Материал к уроку физики "Световые явления природы"

Явления, связанные с излучением, отражением, 

поглощением, преломлением света, 

называются световыми. 

Раздел физики, изучающий световые явления, называется оптикой. Кратко можно сказать, что оптика – наука о свете!

Значение света в нашей жизни сложно переоценить. От него зависит вся человеческая деятельность от начальных периодов до наших дней. Для световых потоков находящаяся в постоянном движении атмосфера Земли – это своеобразная оптическая система, в которой постоянно меняются параметры.

Слои газовой оболочки нашей планеты перемешиваются, меняя свою плотность, прозрачность, в них отражается часть света, освещая земную поверхность. В определенных случаях ход лучей искривляется, создавая самые удивительные и красочные явления в атмосфере. Некоторые из них встречаются очень часто, а другие недостаточно известны людям.

Нашему глазу доступны не все физические явления. Световые картины звездного шлейфа, например, можно обнаружить только при помощи камеры с большой выдержкой, которая запечатлевает, как звезды оставляют в небе уникальные следы при вращении земли вокруг оси. Поэтому часто применяются специальные оптические устройства. Удивительными по красоте и доступными для наблюдения являются природные атмосферные явления, являющиеся взаимодействием игры света и газовой оболочки нашей планеты.

Чаще всего они возникают из-за рассеивания лучей, их преломления и дифракции, когда они огибают границы непрозрачных тел.

Световые  явления  природы

Нина Ордовская

Световые явления природы...
Сколько их, несравненных чудес!
То зависят они от погоды,
То спускаются прямо с небес.

Не забудешь блеск капелек росных
И цвет радуги после грозы,
Солнца блики в лугах сенокосных
И песчаных пустынь миражи.

Миражи - это мнимое чудо,
Отражение озер или рек...
По пустыне идут туда люди,
Но воды растворяется след.

Звезд бесчисленных в небе мерцание
Привлекает мечтательный взгляд.
Как волшебной красы ожидание,
В тишине над землею горят.

Световую дорожку на плесе
Подарила сегодня луна.
Отражение солнца доносит
До планеты не только она.

Самые яркие и самые красивые явления природы,

с которыми  человек знакомится в своей жизни – это световые явления. Чтобы убедиться в этом, вспомним пестрые блики солнечных  зайчиков, радужную окраску мыльных пузырей, удивительный лазурный цвет неба, неповторимые краски на восходе и закате Солнца, цвета радуги на небе голубом!

В природе много естественных световых явлений. Они возникают в космосе, атмосфере планеты. Свет излучают и отражают даже живые организмы.

·           Солнечный закат – при приближении светила к горизонту яркость солнца снижается, атмосфера интенсивнее поглощает и рассеивает коротковолновую составляющую спектра. Небо меняет цвет на желтовато-оранжевый, близкий к красному. Перед закатом небо становится градиентом, окраска которого изменяется от оранжево-жёлтой до зелёной с оттенками голубого.

·           Радуга – красочное световое явление, образующееся на противоположной солнцу стороне относительно наблюдателя во время дождя или дождевых туч. Выглядит как разноцветная дуга, полукруг, состоящий из семи плавно перетекающих один в другой цветов. Образуется благодаря явлениям отражения и преломления солнечных лучей каплями влаги.

·           Разнообразие полярных сияний – испускание света верхними слоями атмосферы под действием солнечного ветра.

·           Гало – образование свечения (ореола, нимба) вокруг источника света в виде кольца, дуги либо так называемой «алмазной пыли». Вызывается кристаллами льда в тропосфере. Различают десятки разнообразных гало.

·           Мираж – преломление световых лучей на границе сред с разной плотностью, температурой. Рядом с реальным объектом образуется его искажённое отражение.

Самые потрясающие световые явления

на небе, которые можно наблюдать

невооруженным глазом. 

1. Полярное сияние.
2. Световые столбы.
3. Туманная радуга.
4. Паргелий.
5. Солнечная корона.
6. Зеленый луч.
7. Космические медузы.
8. Солнечное гало.
9. Лунное гало.
10. Зодиакальный свет.

11. Перевернутая радуга.

Полярное сияние, северное сияние (Aurora Borealis), южное сияние (Aurora Australis), аврора (Aurora), устар. «па́зори» — свечение (люминесценция) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра. В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызваны низкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу через северный и южный полярные каспы.

Светово́й (или со́лнечный) столб — визуальное атмосферное явление, оптический эффект, который представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся вверх от Солнца во время его заката или восхода (ночью наблюдаются также столбы от Луны, ярких планет или от наземных источников света). Явление вызывается отражением света на почти горизонтальных плоских гранях шестиугольных плоских либо столбовидных ледяных кристаллов, взвешенных в воздухе.

Тума́нная ра́дуга (бе́лая ра́дуга, тума́нная дуга́) — радуга, представляющая собой широкую блестящую белую дугу, обусловленную преломлением и рассеянием света в очень мелких капельках воды.

Туманная радуга - радуга, представляющая собой широкую блестящую белую дугу, обусловленную преломлением и рассеянием света в очень мелких капельках воды.

Она появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из капелек радиусом около или меньше 25 мкм.

Внутренняя сторона белой радуги может быть немного окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя - в оранжевый. Иногда белой радугой неверно называют лунную радугу.

Белая радуга образуется в результате рассеяния света на каплях воды, существенно меньших, чем те, что присутствуют в воздухе при образовании обычной радуги. Исчезновение цветов при этом вызывается дифракцией света, влияние которой возрастает при уменьшении размеров капель.

Паргелий или солнце с ушами — один из видов гало, выглядит как светлое радужное пятно на уровне Солнца. Возникает вследствие преломления солнечного света в анизотропно ориентированных кристалликах льда, парящих в атмосфере. Аналогичное явление возникает и около луны (парселена). Паргелический круг — белый, светлый (иногда местами радужный) круг, огибающий все небо параллельно горизонту на высоте солнца. Название обусловлено тем, что все паргелии располагаются на этом кругу.

Солнечная корона – одно из самых красивых астрономических явлений, наблюдаемых с Земли. Она становится видна только во время полных солнечных затмений. Когда Солнце постепенно исчезает «в пасти дракона» (точнее, в тени Луны) и гаснет его последний луч, появляется «бриллиантовое кольцо», а затем вспыхивает жемчужное сияние солнечной короны.

Зелёный луч — оптическое явление, вспышка зелёного света в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом (обычно морским) или появления его из-за горизонта.

Зелёный луч принято считать редким оптическим явлением: продолжающимся от 1-2 секунд до 5 минут, проявляющимся в виде вспышки зелёного, реже синего света в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом (обычно морским), или при появлении его из-за горизонта.

Космические медузы — связанный с запуском космических ракет атмосферный феномен. Объясняется отражением света от выхлопных газов ракеты, частично рассеявшихся в атмосфере в период перед рассветом или после заката. Наблюдение возможно в период, когда Солнце ещё/уже не освещает поверхность Земли, но его лучи попадают на конденсационный след от ракеты, расположенный на большой высоте.

Гало́ (от др.-греч. ἅλως «круг, диск»);

также а́ура, нимб, орео́л — группа атмосферных оптических явлений,

характеризуемая возникновением вторичного свечения вокруг источника света, как правило, имеющее форму круга, кольца, дуги, светового столба или «алмазной пыли». 

Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны,

иногда вокруг других мощных источников света,

таких как уличные огни.

Лунное гало — это атмосферное оптическое явление

в виде ореола, возникающего из-за вторичного свечения вокруг источника света.

Причиной появления гало являются кристаллы льда в перистых облаках, которые преломляют и отражают лунный свет.

Вид гало зависит от размера кристаллов, самым редким является эллиптический.

Зодиакальный свет (также называемый ложным рассветом перед восходом солнца) - слабое, рассеянное и примерно треугольное

белое свечение, которое видно в ночном небе и, по-видимому, простирается от Солнца вдоль зодиака, оседлав эклиптику. Солнечный свет, рассеянный межпланетной пылью, вызывает это явление.

Перевёрнутая радуга - это очень редкое явление. Считается, что в отличие от традиционной радуги, перевернутая радуга появляется на чистом небосводе, без дождевых туч. Лучи солнца должны освещать под определенным углом тонкую, похожую на дымку завесу облаков на высоте 7 — 8 тысяч метров. На этой высоте перистые облака состоят из крошечных кристаллов льда. И когда выпуклые облака из ледяных кристаллов попадают под солнечные лучи — свет отражается в атмосферу, а людям удается увидеть красочное явление.