Durante mucho tiempo, espejismos, figuras parpadeantes en el aire, gente alarmada y aterrorizada. Hoy en día, los científicos han revelado muchos secretos de la naturaleza, incluidos los fenómenos ópticos. No les sorprenden los misterios naturales, cuya esencia se ha estudiado durante mucho tiempo. Hoy en día, en la escuela secundaria, los fenómenos ópticos se enseñan en física en el octavo grado, para que cualquier estudiante pueda comprender su naturaleza.
Conceptos básicos
Los científicos de la antigüedad creían que el ojo humano ve al sentir objetos con los tentáculos más delgados. La óptica en ese momento era el estudio de la visión.
En la Edad Media, la óptica estudiaba la luz y su esencia.
Hoy en día, la óptica es una parte de la física que estudia la propagación de la luz a través de varios medios y su interacción con otras sustancias. Todas las cuestiones relacionadas con la visión son estudiadas por la óptica fisiológica.
Los fenómenos ópticos son manifestaciones de diversas acciones realizadas por rayos de luz. Son estudiados por óptica atmosférica.
Procesos inusuales en la atmósfera
El planeta Tierra está rodeado por una capa gaseosa llamada atmósfera. Su espesor es de cientos de kilómetros. Más cerca de la Tierra, la atmósfera es más densa, en la direcciónhacia arriba es escasa. Las propiedades físicas de la capa atmosférica cambian constantemente, las capas se mezclan. Cambia las temperaturas. Densidad, cambio de transparencia.
Los rayos de luz van desde el Sol y otros cuerpos celestes hacia la Tierra. Atraviesan la atmósfera terrestre, que les sirve de sistema óptico específico, cambiando sus características. Los rayos de luz se reflejan, se dispersan, atraviesan la atmósfera, iluminan la tierra. Bajo ciertas condiciones, la trayectoria de los rayos se desvía, por lo que ocurren varios fenómenos. Los físicos consideran los fenómenos ópticos más originales:
- sol puesta de sol;
- aparición del arcoíris;
- luces del norte;
- espejismo;
- halo.
Echemos un vistazo más de cerca.
Halo alrededor del Sol
La misma palabra "halo" en griego significa "círculo". ¿Qué fenómeno óptico subyace?
Halo es el proceso de refracción y reflexión de rayos que ocurre en cristales de nubes en lo alto de la atmósfera. El fenómeno parece rayos luminosos cerca del Sol, limitados por un intervalo oscuro. Los halos suelen formarse antes de los ciclones y pueden ser sus precursores.
Las gotas de agua se congelan en el aire y toman la forma prismática correcta con seis lados. Todo el mundo está familiarizado con los carámbanos que aparecen en las capas atmosféricas inferiores. En la parte superior, tales agujas de hielo caen libremente en dirección vertical. Los témpanos de hielo cristalino están girando, descendiendo al suelo, mientras tienen una disposición paralela a lo largorelación con la tierra. Una persona dirige la visión a través de cristales, que actúan como lentes y refractan la luz.
Otros prismas son planos o parecen estrellas con seis rayos. Los rayos de luz que caen sobre los cristales pueden no sufrir refracción ni experimentar otros procesos. Rara vez sucede que todos los procesos sean claramente visibles, generalmente una u otra parte del fenómeno aparece más claramente, mientras que otras están mal representadas.
Un pequeño halo es un círculo alrededor del sol con un radio de unos 22 grados. El color del círculo es rojizo desde el interior, luego se convierte en amarillo, blanco y se mezcla con el azul del cielo. La zona interior del círculo es oscura. Se forma como resultado de la refracción de la luz en agujas de hielo que vuelan por el aire. Los rayos en los prismas se desvían en un ángulo de 22 grados, por lo que los que han pasado a través de los cristales le parecen al observador desviados 22 grados. Por lo tanto, el interior parece oscuro.
El color rojo se refracta menos, mostrando la menor desviación del sol. El siguiente es amarillo. Los otros rayos se mezclan y aparecen blancos.
Hay un halo de 46 grados alrededor del halo de 22 grados. Su región interna también es rojiza porque la luz se refracta en agujas de hielo que están a 90 grados frente al sol.
También se conoce el halo de 90 grados, brilla tenuemente, casi no tiene color o es de color rojo por fuera. Los científicos aún no han estudiado completamente esta variedad.
Halo alrededor de la Lunay otras especies
Este fenómeno óptico se ve a menudo cuando hay nubes ligeras y muchos témpanos de hielo cristalino en miniatura en el cielo. Cada uno de estos cristales es una especie de prisma. Básicamente, su forma es de hexágonos alargados. La luz entra en la región cristalina frontal y, al salir por la parte opuesta, se refracta 22 grados.
En invierno, se puede ver un halo en el aire frío cerca de las farolas. Aparece a la luz de una linterna.
También se puede formar un halo alrededor del Sol en el aire helado y nevado. Los copos de nieve están en el aire, la luz pasa a través de las nubes. En la puesta de sol de la tarde, esta luz se vuelve roja. En siglos pasados, las personas supersticiosas se horrorizaban ante tales fenómenos.
El halo puede parecer un círculo con los colores del arcoíris alrededor del Sol. Aparece si hay muchos cristales de seis caras en la atmósfera, pero no reflejan, sino que refractan los rayos del sol. La mayoría de los rayos se dispersan y no llegan a nuestros ojos. El resto de los rayos llegan al ojo humano y notamos un círculo iridiscente alrededor del Sol. Su radio es de aproximadamente 22 grados o 46 grados.
Falso Sol
Los científicos han notado que el círculo del halo siempre es más brillante en los lados. Esto se explica por el hecho de que los halos verticales y horizontales se encuentran aquí. Pueden aparecer falsos soles en sus intersecciones. Esto sucede especialmente a menudo cuando el Sol está cerca del horizonte, momento en el que ya no podemos ver parte del círculo vertical.
El falso sol es también un fenómeno óptico, una especie de halo. Aparece debido acristales de hielo con seis caras, en forma de clavos. Dichos cristales flotan en la atmósfera en dirección vertical, la luz se refracta en sus caras laterales.
También se puede formar un tercer "sol" si solo la parte de la superficie del círculo del halo es visible sobre el sol verdadero. Puede ser un segmento de un arco o un punto luminoso de forma incomprensible. A veces, los soles falsos son tan brillantes que no se pueden distinguir del Sol real.
Arcoiris
Este es un fenómeno óptico atmosférico en forma de un círculo incompleto con diferentes colores.
Las religiones de la antigüedad consideraban el arcoíris como un puente del cielo a la tierra. Aristóteles creía que el arco iris aparece debido al reflejo de las gotas de luz solar. ¿Qué fenómeno óptico puede complacer a una persona tanto como un arcoíris?
En el siglo XVII, Descartes estudió la naturaleza del arcoíris. Más tarde, Newton experimentó con la luz y complementó la teoría de Descartes, pero no pudo comprender la formación de varios arco iris, la ausencia de tonos de color individuales en ellos.
La teoría completa del arco iris fue presentada en el siglo XIX por un astrónomo de Inglaterra, D. Erie. Fue él quien logró revelar todos los procesos del arcoíris. La teoría que desarrolló todavía se acepta hoy.
Un arcoíris aparece cuando la luz del sol incide sobre una cortina de agua de lluvia en la región del cielo opuesta al sol. El centro del arco iris se encuentra en un punto en el lado más alejado del Sol, es decir, no es visible para el ojo humano. El arco del arco iris es la parte del círculo alrededor de este punto central.
Los colores del arcoíris se colocan en un orden determinado. Él es constante. El rojo está en el borde superior, el morado está en la parte inferior. Entre ellos, los colores van en un arreglo estricto. El arcoíris no contiene todos los colores existentes. El predominio del verde indica la transición a un clima favorable.
Aurora boreal
Este es un resplandor en las capas magnéticas superiores de la atmósfera debido a la influencia mutua de los átomos y elementos del viento solar. Las auroras suelen ser verdes o azules con toques de rosa y rojo. Pueden tener forma de cinta o de mancha. Sus ráfagas suelen ir acompañadas de sonidos ruidosos.
Espejismo
Los simples engaños de los espejismos son familiares para cualquier persona. Por ejemplo, al conducir sobre asf alto caliente, aparece un espejismo como una superficie de agua. Esto no sorprende a nadie. ¿Qué fenómeno óptico explica la aparición de los espejismos? Detengámonos en este tema con más detalle.
El espejismo es un fenómeno físico óptico en la atmósfera, como resultado del cual el ojo ve objetos que están ocultos a la vista en condiciones normales. Esto se debe a la refracción del haz de luz a medida que fluye a través de las capas de aire. Los objetos que se encuentran a una distancia considerable pueden subir o bajar en relación con su ubicación real, o pueden distorsionarse y adoptar formas extrañas.
Fantasma de Broken
Es un fenómeno en el que, al atardecer o al amanecer, la sombra de una persona que se encuentra en una elevación adquiere proporciones incomprensibles, ya que cae sobre las nubes que se encuentran cercanas. esto se explicareflexión y refracción de los rayos de luz por las gotas de agua en condiciones de niebla. El fenómeno recibió su nombre de una de las alturas de las montañas alemanas Harz.
Fuego de San Telmo
Estos son pinceles luminosos de color azul o púrpura en los mástiles de los barcos marítimos. Las luces pueden aparecer en alturas montañosas, en edificios de altura impresionante. Este fenómeno se produce por descargas eléctricas en los extremos de los conductores debido a que aumenta la tensión eléctrica.
Estos son los fenómenos ópticos considerados en las lecciones de 8º grado. Hablemos de dispositivos ópticos.
Diseños en óptica
Los dispositivos ópticos son dispositivos que convierten la radiación de luz. Por lo general, estos dispositivos funcionan con luz visible.
Todos los dispositivos ópticos se pueden dividir en dos tipos:
- Dispositivos en los que se obtiene la imagen en pantalla. Estas son cámaras, cámaras de cine, dispositivos de proyección.
- Dispositivos que interactúan con el ojo humano, pero no forman imágenes en la pantalla. Esta es una lupa, microscopio, telescopios. Estos dispositivos se consideran visuales.
Una cámara es un dispositivo opto-mecánico que se utiliza para obtener imágenes de un objeto en una película. El diseño de la cámara incluye una cámara y lentes que forman la lente. La lente crea una imagen en miniatura invertida del objeto que se captura en la película. Esto se debe a la acción de la luz.
La imagen es inicialmente invisible, pero gracias a la solución de revelado, se vuelve visible. Esta imagen se llamanegativo, en él los lugares claros se ven oscuros, y viceversa. Haga un positivo del negativo en papel fotosensible. Usando una ampliadora de fotos, la imagen se amplía.
Una lupa es una lente o un sistema de lentes diseñado para ampliar objetos mientras los mira. La lupa se coloca al lado del ojo, se selecciona la distancia desde la que se ve claramente el objeto. El uso de una lupa se basa en aumentar el ángulo de visión desde el que se ve el objeto.
Para obtener más aumentos angulares, use un microscopio. En este dispositivo, la ampliación de los objetos se produce gracias al sistema óptico, que consta de una lente y un ocular. Primero, el ángulo de visión aumenta con la lente, luego con el ocular.
Entonces, hemos considerado los principales fenómenos y dispositivos ópticos, sus variedades y características.
