle levimist erinevad keskkonnad ja koostoime ainega. Mis puudutab nägemise, silma ehituse ja toimimisega seotud küsimusi, siis neist sai eriline teadusvaldkond, mida nimetatakse füsioloogiliseks optikaks.
Mõiste "optika" kaasaegne teadus, on mitmetahulise tähendusega. Nende hulka kuuluvad atmosfäärioptika, molekulaaroptika, elektronoptika, neutronoptika, mittelineaarne optika, holograafia, raadiooptika, pikosekundiline optika, adaptiivne optika ja paljud teised nähtused ja meetodid. teaduslikud uuringud, mis on tihedalt seotud optiliste nähtustega.
Enamik loetletud optikatüüpe, nt füüsiline nähtus, on meie vaatluseks saadaval ainult siis, kui kasutate spetsiaalseid tehnilised seadmed. Need võivad olla laserpaigaldised, röntgenkiirte kiirgajad, raadioteleskoobid, plasmageneraatorid ja paljud teised. Kuid kõige kättesaadavamad ja samal ajal värvikamad optilised nähtused on atmosfääri nähtused. Tohutu mastaabiga need on valguse ja maa atmosfääri koosmõju tulemus.
Maa atmosfäär kui optiline süsteem
Meie planeeti ümbritseb gaasiline kest, mida me nimetame atmosfääriks. Suurima tihedusega maapinna lähedal ja tõustes järk-järgult hõrenedes ulatub see enam kui saja kilomeetri paksuseks. Ja see ei ole homogeensete füüsikaliste andmetega külmutatud gaasiline keskkond. Vastupidi, Maa atmosfäär on pidevas liikumises. Mõju all erinevaid tegureid, selle kihid segunevad, muudavad tihedust, temperatuuri, läbipaistvust ja liiguvad erinevatel kiirustel pikki vahemaid.
Päikeselt või muudelt taevakehadelt tulevate valguskiirte puhul maa atmosfäär on pidevalt muutuvate parameetritega optiline süsteem. Nende teele sattudes peegeldab see osa valgusest, hajutab selle, läbib selle kogu atmosfääri paksusest, valgustades maapinda teatud tingimustel, lagundab selle komponentideks ja painutab kiirte liikumist, põhjustades seeläbi mitmesugused atmosfäärinähtused. Kõige ebatavalisemad värvilised on päikeseloojang, vikerkaar, virmalised, miraaž, päikese- ja kuuhalo.
Päikeseloojang
Kõige lihtsam ja ligipääsetavam atmosfäärinähtus, mida jälgida, on meie taevakeha – Päikese – päikeseloojang. Erakordselt värvikas, see ei kordu kunagi. Ja pilt taevast ja selle muutumisest päikeseloojangu ajal on nii ere, et äratab igas inimeses imetlust.
Horisondile lähenedes ei kaota Päike mitte ainult oma heledust, vaid hakkab järk-järgult muutma ka oma värvi - lühilaineosa (punased värvid) selle spektris on üha enam alla surutud. Samal ajal hakkab taevas värvima. Päikese läheduses omandab ta kollakaid ja oranže toone ning horisondi päikesevastase osa kohale ilmub nõrgalt väljendunud värvigammaga kahvatu triip.Juba tumepunase värvuse võtnud Päikese loojumise ajaks ulatub piki päikesehorisonti ere koidikutriip, mille värvus muutub alt ülespoole oranžikaskollasest rohekassiniseks. Selle peale levib ümmargune särav, peaaegu värvitu sära. Samal ajal hakkab vastashorisondi lähedal aeglaselt tõusma tuhm sinakashall Maa varju segment, mida ääristab roosa vöö. ("Veenuse vöö").
Kui Päike vajub sügavamale horisondi alla, häguneb kiiresti roosa laik- nn "lilla valgus", ulatudes suurim areng Päikese sügavusel horisondi all umbes 4-5 o. Pilved ja mäetipud on täidetud helepunaste ja purpursete toonidega ning kui pilved või kõrged mäed on horisondi all, nende varjud ulatuvad taeva päikeselise poole lähedale ja muutuvad rikkamaks. Juba silmapiiril muutub taevas tihedalt punaseks ja üle erksavärvilise taeva ulatuvad valguskiired silmapiirist horisonti selgelt eristuvate radiaalsete triipudena ("Buddha kiired"). Vahepeal läheneb Maa vari kiiresti taevale, selle piirjooned muutuvad uduseks ja roosa ääris on vaevumärgatav. 
Tasapisi lillakas valgus tuhmub, pilved tumenevad, nende siluetid paistavad selgelt hääbuva taeva taustal ja alles silmapiiril, kuhu Päike on kadunud, jääb särav mitmevärviline koidikulegment. Kuid see kahaneb ja tuhmub järk-järgult ning astronoomilise hämaruse alguseks muutub see rohekas-valkjaks kitsaks ribaks. Lõpuks kaob ka tema – öö saabub. Kirjeldatud pilti tuleks pidada ainult selge ilma jaoks tüüpiliseks. Tegelikkuses on päikeseloojangu voolu muster väga erinev. Suurenenud õhu hägususe korral on koiduvärvid tavaliselt tuhmunud, eriti horisondi lähedal, kus punaste ja oranžide toonide asemel ilmub mõnikord vaid nõrk pruun värv. Sageli arenevad samaaegsed koidunähtused taeva eri paigus erinevalt. Igal päikeseloojangul on ainulaadne isiksus ja seda tuleks pidada üheks nende kõige iseloomulikumaks jooneks.
Päikeseloojangu voolu äärmuslik individuaalsus ja sellega kaasnevate optiliste nähtuste mitmekesisus sõltuvad atmosfääri erinevatest optilistest omadustest – eelkõige selle sumbumise ja hajumise koefitsientidest, mis avalduvad erinevalt, olenevalt Päikese seniidi kaugusest, vaatluse suunast ja õhust. vaatleja kõrgus.
Vikerkaar
Vikerkaar on ilus taevanähtus, mis on alati inimeste tähelepanu köitnud. Varasematel aegadel, kui inimesed teadsid ümbritsevast maailmast veel vähe, peeti vikerkaart "taevamärgiks". Niisiis arvasid iidsed kreeklased, et vikerkaar oli jumalanna Irise naeratus. Vikerkaart vaadeldakse Päikesele vastassuunas, vihmapilvede või vihma taustal. Mitmevärviline kaar asub tavaliselt vaatlejast 1-2 km kaugusel ja mõnikord võib seda jälgida 2-3 m kaugusel purskkaevude või veepritsmete moodustatud veepiiskade taustal.
Vikerkaare keskpunkt paikneb Päikest ja vaatlejasilma ühendava sirge jätkul – antipäikesejoonel. Põhivikerkaare suuna ja päikesevastase joone vaheline nurk on 41º–42º
Päikesetõusu hetkel on päikesevastane punkt horisondi joonel ja vikerkaar on poolringi välimusega. Päikese tõustes liigub päikesevastane punkt horisondi alla ja vikerkaare suurus väheneb. See tähistab ainult osa ringist.
Sageli täheldatakse sekundaarset vikerkaart, mis on esimesega kontsentriline, nurgaraadiusega umbes 52º ja värvidega vastupidises suunas.
Peamine vikerkaar moodustub valguse peegeldumisel veepiiskades. Külgvikerkaar moodustub iga tilga sees valguse kahekordse peegelduse tulemusena. Sel juhul väljuvad valguskiired tilgast erineva nurga all kui need, mis tekitavad põhivikerkaare, ja teisese vikerkaare värvid on vastupidises järjekorras.
Kiirte tee veetilgas: a - ühe peegeldusega, b - kahe peegeldusega
Kui Päikese kõrgus on 41º, lakkab põhivikerkaar enam nähtav olema ja ainult osa külgvikerkaarest ulatub horisondi kohale ning kui Päikese kõrgus on üle 52º, pole ka külgvikerkaart näha. Seetõttu ei täheldata keskpäevastel laiuskraadidel seda loodusnähtust kunagi keskpäeval.
Vikerkaarel on seitse põhivärvi, mis sujuvalt ühelt teisele üle lähevad. Kaare tüüp, värvide heledus ja triipude laius sõltuvad veepiiskade suurusest ja nende arvust. Suured tilgad loovad kitsama vikerkaare, teravalt esiletungivate värvidega, väikesed tilgad loovad uduse, pleekinud ja ühtlase valge kaare. Seetõttu on suvel pärast äikest näha hele kitsas vikerkaar, mille ajal langevad suured piisad.