- Які явища називають оптичними?
- 10 цікавих фактів про оптичні явища
- Оптичні явища у побуті: як створити
Нерідко ми стикаємося з незвичними природними явищами, які не можемо пояснити й надаємо їм навіть містичного значення. Наприклад, сонячне гало, міражі та інші оптичні ілюзії в природі. Однак, якими б загадковими атмосферні феномени не здавалися, усі вони мають наукове обґрунтування.
У цьому тексті ви дізнаєтесь про найцікавіші оптичні ефекти та причини їх появи, доведені фізичною наукою.
Які явища називають оптичними?
Оптичні явища – це будь-які події, що виникають внаслідок взаємодії світла і матерії. Всі оптичні ефекти збігаються з квантовими явищами. Такі ефекти часто обумовлені взаємодією світла Сонця чи Місяця з атмосферою, хмарами, водою, пилюкою та іншими частками.
Оптичні феномени є наслідком таких процесів, як поглинання і заломлення світла, інтерференції, дифракції, поляризації. Розглянемо ці терміни детальніше.
- Заломлення – зміна вектора світлового пучка, коли він проходить через межу поділу двох середовищ.
- Поглинання – зниження інтенсивності випромінювання в результаті його проходження крізь середовище та взаємодію з ним.
- Інтерференція – явище, за якого світлові хвилі підсилюють одна одну в одних ділянках, а в інших послаблюють.
- Дифракція – ефект, що виникає, коли хвилі змінюють напрям розповсюдження під час зіткнення з непрозорими перешкодами або отворами у непрозорому екрані. Це явище стосується не лише непрозорих об'єктів, але й малих отворів.
- Поляризація – феномен, за якого коливання частинок променя світла відбуваються в одній і тій же площині.
- Дисперсія – процес розкладання світла у спектр, що зумовлюється різними абсолютними показниками заломлення середовища, що залежать від різної швидкості поширення хвиль.
Вивчення оптичних явищ – надзвичайно цікавий розділ фізики, що вимагає спостереження та практичної залученості. Для цього може знадобитися як звичайний фотоапарат чи окуляри, так і лупа, мікроскоп, бінокль, телескоп чи проєкційний апарат.
В онлайн-школі BUKI School ви знайдете репетитора, який зможе ґрунтовно пояснити матеріал та навчити виконувати практичні завдання.
10 цікавих фактів про оптичні явища
У цьому розділі ми зібрали корисний пізнавальний матеріал, який може знадобитися у підготовці проєкту на тему «Оптичні явища в природі».
Веселка
Під час освітлення Сонцем великого скупчення крапель дощу або туману промені заломлюються та відбиваються краплями. Відбувається також дисперсія. Але Сонце має знаходитись вище, ніж 42 градуси над горизонтом. Це явище можна спостерігати й при світлі Місяця.
Туманна веселка
Ореол з туману, що утворюється за принципом формування звичайної веселки. Однак виникає в тумані, що утворений з дрібніших кристаликів води. У них під час заломлення не виникає колірного спектра.
Веселкові хмари
Хмари, що мають кольори веселки, забарвлюються так внаслідок заломлення сонячних променів, які падають на них під певним кутом. Палітра кольорів виникає внаслідок різної довжини променів.
Гало
Причина виникнення – заломлення світла через льодяні кристалики. Утворюється у вигляді кільця як навколо Сонця, так і навколо Місяця. Спостерігається переважно в перистих хмарах, що розташовані на висоті від 5 до 13 км.
Читайте також: Група крові та резус-фактор: що потрібно знати
Північне сяйво
Є наслідком взаємодії сонячного випромінювання і магнітного поля Землі. Останнє притягує заряджені частинки та спрямовує їх до земних полюсів. Останнім часом це оптичне явище можна спостерігати в Україні, що пов’язано з потужними геомагнітними бурями.
Світлові стовпи
Ефект виникає в період сходу чи заходу Сонця та має вигляд вертикальних пучків світла, що тягнуться від Сонця. Власне, це один з різновидів гала. Явище притаманне в основному холодним сезонам, оскільки світло заломлюється через крижані кристали.
Глорія
Ще один вид гала. Відображає на хмарах тіні об’єктів, що знаходяться на поверхні Землі або в атмосфері. Це явище може бачити лише одна людина, якщо вона дивиться на хмари прямо або нижче від себе, знаходячись прямо протилежно до джерела світла. Глорію можна побачити в горах.
Читайте також: Хімічні елементи: таблиця і класифікація
Брокенський привид
Ефект, коли спостерігач бачить власну об’ємну тінь на хмарі чи прошарку туману, що обернені до нього. При цьому Сонце має світити на спостерігача, який дивиться вниз з гори в туман. Окремі елементи тіні розташовані на різній відстані від ока споглядача.
Міраж
Доволі часті оптичні явища спостерігається в пустелях або інших регіонах зі спекотним кліматом. Людське око бачить несправжню картинку – від нечітких тіней до складних об’єктів fata morgana. Причиною є заломлення світлових променів, які проходять крізь шари повітря різної щільності.
Сутінки
Період часу між підняттям і повним сходом Сонця на світанку або між заходом Сонця і настанням темряви ввечері. Причина – дифракція світла на частинках в атмосфері. Розсіювання сонячних променів дозволяє спостерігати різноманітні кольори та відтінки.
Як можна відтворити деякі оптичні явища самостійно? Розгляньмо далі.
Оптичні явища у побуті: як створити
Дисперсію світла можна відтворити за допомогою нескладних дослідів у домашніх умовах.
Для першого варіанту досліду вам знадобиться CD-диск.
Для другого варіанту підійде дзеркало та посудина з водою.
За допомогою звичайних речей та оптичних приладів можна наочно побачити та пояснити оптичні явища в природі. Проте, щоб зрозуміти їх суть та проводити розрахунки із застосуванням формул, треба глибоко розуміти фізичну оптику. Репетитор з фізики – найкращий спосіб поглибити знання та перейти від теорії до практики.