Рефракція
Рефракція - заломлення променів світла, що проявляється в уявному зміщенні віддалених предметів, а іноді в уявному зміненні їх форми.
Рефракція
Земна
Астрономічна (атмосферна)
Атмосферна рефракція (лат. геfrасtіо — заломлення) — заломлювання променів світла в атмосфері що приводить до певної зміни положення світила на небесній сфері.
Міражі
Ібн аль-Хайсам |
|
Завдяки рефракції тривалість денної частини доби збільшується.
Коли Сонце чи Місяць знаходяться над горизонтом, вони здаються круглими дисками, але перед заходом диски цих тіл сплющуються. Це відбувається через те, що нижній край дисків Сонця та Місяця рефракцією піднімаються вище, ніж верхній.
Унаслідок того, що атмосфера є середовищем оптично неоднорідним, промені світла поширюються в ній не прямолінійно, а по деякій кривій лінії. Таким чином, спостерігач бачить об'єкти не у напрямі їх дійсного положення, а уподовж дотичною до траєкторії світила в точці спостереження.
І. Ньютон, користуючись висновками І.Кеплера та Т.Браге розробив теорію рефракції.
Червоний колір Місяця при повному Місячному затемненні це теж прояви рефракції (подвійної)
Ефектна форма рефракції спостерігається в атмосфері планети Венери при проходженнях її перед сонячним диском, коли заломлені сонячні промені утворюють вогненний обідок довкола частини диска планети, що знаходиться поза Сонцем. Це явище вперше описане М. В. Ломоносовим в 1761.
Прісна вода
Насичений розчин солі
Густина прісної води менше ніж густина соленої. Промінь згинається донизу – у бік більш щільних шарів.
Атмосфера Землі прогрівається нерівномірно і тому на різних висотах густина повітря різна, тобто різні показники заломлення. Це іноді сприяє виникненню міражів.
Міражі
Верхні
Фата -моргана
Над далекого бачення
Нижні
Нижні міражі (озерні)
t₁
t₂
Світловий промінь завжди вигинається таким чином, що його траєкторія опуклістю спрямована у бік зменшення густини, а отже і зменшенню показника заломлення. Тому ми бачимо відображення неба на поверхні землі.
Верхні міражі
Утворення кратних міражів
Міражі над далекого бачення
У 1815 році жителі міста Вервьє (Бельгія) стали свідками незвичного явища. У небі вони побачили військо настільки чітко, що змогли розгледіти одежу артилеристів, навіть пушку із зламаним колесом. Пізніше стало відомо, що люди бачили бій при Ватерлоо, який відбувався на відстані 100 км.
Фата-моргана
Умови виникнення міражів
1. Плоска поверхня.
2. Великий простір для спостереження.
3. Сильно нагріта або, навпаки, охолоджена поверхня землі або води.
Міражі завжди виникають поблизу лінії горизонту або повисають над нею у повітрі.
Веселка – одне із самих чарівних явищ природи.
В давнину веселку вважали Божою передвісницею.
Це й не дивно, адже веселка з’являється раптово і таємничо зникає, розчиняючись у небокраї.
Веселка - різнобарвна дугоподібна смуга на небосхилі, яка утворюється внаслідок заломлення сонячних променів в дощових краплях.
Кольори веселки завжди упорядковані певним чином зверху до низу: червоний, померанчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий.
Найбільш яскрава смуга – червога. Кожен наступний колір більш блідий ніж попередній.
Фіолетовий майже зливається з небокраєм.
Рене Декарт та веселка
«По перше я взяв до відома, що веселка може з’являтися не тільки у небі, але й у повітрі поблизу нас кожного разу, коли в ньому знаходяться краплі води, освітлені сонцем. Це іноді можна спостерігати у фонтанах, це дало мені можливість зробити висновок, що вона (веселка) залежить від того, яким чином світлові проміні діють на ці краплі, а від них попадають до наших очей….»
Рене Декарт вперше пояснив чому веселка має форму дуги, але не зміг пояснити утворення колоьорів.
Ісаак Ньютон та веселка
Швидкість білого світла у вакуумі = 300000 км\с
У воді швидкість червоного світла 266880 км\с.
Швидкість фіолетового світла 221870 км\с.
Тобто, за один час різні кольори будуть проходити у краплі води різну
відстань. І тому ми маємо
можливість спостерігати
різнобарвну веселку.
Іноді на небосхилі ми маємо можливість бачити одночасно дві веселки. Другу веселку побачити важче, вона ледь помітна. Кольори у такій веселці перевернуті, тоб-то, спочатку спостерігається фіолетовий колір. Така веселка утворюється коли в середині краплі декілька разів відбувається відбивання світла.
З поверхні землі ми маємо можливість бачити тільки частину веселки – райдугу, а повністю це явище спостерігається з літака, або з космосу. Тоді ми побачимо, що райдуга – це коло!