Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • I Liceum Ogólnokształcące im. Adama Asnyka w Kaliszu • ID grupy: • 97/60_MF_G1 • Kompetencja: • Matematyka i fizyka • Temat projektowy: • Zjawiska optyczne w atmosferze • Semestr/rok szkolny: 2009/10

3. Zjawiska optyczne w atmosferze

4. Zjawiska optyczne w atmosferze • Wieniec • Zielony błysk • Halo • Zorza polarna • Widmo Brockenu • Tęcza • Iryzacja • Miraż pustynny • Słup słońca

5. Wieniec Jest to jedna lub kilka (rzadko więcej niż trzy) serii barw pierścieni o stosunkowo małym promieniu, otaczających bezpośrednio tarczę ciała niebieskiego (lub sztucznego źródła światła). W każdej serii pierścień wewnętrzny jest fioletowy lub niebieski, a pierścień zewnętrzny - czerwony; między nimi mogą występować inne barwy. Wieńce wywołane są ugięciem światła w znajdujących się przed tarczą Słońca lub Księżyca cienkich chmurach, zbudowanych z drobnych, jednorodnych kropelek wody, zazwyczaj są to chmury średnie kłębiaste.

6. wieniec

7. Zielony błysk • Jest to zjawisko optyczne, w którym górna krawędź zachodzącego bądź wschodzącego słońca przez moment błyszczy na zielono-niebiesko. • Zjawisko to polega na ugięciu światła w atmosferze. Atmosfera działa tu jak słaby pryzmat rozszczepiając światło na różne kolory, a własność ta jest największa w pobliżu horyzontu, gdyż światło pokonuje wówczas dużo grubszą warstwę atmosfery. • Górny skraj tak powstałego pozornego obrazu tarczy słonecznej jest zatem niebieski, podczas gdy dolny czerwony.

8. Występowanie i obserwacja zielonego błysku • Zielony błysk najczęściej widywany jest nad oceanem. Jednakże szczyty gór również są dobrym punktem obserwacyjnym, jeśli obserwator znajduje się powyżej warstwy inwersyjnej. • Podczas obserwacji zielonego błysku, często zdarza się, że większość tarczy słonecznej znajduje się już pod horyzontem - ponad nim widoczny jest tylko górny brzeg, zabarwiony na zielono.

9. Schemat powstawania zielonego błysku

10. Zielony błysk

11. Zielony błysk

12. Refrakcja atmosferyczna Na czym polega refrakcja atmosferyczna? Refrakcja atmosferyczna jest zniekształceniem promieni światła podczas przechodzenia do atmosfery. Powoduje pozorne podnoszenie się obserwowanych obiektów, zmniejszenie kąta zenitalnego. Zmiana ta jest proporcjonalna do wysokości nad horyzontem.

13. Halo Nazwą tą obejmujemy całą grupę skomplikowanych zjawisk optycznych w atmosferze, uwarunkowanych załamaniem i odbiciem światła w kryształach lodu, z których zwykle składają się górne warstwy chmur.

14. Schemat powstawania halo

15. Schemat załamania światłA W KRYSZTALE LODU

16. Efekt halo widziany na tle księżyca

17. Efekt halo widziany na tle słońca

18. Powstawanie zorzy polarnej • Zorza powstaje w wyniku oddziaływania wiatru słonecznego na magnetosferę Ziemi. Podczas rozbłysków Słońce emituje protony oraz elektrony. Cząstki te są w odchylane przez ziemskie pole magnetyczne i poruszają się wzdłuż linii pola magnetycznego łączących obydwa ziemskie bieguny magnetyczne powodując wzbudzenia atomów w obszarze polarnym, a skutkiem tego świecenie zorzowe. Zorza pojawia się jako barwne (białe, żółte, zielone, czerwone, niebieskie, fioletowe) smugi, wstęgi lub zasłony, falujące lub pulsujące na niebie.

19. Występowanie zorzy polarnej Zorze najlepiej obserwować około północy, chociaż są widoczne od świtu do zmierzchu. Lepiej obserwuje się je na czystym (wolnym od zanieczyszczeń i światła księżyca) niebie. • wokół biegunów magnetycznych Ziemi (dzięki czemu możemy obserwować je w północnej Kanadzie, USA i Europie, w okolicach północnego bieguna magnetycznego). • zorze mogą być widoczne także na obszarach położonych bardziej na południe, około 50 równoleżnika (Anglia, Niemcy, środkowe USA). • Bardzo rzadko spotykane są również w krajach śródziemnomorskich.

20. Zorza polarna

21. Zorza polarna

22. Widmo Brockenu Widmo Brockenu jest rzadkim zjawiskiem optycznym spotykanym jedynie w górach. Powstaje przy niskim położeniu Słońca nad horyzontem. Polega na tym, że obserwator, mając słońce za plecami, widzi swój cień na położonych przed nim lub pod nim chmurach zalegających w górskich dolinach. Cień jest pozornie powiększony i powtarza ruchy obserwatora w zwolnionym tempie, czasem jest do tego otoczony barwną glorią. Ciekawostką jest to, że jeśli ujrzy je grupa osób, każda zobaczy jedynie własny cień.

23. Widmo brockenu

24. Zjawisko cienia i zjawisko półcienia Zjawisko cienia występuje, gdy na drodze promieni świetlnych (rozchodzących się po linii prostej) umieści się przeszkodę, wtedy za przeszkodą tworzy się cień. • Zjawisko półcienia występuje kiedy mamy do czynienia z promieniami świetlnymi biegnącymi od dwóch (lub więcej) źródeł światła skierowanych ku przeszkodzie. Obok obszaru cienia powstaje także obszar półcienia.

25. Tęcza Jak powstaje? Tęcza powstaje wskutek załamania, rozszczepienia oraz całkowitego odbicia światła słonecznego w kroplach wody. • Załamanie promieni następuje podczas wchodzenia i wychodzenia promieni z kropli, w wyniku czego białe światło słoneczne ulega rozłożeniu na barwy widma. Odbite promienie dochodzą do oczu obserwatora. Ponieważ poszczególne krople są niemożliwe do odróżnienia, tęcza przybiera postać jednolitej wstęgi. Pojedyncze odbicie wytwarza tęczę główną, odbicie dwukrotne powoduje powstawanie tęczy wtórnej.

26. Bieg promieni w kropli (dla PROMIENIA czerwonego i fioletowego)

27. Czym jest tęcza? Tęcza to łuk świecący barwami widma o promieniu wynoszącym około 42 stopni, powstający, gdy stojące za obserwatorem Słońce oświetla chmurę deszczową. Wewnątrz łuku znajduje się barwa fioletowa a na zewnątrz czerwona. Niekiedy można zaobserwować drugą tęczę, tak zwana wtórną, o mniejszej jasności i promieniu zewnętrznym 51 stopni. W przypadku tęczy wtórnej, barwa fioletowa znajduje się na zewnątrz, zaś czerwona wewnątrz.

28. Bieg promieni od słońca do oka

29. Jak wygląda tęcza? • Tęczę może wywołać zamiast deszczu oświetlona przez Słońce fontanna lub wodospad. • Nasilenie barw tęczy zależy od wielkości kropel wody. Im większe krople wody, tym nasilenie barwy większe. W momencie wschodu Słońca punkt przeciwsłoneczny znajduje się na linii horyzontu i tęcza jest półokręgiem. W miarę wznoszenia się Słońca punkt ten przesuwa się za linię horyzontu i rozmiary tęczy zmniejszają się. Staje się ona tylko częścią półokręgu. Znajdując się wysoko, np. w samolocie, widzimy tęczę jako pełny okrąg z własnym cieniem pośrodku.

30. tęcza

31. tęcza

32. tęcza

33. Iryzacja • Nazwa iryzacja pochodzi od imienia greckiej bogini będącej personifikacją tęczy - Iris. • Iryzacja, jest to zjawisko podobne do powstawania korony. Jest to tęczowy układ barw obserwowany na chmurach średniowysokich, takich jak Altocumulus czy Altostratus. Odcienie na chmurach są najczęściej pastelowe, zielone i różowe. Barwy iryzacji są często błyszczące i przypominają barwy masy perłowej. Kolor danego fragmentu chmury zależy od rozmiaru tworzących ją kropel.

34. Występowanie obłoków iryzujących • Były one obserwowane głównie w: • Szkocji • Skandynawii • Ale również donoszono o ich pojawianiu się: • we Francji • na Alasce • Obłoki iryzujące obserwowane nad południową Norwegią występowały na wysokościach od 21 do 30 km. • Zjawisko to można obserwować stosunkowo często jednak na ogół by je zauważyć, trzeba patrzeć przez przyciemnione okulary.

35. Obłok iryzujący

36. Miraż pustynny Miraż pustynny (fatamorgana) polega na wytworzeniu podwójnych lub wielokrotnych obrazów będących odbiciem przedmiotu, który znajduje się na horyzoncie lub poza nim. Fatamorgana powstaje przez zakrzywienie promieni słonecznych w dolnych warstwach powietrza. W tym miejscu gęstość (temperatura) różni się od reszty powietrza. Jeżeli pozorny obraz przedmiotu widzimy powyżej, to jest to miraż górny, jeżeli poniżej – miraż dolny

37. Miraż górny

38. Miraż dolny

39. Słup Słoneczny • Słup słoneczny - zjawisko optyczne w atmosferze polegające na ukazaniu się kolumny świetlnej. Zjawisko powstaje w wyniku odbicia światła nisko położonego Słońca lub innego źródła światła na powierzchni uporządkowanych swobodnym opadaniem kryształów płatkowych lodu. • Jeśli powstanie to najłatwiej jest go zaobserwować tuż przed wschodem Słońca lub tuż po jego zachodzie. Przybiera wtedy formę świetlnej kolumny, na ogół zabarwionej czerwonawo, przemieszczającej się wraz z ruchem Słońca pod horyzontem.

40. Schemat powstawania słupa słonecznego

41. Słup słoneczny

42. Źródła • Zdjęcia na slajdach: 6, 10, 11, 16, 17, 20, 21, 23, 35, 41 są z Wikipedii. • http://www.chmury.pl/zjawiska/ • http://gwiazdozbiory.eulersoft.com.pl/dod_ZjawiskaSwietlne.html • http://fatcat.ftj.agh.edu.pl/~sajanna/zjawiska_optyczne_w_przyrodzie.htm • http://www.eszkola.pl/czytaj/zjawiska_optyczne/3113 • http://www.atoptics.co.uk/ • http://www.weatherscapes.com/gallery.php?cat=optics • http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/opt/home.rxml • http://efiz.pl/zalam/zalam.html • http://www.fizykon.org/optyka/optyka_geometryczna_wprowadzenie.htm • http://www.gwarki.com/wyprawy_item.php?Id=71&Pg=227

43. Prezentację przygotowali: Aleksandra Szczepańska Ewa Telążka Justyna Tomczyk Adam Szewczyk Tadeusz Witkowski Magdalena Żuberek • Jakub Bartczak • Joanna Chojnacka • Anna Kaleta • Natalia Mocek • Ewa Nowacka • Karolina Skraburska