ما هي أمثلة الظواهر البصرية. الظواهر البصرية في الطبيعة
في المدرسة يدرس الموضوع " الظواهر البصريةفي الغلاف الجوي ، الصف السادس. ومع ذلك ، فهي لا تهم فقط عقل الطفل الفضولي. الظواهر البصرية في الغلاف الجوي ، من ناحية ، تجمع بين قوس قزح ، والتغير في لون السماء أثناء شروق الشمس وغروبها ، التي يراها الجميع أكثر من مرة. من ناحية أخرى ، فهي تشمل سرابًا غامضًا ، وأقمارًا وشمسًا كاذبة ، وهالات مثيرة للإعجاب كانت تخيف الناس في الماضي. لا تزال آلية تشكيل بعضها غير واضحة حتى نهاية اليوم ، ومع ذلك المبدأ العام، وفقًا للظواهر البصرية في الطبيعة "حية" ، تمت دراسة الفيزياء الحديثة جيدًا.
قذيفة الهواء
الغلاف الجوي للأرض عبارة عن غلاف يتكون من مزيج من الغازات ويمتد لحوالي 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر. تتغير كثافة طبقة الهواء مع بعد المسافة من الأرض: أعلى قيمة لها تكون على سطح الكوكب ، مع انخفاض ارتفاعها. لا يمكن تسمية الغلاف الجوي بتشكيل ثابت. طبقات الغلاف الغازي تتحرك وتختلط باستمرار. تتغير خصائصها: درجة الحرارة ، الكثافة ، سرعة الحركة ، الشفافية. كل هذه الفروق الدقيقة تؤثر على اندفاع أشعة الشمس إلى سطح الكوكب.
النظام البصري
تساهم العمليات التي تحدث في الغلاف الجوي ، وكذلك تكوينه ، في امتصاص وانكسار وانعكاس أشعة الضوء. يصل بعضها إلى الهدف - سطح الأرض ، والآخر مبعثر أو أعيد توجيهه مرة أخرى إلى الفضاء الخارجي. نتيجة لانحناء الضوء وانعكاسه ، وانحلال جزء من الأشعة إلى طيف ، وما إلى ذلك ، تتشكل ظواهر بصرية مختلفة في الغلاف الجوي.
فيديوهات ذات علاقة
البصريات الجوية
في الوقت الذي كان فيه العلم في مهده ، شرح الناس الظواهر البصرية بناءً على الأفكار السائدة حول بنية الكون. ربط قوس قزح العالم البشري بالعالم الإلهي ، وشهد ظهور شمسين مزيفين في السماء على اقتراب الكوارث. اليوم ، تلقت معظم الظواهر التي أخافت أسلافنا البعيدين تفسيرًا علميًا. تشارك البصريات الجوية في دراسة هذه الظواهر. يصف هذا العلم الظواهر البصرية في الغلاف الجوي بناءً على قوانين الفيزياء. إنها قادرة على شرح سبب ظهور السماء باللون الأزرق أثناء النهار ، ولكن يتغير لونها أثناء غروب الشمس والفجر ، وكيف يتشكل قوس قزح ومن أين تأتي السراب. تتيح العديد من الدراسات والتجارب اليوم فهم الظواهر البصرية في الطبيعة مثل ظهور الصلبان المضيئة ، Fata Morgana ، الهالات القزحية.
السماء الزرقاء
لون السماء مألوف لدرجة أننا نادرا ما نتساءل عن سبب ذلك. ومع ذلك ، يعرف الفيزيائيون الإجابة جيدًا. أثبت نيوتن أنه في ظل ظروف معينة يمكن أن يتحلل شعاع الضوء إلى طيف. عند المرور عبر الغلاف الجوي ، يكون الجزء المقابل للون الأزرق مبعثرًا بشكل أفضل. القسم الأحمر للإشعاع المرئي يتميز بطول موجي أطول وهو أدنى من البنفسجي من حيث درجة التشتت بمقدار 16 مرة.
في الوقت نفسه ، لا نرى السماء أرجوانية بل زرقاء. يكمن السبب في ذلك في خصائص بنية شبكية العين ونسبة أجزاء من الطيف في ضوء الشمس. عيوننا أكثر حساسية للأزرق ، والجزء البنفسجي من طيف النجم أقل كثافة من اللون الأزرق.
غروب الشمس القرمزي
عندما اكتشف الناس ماهية الغلاف الجوي ، لم تعد الظواهر البصرية بالنسبة لهم دليلًا أو نذيرًا لأحداث مروعة. لكن منهج علميلا يتعارض مع الحصول على المتعة الجمالية من غروب الشمس الملون وشروق الشمس اللطيف. أحمر و ألوان برتقاليةجنبا إلى جنب مع الوردي والأزرق ، فإنها تفسح المجال تدريجيا لظلام الليل أو ضوء الصباح. من المستحيل ملاحظة شروق الشمس أو غروبها. والسبب في ذلك يكمن في نفس التنقل طبقات الغلاف الجويوتغير الأحوال الجوية.
أثناء غروب الشمس وشروقها ، تسافر أشعة الشمس مسارًا أطول إلى السطح مقارنة بالنهار. نتيجة لذلك ، ينتشر البنفسجي والأزرق والأخضر على الجانبين ، ويتحول الضوء المباشر إلى الأحمر والبرتقالي. تساهم السحب أو الغبار أو جزيئات الجليد المعلقة في الهواء في صورة غروب الشمس والفجر. ينكسر الضوء أثناء مروره من خلالها ، ويلون السماء بمجموعة متنوعة من الظلال. في الجزء المقابل للشمس من الأفق ، يمكن للمرء أن يلاحظ في كثير من الأحيان ما يسمى حزام الزهرة - وهو شريط وردي يفصل بين سماء الليل المظلمة وسماء النهار الزرقاء. تظهر الظاهرة البصرية الجميلة ، التي سميت على اسم إلهة الحب الرومانية ، قبل الفجر وبعد غروب الشمس. 
جسر قوس قزح
ربما لا توجد ظواهر ضوئية أخرى في الغلاف الجوي تثير الكثير من المؤامرات الأسطورية والصور الخيالية مثل تلك المرتبطة بقوس قزح. القوس أو الدائرة المكونة من سبعة ألوان معروفة للجميع منذ الطفولة. ظاهرة جميلة في الغلاف الجوي تحدث أثناء المطر ، عندما تمر أشعة الشمس عبر القطرات ، تبهر حتى أولئك الذين درسوا طبيعتها بدقة.
ولا يخفى على أحد فيزياء قوس قزح اليوم. ينكسر ضوء الشمس ، الذي ينكسر بقطرات من المطر أو الضباب. نتيجة لذلك ، يرى المراقب سبعة ألوان من الطيف ، من الأحمر إلى البنفسجي. من المستحيل تحديد الحدود بينهما. تمتزج الألوان بسلاسة مع بعضها البعض من خلال عدة ظلال.
عند مراقبة قوس قزح ، تكون الشمس دائمًا خلف ظهر الشخص. يقع مركز ابتسامة إيريدا (كما أطلق الإغريق القدماء على قوس قزح) على خط يمر عبر المراقب وضوء النهار. يظهر قوس قزح عادة على شكل نصف دائرة. يعتمد حجمها وشكلها على موضع الشمس والنقطة التي يقع عندها الراصد. كلما ارتفع النجم فوق الأفق ، انخفضت دائرة المظهر المحتمل لقوس قزح. عندما تمر الشمس 42 درجة فوق الأفق ، لا يستطيع الراصد على سطح الأرض رؤية قوس قزح. كلما ارتفع مستوى سطح البحر للشخص الذي يريد أن يعجب بابتسامة إيريدا ، زادت احتمالية أنه لن يرى قوسًا ، بل دائرة.
قوس قزح مزدوج وضيق وواسع
في كثير من الأحيان ، جنبًا إلى جنب مع الرئيسي ، يمكنك رؤية ما يسمى بقوس قزح الثانوي. إذا تم تشكيل الأول نتيجة انعكاس واحد للضوء ، فإن الثاني هو نتيجة انعكاس مزدوج. بالإضافة إلى ذلك ، يتميز قوس قزح الرئيسي بترتيب معين من الألوان: اللون الأحمر موجود في الخارج ، والأرجواني في الداخل ، وهو أقرب إلى سطح الأرض. "الجسر" الجانبي هو الطيف المعكوس بالتسلسل: البنفسجي في الأعلى. يحدث هذا لأن الأشعة تخرج من زوايا مختلفة أثناء انعكاس مزدوج من قطرة مطر.
يختلف قوس قزح في شدة اللون وعرضه. تظهر الأضواء والأكثر سطوعًا بعد عاصفة رعدية صيفية. القطرات الكبيرة ، المميزة لمثل هذا المطر ، تؤدي إلى ظهور قوس قزح مرئي للغاية بألوان مميزة. تعطي القطرات الصغيرة قوس قزح أكثر ضبابية وأقل وضوحًا.
الظواهر البصرية في الغلاف الجوي: الشفق القطبي
الشفق القطبي من أجمل الظواهر البصرية في الغلاف الجوي. إنها مميزة لجميع الكواكب ذات الغلاف المغناطيسي. على الأرض ، يُلاحظ الشفق القطبي عند خطوط العرض العالية في نصفي الكرة الأرضية ، في المناطق المحيطة بالأقطاب المغناطيسية للكوكب. في أغلب الأحيان يمكنك رؤية وهج أخضر أو أزرق مخضر ، تكمله أحيانًا ومضات من الأحمر والوردي على طول الحواف. يتشكل الشفق القطبي الشديد على شكل شرائط أو طيات من القماش ، ويتحول إلى بقع عندما يتلاشى. تبرز الخطوط التي يبلغ ارتفاعها عدة مئات من الكيلومترات بشكل جيد على طول الحافة السفلية مقابل السماء المظلمة. يتم فقد الحد الأعلى للشفق القطبي في السماء.
هذه الظواهر البصرية الجميلة في الغلاف الجوي لا تزال تحجب أسرارها عن الناس: آلية حدوث أنواع معينة من اللمعان ، سبب الطقطقة التي تحدث أثناء الومضات الحادة ، لم يتم دراستها بشكل كامل. ومع ذلك ، فإن الصورة العامة لتشكيل الشفق معروفة اليوم. تم تزيين السماء فوق القطبين الشمالي والجنوبي بتوهج وردي مخضر حيث تصطدم الجسيمات المشحونة من الرياح الشمسية بالذرات الموجودة في الغلاف الجوي العلوي للأرض. هذا الأخير ، نتيجة للتفاعل ، يتلقى طاقة إضافية وينبعث منها في شكل ضوء.
هالو
غالبًا ما تظهر الشمس والقمر أمامنا محاطين بوهج يشبه الهالة. هذه الهالة عبارة عن حلقة مرئية للغاية حول مصدر الضوء. في الغلاف الجوي ، غالبًا ما يتشكل بسبب أصغر جزيئات الجليد التي تشكل السحب الرقيقة فوق الأرض. اعتمادًا على شكل وحجم البلورات ، تتغير خصائص الظاهرة. غالبًا ما تأخذ الهالة شكل دائرة قوس قزح نتيجة تحلل شعاع الضوء إلى طيف. 
يسمى الاختلاف المثير للاهتمام للظاهرة parhelion. نتيجة لانكسار الضوء في بلورات الجليد على مستوى الشمس ، تتشكل بقعتان ساطعتان تشبهان نجم ضوء النهار. في السجلات التاريخيةيمكنك العثور على أوصاف لهذه الظاهرة. في الماضي ، كان يُنظر إليه في كثير من الأحيان على نذير أحداث هائلة.
سراب
تعتبر السراب أيضًا ظواهر بصرية في الغلاف الجوي. تنشأ نتيجة لانكسار الضوء عند الحدود بين طبقات الهواء التي تختلف اختلافًا كبيرًا في الكثافة. يصف الأدب العديد من الحالات عندما رأى مسافر في الصحراء واحات أو حتى مدنًا وقلاعًا لا يمكن أن تكون قريبة. غالبًا ما تكون هذه سرابًا "أقل". تظهر على سطح مستو (صحراوي ، أسفلت) وتمثل صورة منعكسة للسماء ، والتي تبدو للمراقب أنها خزان.
ما يسمى بالسراب المتفوق أقل شيوعًا. تتشكل على الأسطح الباردة. السراب المتفوق مستقيمة ومقلوبة ، وأحيانًا تجمع بين كلا الموضعين. أشهر ممثل لهذه الظواهر البصرية هو فاتا مورجانا. هذا سراب معقد يجمع عدة أنواع من الانعكاسات في وقت واحد. تظهر الأشياء الواقعية أمام المراقب ، تنعكس وتختلط بشكل متكرر. 
كهرباء الغلاف الجوي
غالبًا ما يتم ذكر الظواهر الكهربائية والبصرية في الغلاف الجوي معًا ، على الرغم من اختلاف أسبابها. يرتبط استقطاب السحب وتكوين البرق بالعمليات التي تحدث في طبقة التروبوسفير والأيونوسفير. عادة ما تتشكل التفريغات الشرارة العملاقة أثناء عاصفة رعدية. يحدث البرق داخل السحب ويمكن أن يضرب الأرض. هم خطر على حياة الإنسان ، وهذا أحد الأسباب مصلحة علميةلمثل هذه الأحداث. لا تزال بعض خصائص البرق لغزا للباحثين. اليوم ، سبب البرق الكروي غير معروف. كما هو الحال مع بعض جوانب نظرية الشفق القطبي والسراب ، تستمر الظواهر الكهربائية في إثارة اهتمام العلماء.
أصبحت الظواهر البصرية في الغلاف الجوي ، الموصوفة بإيجاز في المقالة ، مفهومة أكثر فأكثر بالنسبة للفيزيائيين كل يوم. في الوقت نفسه ، مثل البرق ، لا يتوقفون أبدًا عن إبهار الناس بجمالهم وغموضهم وعظمتهم في بعض الأحيان.
فرجوفا ليلى
غالبًا ما نلاحظ ظواهر لا يمكن تفسيرها في السماء. يكشف هذا العمل عن جوهر الظاهرة التي تحدث في الغلاف الجوي للأرض.
تحميل:
معاينة:
مذكرة تفاهم "مدرسة Peschanovskaya الثانوية"
السادس المؤتمر العلمي والعملي الإقليمي
الظواهر البصرية في الغلاف الجوي
6 فئة مذكرة التفاهم"مدرسة Peschanovskaya الثانوية"
مشرف:
ماكوفتشوك تاتيانا جيناديفنا
مدرس الفيزياء
S. ساندي
2010
مقدمة 3
الغلاف الجوي للأرض كنظام بصري 4
أنواع الظواهر البصرية 5
الخلاصة 12
الأدب 13
الملحق 14
مقدمة
الغرض من هذا العمل هو النظر في الظواهر الجوية البصرية وطبيعتها الفيزيائية. أكثر الظواهر البصرية الملونة التي يمكن الوصول إليها وفي نفس الوقت هي الغلاف الجوي. ضخمة في الحجم ، فهي نتاج تفاعل الضوء والغلاف الجوي للأرض.
في 31 ديسمبر ، عشية رأس السنة الجديدة ، يمكن ملاحظة ظاهرة غير عادية في الجزء الجنوبي من السماء ، وليس عالياً فوق الأفق. يوجد في الوسط قرص الشمس وعلى الجانبين قرصان آخران ، وفوقهما يوجد إشعاع قوس قزح. كان مشهدًا جميلًا جدًا ورائعًا. أصبح من المثير للاهتمام على الفور ما هو عليه ، وكيف يتشكل ، ولماذا وما هي الظواهر الأخرى التي يمكن أن تحدث في الغلاف الجوي؟ شكلت هذه الظاهرة الجوية غير العادية أساس عملي.
الغلاف الجوي للأرض كنظام بصري
كوكبنا محاط بقذيفة غازية نسميها الغلاف الجوي. تمتلك أكبر كثافة على سطح الأرض وتتخلخ تدريجياً مع ارتفاعها ، ويصل سمكها إلى أكثر من مائة كيلومتر. وهذا ليس وسيط غاز متجمد ببيانات فيزيائية متجانسة. على العكس من ذلك ، فإن الغلاف الجوي للأرض في حالة حركة مستمرة. تحت النفوذ عوامل مختلفةتختلط طبقاتها وتتغير الكثافة ودرجة الحرارة والشفافية وتتحرك مسافات طويلة بسرعات مختلفة.
بالنسبة لأشعة الضوء القادمة من الشمس أو الأجرام السماوية الأخرى ، فإن الغلاف الجوي للأرض هو نوع ما النظام البصريمع الإعدادات المتغيرة باستمرار. كونه في طريقهم ، فإنه يعكس جزءًا من الضوء ، وينثره ، ويمرره عبر سماكة الغلاف الجوي بأكملها ، مما يوفر إضاءة لسطح الأرض ، في ظل ظروف معينة ، ويحللها إلى مكونات وينحني مسار الأشعة ، مما يتسبب في ظواهر جوية مختلفة. أكثر الألوان غرابة منها هي غروب الشمس ، وأقواس قزح ، والأضواء الشمالية ، والسراب ، والهالات الشمسية والقمرية ، وأكثر من ذلك بكثير.
أنواع الظواهر البصرية
هناك أنواع عديدة من الظواهر البصرية. دعونا نتناول بعضًا منهم.
هالو
(من اليونانيةχαλοσ - "دائرة" ، "قرص" ؛ ايضاهالة هالة halo) هي ظاهرة انكسار وانعكاس الضوء في بلورات الجليد لسحب الطبقة العليا. إنها دوائر فاتحة أو قوس قزح حول الشمس أو القمر ، مفصولة عن النجم بفجوة مظلمة. غالبًا ما تُلاحظ الهالات أمام الأعاصير ، وبالتالي يمكن أن تكون علامة على نهجها. في بعض الأحيان يمكن أيضًا ملاحظة الهالات القمرية.
تظهر بلورات الثلج في الهواء عندما تتجمد قطرات الماء ، وعادة ما تتخذ واحدة من ثلاثة أشكال سداسية الجوانب. مناشير منتظمة(الشكل 1 أ): المنشورات التي يكون فيها الطول كبيرًا جدًا مقارنةً بمقطعها العرضي ؛ هذه هي إبر الجليد المعروفة ، في أيام الشتاء الباردة ، تحوم في كتل في الطبقات الدنيا من الغلاف الجوي.
أ ب ج.
(رسم بياني 1)
تقع هذه الإبر بحرية في الهواء ، وتقع عموديًا مع محورها الطويل. تتجه مستويات هذه البلورات ، التي تدور ، وتنخفض تدريجياً إلى الأرض ، بشكل موازٍ للسطح في معظم الأوقات. عند شروق الشمس أو غروبها ، يمكن لخط رؤية المراقب أن يمر عبر هذا المستوى بالذات ، ويمكن أن تؤدي كل بلورة مثل العدسة المصغرة التي تنكسر ضوء الشمس.
في نوع آخر من المنشور ، يكون الارتفاع صغيرًا جدًا مقارنةً بالمقطع العرضي ؛ ثم يتم الحصول على لوحات مسطحة سداسية الجوانب (الشكل 1 ب). في بعض الأحيان ، أخيرًا ، تأخذ بلورات الجليد شكل المنشور ، مقطعه العرضي عبارة عن نجمة سداسية الشعاع (الشكل 1 ج). عند السقوط على بلورات الجليد ، يمكن لشعاع الضوء ، اعتمادًا على نوع البلورة وموضعها بالنسبة للشعاع ، إما أن يمر عبرها مباشرة دون انكسار ، أو يجب أن تخضع الأشعة ليس فقط لانكسار فيها ، ولكن أيضًا سطر كاملمجموع الانعكاسات الداخلية. في الواقع ، بالطبع ، من النادر جدًا ملاحظة ظاهرة ، تكون جميع أجزائها ساطعة بنفس القدر ومرئية بشكل واضح: عادةً ما يتم تطوير جزء أو جزء آخر منها بشكل أكثر إشراقًا وأكثر تميزًا ، أما البقية فهي إما تتم ملاحظتها بشكل ضعيف جدًا ، أو حتى الغائب.
الدائرة العادية أو الهالة الصغيرة هي دائرة لامعة تحيط بالنار ، نصف قطرها حوالي 22 درجة. لونه ضارب إلى الحمرة من الداخل ، ثم اللون الأصفر مرئي بشكل خافت ، ثم يتحول اللون إلى الأبيض ثم يندمج تدريجياً مع درجة اللون المزرق العامة للسماء.مساحةداخل الدائرة يبدو مظلمًا نسبيًا ؛ يتم تحديد الحد الداخلي للدائرة بشكل حاد. تتكون هذه الدائرة من انكسار الضوء في إبر الجليد ، والتي يتم حملها في أوضاع مختلفة في الهواء. الزاوية الأقل انحرافًا للأشعة في منشور جليدي هي 22 درجة تقريبًا ، بحيث يجب أن تظهر جميع الأشعة التي تمر عبر البلورات للمراقب على الأقل 22 درجة انحرافًا عن مصدر الضوء ؛ ومن هنا يأتي ظلام الفضاء الداخلي. اللون الأحمر ، باعتباره الأقل انكسارًا ، سيظهر أيضًا أقل انحرافًا عن اللمعان ؛ يليه اللون الأصفر ؛ بقية الأشعة ، التي تختلط مع بعضها البعض ، ستعطي الانطباع لون أبيض. أقل شيوعًا هو وجود هالة نصف قطرها الزاوي 46 درجة ، وتقع بشكل متركز حول هالة 22 درجة. كما أن جانبه الداخلي له لون ضارب إلى الحمرة. والسبب في ذلك هو أيضًا انكسار الضوء الذي يحدث في هذه الحالة في إبر الجليد التي تواجه النجم بزاوية 90 درجة ؛ عادة ما تكون هذه الدائرة أكثر شحوبًا من الدائرة الصغيرة ، لكن الألوان فيها تكون أكثر حدة. عرض الحلقة لهذه الهالة يتجاوز 2.5 درجة. تميل الهالتان بزاوية 46 درجة و 22 درجة إلى أن تكون أكثر سطوعًا في الجزء العلوي و الأجزاء السفليةخواتم. الهالة النادرة بزاوية 90 درجة عبارة عن حلقة مضيئة بشكل خافت وعديمة اللون تقريبًا ولها مركز مشترك مع الهالتين الأخريين. إذا كانت ملونة ، فلها لون أحمر على السطح الخارجي للحلقة. لم يتم توضيح آلية أصل هذا النوع من الهالة بشكل كامل.
يمكنك في كثير من الأحيان مراقبة الهالة القمرية.هذا مشهد شائع إلى حد ما ويحدث إذا كانت السماء مغطاة بسحب رفيعة عالية بملايين من بلورات الجليد الصغيرة. تعمل كل بلورة جليدية كمنشور مصغر. معظم البلورات في شكل سداسي ممدود. يدخل الضوء من خلال سطح أمامي واحد من هذه البلورة ويخرج عبر السطح المقابل بزاوية انكسار 22º .
عند مشاهدة مصابيح الشوارع في الشتاء ، يمكنك رؤية الهالة المتولدة من ضوءها ، في ظل ظروف معينة ، بالطبع ، في الهواء البارد المشبع ببلورات الثلج أو رقاقات الثلج. بالمناسبة ، يمكن أن تظهر أيضًا هالة من الشمس على شكل عمود ساطع كبير أثناء تساقط الثلوج. هناك أيام في فصل الشتاء يبدو فيها أن رقاقات الثلج تطفو في الهواء ، وينكسر ضوء الشمس بعناد عبر السحب السائبة. على خلفية فجر المساء ، يبدو هذا العمود أحيانًا ضارب إلى الحمرة - مثل انعكاس لحريق بعيد. في الماضي ، مثل هذه الظاهرة غير المؤذية تمامًا ، كما نرى ، أرعبت المؤمنين بالخرافات.
يستطيع لرؤية مثل هذه الهالة: حلقة لامعة ذات لون قزحي حول الشمس. تحدث هذه الدائرة الرأسية عندما يكون هناك العديد من بلورات الجليد السداسية في الغلاف الجوي ، والتي لا تعكس أشعة الشمس ، ولكنها تنكسر مثل المنشور الزجاجي. في هذه الحالة ، معظم الأشعة ، بالطبع ، مبعثرة ولا تصل إلى أعيننا. لكن جزءًا منها ، بعد أن مر عبر هذه المناشير في الهواء وانكسر ، يصل إلينا ، لذلك نرى دائرة قوس قزح حول الشمس. نصف قطرها حوالي اثنين وعشرين درجة. في بعض الأحيان أكثر - عند ست وأربعين درجة.
من الملاحظ أن دائرة الهالة تكون دائمًا أكثر إشراقًا على الجانبين. هذا لأن هالتين تتقاطعان هنا - عموديًا وأفقيًا. وغالبًا ما تتشكل الشموس الزائفة عند التقاطع. تتشكل أفضل الظروف لظهور شموس زائفة عندما لا تكون الشمس عالية فوق الأفق ويكون جزء من الدائرة العمودية غير مرئي لنا.
ما نوع البلورات التي تدخل في هذا "الأداء"؟
تم إعطاء الإجابة على السؤال من خلال تجارب خاصة. اتضح أن الشموس الزائفة تظهر بسبب بلورات ثلجية سداسية الشكل تشبه ... الأظافر. إنها تطفو عموديًا في الهواء ، مما ينكسر الضوء بوجوهها الجانبية.
تظهر "الشمس" الثالثة عندما يظهر جزء علوي واحد فقط من دائرة الهالة فوق الشمس الحقيقية. في بعض الأحيان يكون جزء من قوس ، وأحيانًا يكون بقعة مضيئة ذات شكل غير محدد. في بعض الأحيان ، لا تكون الشمس الزائفة أدنى من سطوع الشمس نفسها. كتب المؤرخون القدامى الذين يراقبونهم عن ثلاث شموس وعن رؤوس نارية مقطوعة وما إلى ذلك.
فيما يتعلق بهذه الظاهرة ، تم تسجيل حقيقة غريبة في تاريخ البشرية. في عام 1551 ، حاصرت مدينة ماغدبورغ الألمانية من قبل قوات الملك الإسباني تشارلز الخامس. صمد المدافعون عن المدينة ، واستمر الحصار لأكثر من عام. أخيرًا ، أعطى الملك الغاضب الأمر بالاستعداد لهجوم حاسم. ولكن بعد ذلك حدث شيء غير مسبوق: قبل ساعات قليلة من الهجوم ، أشرق ثلاث شموس فوق المدينة المحاصرة. قرر الملك الخائف بشدة أن السماء تحمي ماغدبورغ وأمر برفع الحصار.
قوس المطر - هذه ظاهرة بصرية تحدث في الغلاف الجوي ولها شكل قوس متعدد الألوان في السماء.
في الأفكار الدينية لشعوب العصور القديمة ، كان دور الجسر بين الأرض والسماء يعزى إلى قوس قزح. في الأساطير اليونانية الرومانية ، حتى إلهة قوس قزح الخاصة ، إيريدا ، معروفة. يعتقد العلماء اليونانيون Anaximenes و Anaxagoras أن قوس قزح يتكون من انعكاس الشمس في سحابة مظلمة. عرض أرسطو أفكارًا حول قوس قزح في قسم خاص من الأرصاد الجوية. كان يعتقد أن قوس قزح يحدث بسبب انعكاس الضوء ، ولكن ليس فقط من السحابة بأكملها ، ولكن من قطراتها.
في عام 1637 ، قدم الفيلسوف والعالم الفرنسي الشهير ديكارت نظرية رياضية لقوس قزح تستند إلى انكسار الضوء. بعد ذلك ، استكمل نيوتن هذه النظرية على أساس تجاربه حول تحلل الضوء إلى ألوان باستخدام المنشور. لم تستطع نظرية ديكارت ، التي استكملها نيوتن ، تفسير الوجود المتزامن للعديد من أقواس قزح ، وعرضها المختلف ، والغياب الإجباري لألوان معينة في نطاقات الألوان ، وتأثير حجم السحابة الذي ينخفض على مظهر خارجيالظواهر. تم تقديم النظرية الدقيقة لقوس قزح بناءً على مفاهيم حيود الضوء في عام 1836 من قبل عالم الفلك الإنجليزي د. إيري. بالنظر إلى حجاب المطر على أنه هيكل مكاني يوفر حدوث الانعراج ، أوضح إيري جميع ميزات قوس قزح. احتفظت نظريته بأهميتها بالكامل لعصرنا.
قوس قزح هو ظاهرة بصرية تحدث في الغلاف الجوي ولها شكل قوس متعدد الألوان على قبو السماء. ويلاحظ في تلك الحالات عندما تضيء أشعة الشمس ستارة المطر الموجودة على الجانب الآخر من السماء من الشمس. يقع مركز قوس قزح في اتجاه خط مستقيم يمر عبر القرص الشمسي (حتى لو كان مخفيًا عن الملاحظة بواسطة السحب) وعين المراقب ، أي. في نقطة مقابل الشمس. قوس قوس قزح هو جزء من دائرة محددة حول هذه النقطة بنصف قطر 42 درجة 30 بوصة (بالقياس الزاوي).
ترتيب الألوان في قوس قزح مثير للاهتمام. إنه دائمًا ثابت. يقع اللون الأحمر لقوس قزح الرئيسي على الحافة العلوية ، الأرجواني - على الحافة السفلية. بين هذه الألوان المتطرفة ، تتبع الألوان المتبقية بعضها البعض بنفس التسلسل كما في الطيف الشمسي. من حيث المبدأ ، لا يحتوي قوس قزح أبدًا على كل ألوان الطيف. غالبًا ما تكون الألوان الزرقاء والأزرق الداكن والألوان الحمراء النقية المشبعة غائبة أو يتم التعبير عنها بشكل ضعيف. مع زيادة حجم قطرات المطر ، تضيق نطاقات ألوان قوس قزح ، وتصبح الألوان نفسها أكثر تشبعًا. عادة ما تشير غلبة الدرجات الخضراء في الظاهرة إلى انتقال لاحق إلى الطقس الجيد. الصورة العامة لألوان قوس قزح ضبابية ، حيث تتكون من مصدر ضوء ممتد.
مع التكاثر الاصطناعي للظاهرة في المختبر ، كان من الممكن الحصول على ما يصل إلى 19 قوس قزح. يمكن ملاحظة أقواس قزح إضافية فوق الخزان ، وتقع بشكل غير مركّز بالنسبة لبعضها البعض. بالنسبة لأحدهما ، مصدر الضوء هو الشمس ، والآخر - انعكاسه من سطح الماء. في ظل هذه الظروف ، يمكن أيضًا العثور على أقواس قزح "المقلوبة". في الليل ، تحت ضوء القمر والطقس الضبابي في الجبال وعلى شواطئ البحار ، يمكنك مشاهدة قوس قزح أبيض. يمكن أن يحدث هذا النوع من قوس قزح أيضًا عند تعرض ضوء الشمس للضباب. له مظهر قوس أبيض لامع ، من الخارج مطلي باللون الأصفر والأصفر ألوان برتقالية حمراءومن الداخل - باللون الأزرق البنفسجي. لوحظ قوس قزح ليس فقط على حجاب المطر. على نطاق أصغر ، يمكن رؤيته على قطرات الماء بالقرب من الشلالات والنوافير وفي الأمواج. في الوقت نفسه ، ليس فقط الشمس والقمر ، ولكن أيضًا كشاف ضوئي يمكن أن يعمل كمصدر للضوء.
الشفق القطبية - توهج (تألق) الغلاف الجوي العلوي لكوكب به غلاف مغناطيسي بسبب تفاعله مع الجسيمات المشحونة للرياح الشمسية. في معظم الحالات ، يكون الشفق القطبي أخضر أو أزرق مخضر اللون ، مع وجود بقع أو حدود عرضية من اللون الوردي أو الأحمر. لوحظ الشفق القطبي في شكلين رئيسيين - في شكل شرائط وفي شكل بقع تشبه السحابة. غالبًا ما تكون الومضات الشديدة من التألق مصحوبة بأصوات تشبه الضوضاء والطقطقة. تسبب الشفق القطبي تغيرات قوية في طبقة الأيونوسفير ، والتي بدورها تؤثر على ظروف الراديو. في معظم الحالات ، تتدهور الاتصالات اللاسلكية بشكل كبير. يوجد تداخل قوي وأحيانًا فقد كامل للاستقبال.
ميراج - لقد رأى أي منا الأبسط. على سبيل المثال ، عند القيادة على طريق ممهد دافئ ، يبدو الأمر وكأنه سطح مائي. وهذا لم يفاجئ أحدًا لفترة طويلة ، لأن السراب ليس أكثر من ظاهرة بصرية في الغلاف الجوي ، بسبب ظهور صور الأشياء في منطقة الرؤية ، والتي تكون مخفية عن الملاحظة في ظل الظروف العادية. يحدث هذا بسبب انكسار الضوء عند مروره عبر طبقات من الهواء ذات كثافات مختلفة. في هذه الحالة ، قد يتم رفع أو خفض الأجسام البعيدة بالنسبة إلى موضعها الفعلي ، وقد يتم أيضًا تشويهها والحصول على أشكال غير منتظمة ورائعة.
أشباح بروكين - في بعض مناطق الكرة الأرضية ، عندما يسقط ظل مراقب على تل عند شروق الشمس أو غروبها خلفه على سحب تقع على مسافة قصيرة ، يظهر تأثير مذهل: يكتسب الظل أبعادًا هائلة. ويرجع ذلك إلى انعكاس الضوء وانكساره بواسطة أصغر قطرات الماء في الضباب. سميت الظاهرة الموصوفة على اسم ذروة جبال هارتس في ألمانيا.
حريق سانت إلمو- فرش باللون الأزرق الفاتح أو الأرجواني الفاتح من 30 سم إلى 1 متر أو أكثر ، وعادة ما تكون على قمم الصواري أو نهايات ساحات السفن في البحر. يبدو أحيانًا أن تزوير السفينة بالكامل مغطى بالفوسفور واللمعان. تظهر حرائق إلمو أحيانًا على قمم الجبال ، وكذلك على الأبراج والأركان الحادة للمباني الشاهقة. هذه الظاهرة هي التفريغ الكهربائي بالفرشاة في نهايات الموصلات الكهربائية ، عندما تزداد شدة المجال الكهربائي بشكل كبير في الغلاف الجوي المحيط بها.
استنتاج
اهتمت الطبيعة الفيزيائية للضوء بالناس منذ زمن سحيق. لكن قبل أن يتم تأسيسها نظرة حديثةحول طبيعة الضوء ، وقد وجد شعاع الضوء تطبيقه في حياة الإنسان ، تم تحديد العديد من الظواهر الضوئية التي تحدث في كل مكان في الغلاف الجوي للأرض ، من قوس قزح المعروف إلى السراب المعقد والدوري ، ووصفها وإثباتها علميًا و أكد تجريبيا. ولكن ، على الرغم من ذلك ، فإن لعبة الضوء الغريبة تجذب دائمًا ولا تزال تجذب الشخص. لا تأمل هالة الشتاء ، ولا غروب الشمس الساطع ، ولا شريط نصف السماء الواسع من الأضواء الشمالية ، ولا المسار المتواضع المضاء بضوء القمر على سطح الماء يترك أي شخص غير مبال. شعاع الضوء ، الذي يمر عبر الغلاف الجوي لكوكبنا ، لا يضيئه فحسب ، بل يمنحه أيضًا مظهرًا فريدًا ، مما يجعله جميلًا.
بالطبع ، تحدث ظواهر بصرية أكثر بكثير في الغلاف الجوي لكوكبنا ، والتي تمت مناقشتها في هذا العمل. من بينها ، على حد سواء معروفة لنا وحلها العلماء ، وأولئك الذين لا يزالون ينتظرون مكتشفوهم. ولا يسعنا إلا أن نأمل ، بمرور الوقت ، أن نشهد المزيد والمزيد من الاكتشافات الجديدة في مجال الظواهر الجوية البصرية ، مما يشير إلى تعدد استخدامات حزمة الضوء العادية.
المؤلفات
Bludov M.I. "Conversations on Physics، Part II" - M.: Education، 1985
بولات في إل "الظواهر البصرية في الطبيعة" - م: التربية ، 1974
غيرشينزون إي إم ، مالوف إن ، منصوروف إيه. دورة في الفيزياء العامة- م: التنوير ، 1988
كوروليف ف. - دورة الفيزياء م. التنوير 1988
مياكيشيف ج. Bukhovtsev B.B. "الفيزياء 10 - م: التربية ، 1987
تاراسوف ل. "الفيزياء في الطبيعة" - م: التربية ، 1988
تاراسوف ل. "الفيزياء في الطبيعة"- م: التنوير ، 1988
تروبنيكوف ب. Pokusaev NV "البصريات والغلاف الجوي - سانت بطرسبرغ: التنوير ، 2002
شاخمايف ن. تشودييف د. الفيزياء 11 - م: التربية 1991
موارد الإنترنت
طلب
يعتمد شكل القوس ، وسطوع الألوان ، وعرض الخطوط على حجم قطرات الماء وعددها. قطرات كبيرة تخلق قوس قزح أضيق ، مع ألوان بارزة بشكل حاد ، القطرات الصغيرة تخلق قوسًا ضبابيًا وباهتًا وحتى أبيض.
الشفق القطبي من أجمل الظواهر البصرية في الطبيعة.
البحيرة ، أو السراب السفلي - الأكثر شيوعًا
السراب ظاهرة طبيعية معروفة منذ زمن بعيد ...
صورة ، شبح بروكين ، ظل الجبل ، لوحظ على خلفية غيوم المساء:
الهالة هي واحدة من أجمل الظواهر الطبيعية وغير العادية.
يعتبر الغلاف الجوي لكوكبنا نظامًا ضوئيًا مثيرًا للاهتمام إلى حد ما ، حيث يتناقص معامل انكساره مع الارتفاع بسبب انخفاض كثافة الهواء. في هذا الطريق، الغلاف الجوي للأرضيمكن اعتبارها "عدسة" ذات أبعاد عملاقة ، تكرر شكل الأرض ولها معامل انكسار متغير بشكل رتيب.
هذا الظرف يؤدي إلى كل عدد من الظواهر البصرية في الغلاف الجويبسبب الانكسار (الانكسار) وانعكاس (انعكاس) الأشعة فيه.
دعونا نفكر في بعض أهم الظواهر البصرية في الغلاف الجوي.
الانكسار الجوي
الانكسار الجوي- ظاهرة انحناءأشعة الضوء حيث يمر الضوء عبر الغلاف الجوي.
مع الارتفاع ، تنخفض كثافة الهواء (وبالتالي معامل الانكسار). تخيل أن الغلاف الجوي يتكون من طبقات أفقية متجانسة بصريًا ، يتنوع معامل الانكسار فيها من طبقة إلى أخرى (الشكل 299).
أرز. 299- تغير في معامل الانكسار في الغلاف الجوي للأرض
عندما تنتشر حزمة ضوئية في مثل هذا النظام ، فإنها ، وفقًا لقانون الانكسار ، "تضغط" على الخط العمودي على حدود الطبقة. لكن كثافة الغلاف الجوي لا تتناقص في القفزات ، بل بشكل مستمر ، مما يؤدي إلى انحناء سلس ودوران الشعاع من خلال زاوية α عند المرور عبر الغلاف الجوي.
نتيجة لانكسار الغلاف الجوي ، نرى القمر والشمس ونجوم أخرى أعلى إلى حد ما مما هي عليه بالفعل.
لنفس السبب ، تزداد مدة اليوم (في خطوط العرض لدينا بمقدار 10-12 دقيقة) ، يتم ضغط أقراص القمر والشمس بالقرب من الأفق. ومن المثير للاهتمام أن الحد الأقصى لزاوية الانكسار هو 35 بوصة (للأجسام القريبة من الأفق) ، وهو ما يتجاوز الحجم الزاوي الظاهر للشمس (32 بوصة).
من هذه الحقيقة يتبع ذلك: في اللحظة التي نرى فيها أن الحافة السفلية للنجم تلامس خط الأفق ، فإن القرص الشمسي موجود بالفعل أسفل الأفق (الشكل 300).
أرز. 300. انكسار الأشعة في الغلاف الجوي عند غروب الشمس
النجوم المتلألئة
النجوم المتلألئةيرتبط أيضًا بالانكسار الفلكي للضوء. لقد لوحظ منذ فترة طويلة أن الوميض يكون أكثر وضوحًا في النجوم القريبة من الأفق. تغير التيارات الهوائية في الغلاف الجوي كثافة الهواء بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى وميض واضح للجسم السماوي. لا يلاحظ رواد الفضاء في المدار أي وميض.
ميراج
في المناطق الصحراوية أو السهوب الحارة وفي المناطق القطبية ، يؤدي التسخين أو التبريد القوي للهواء بالقرب من سطح الأرض إلى الظهور سراب: بسبب انحناء الأشعة ، تصبح الأشياء الموجودة بالفعل خارج الأفق مرئية وتبدو قريبة.
في بعض الأحيان تسمى هذه الظاهرة الانكسار الأرضي. يفسر ظهور السراب من خلال اعتماد معامل انكسار الهواء على درجة الحرارة. هناك سراب أدنى و متفوق.
سراب أدنىيمكن رؤيتها في يوم صيفي حار على طريق إسفلتي مُدفأ جيدًا: يبدو لنا أن هناك بركًا على الطريق ، وهي في الواقع ليست كذلك. في هذه القضيةنحن نأخذ "البرك" الانعكاس المرآوي للأشعة من طبقات الهواء غير المنتظمة المسخنة الموجودة في المنطقة المجاورة مباشرة للإسفلت "الساخن".
سراب متفوقتختلف في تنوع كبير: في بعض الحالات تعطي صورة مباشرة (الشكل 301 ، أ) ، في حالات أخرى - مقلوبة (الشكل 301 ، ب) ، يمكن أن تكون مزدوجة وحتى ثلاثية. ترتبط هذه الميزات باعتمادات مختلفة لدرجة حرارة الهواء ومعامل الانكسار على الارتفاع.
أرز. 301. تكوين السراب: أ - السراب المباشر. ب - سراب عكسي
قوس المطر
يؤدي هطول الأمطار في الغلاف الجوي إلى ظهور ظواهر بصرية مذهلة في الغلاف الجوي. لذلك ، أثناء المطر ، التعليم مشهد رائع ولا ينسى. قوس قزحوهو ما يفسره ظاهرة الانكسار (التشتت) المختلف وانعكاس ضوء الشمس على أصغر قطرات في الغلاف الجوي (شكل 302).
أرز. 302. تشكيل قوس قزح
في الحالات الناجحة بشكل خاص ، يمكننا أن نرى عدة أقواس قزح في وقت واحد ، حيث يكون ترتيب الألوان معكوسًا بشكل متبادل.
يتعرض شعاع الضوء المتضمن في تكوين قوس قزح لانكسارين وانعكاسات متعددة في كل قطرة مطر. في هذه الحالة ، من خلال تبسيط آلية تشكيل قوس قزح إلى حد ما ، يمكننا القول أن قطرات المطر الكروية تلعب دور المنشور في تجربة نيوتن حول تحلل الضوء إلى طيف.
بسبب التناظر المكاني ، يكون قوس قزح مرئيًا على شكل نصف دائرة بزاوية فتح تبلغ حوالي 42 درجة ، بينما يجب أن يكون الراصد (الشكل 303) بين الشمس وقطرات المطر ، وظهره للشمس.
تنوع الألوان في الغلاف الجوي يفسر من خلال الأنماط تشتت الضوءعلى جسيمات بأحجام مختلفة. بسبب حقيقة أن اللون الأزرق يتناثر أكثر من الأحمر ، خلال النهار ، عندما تكون الشمس عالية فوق الأفق ، نرى السماء زرقاء. للسبب نفسه ، بالقرب من الأفق (عند غروب الشمس أو شروقها) ، تصبح الشمس حمراء وليست ساطعة كما كانت في ذروتها. يرتبط ظهور السحب الملونة أيضًا بتشتت الضوء بواسطة جزيئات مختلفة الأحجام في السحابة.
المؤلفات
زيلكو ، في. الفيزياء: كتاب مدرسي. بدل للصف الحادي عشر. تعليم عام المؤسسات مع الروسية. لانج. التدريب لمدة 12 عامًا من الدراسة (أساسي ومتقدم) / V.V. زيلكو ، إل جي. ماركوفيتش. - مينسك: نار. أسفيتا ، 2008. - س 334-337.
مقدمة.
في إطار الأساليب التقليدية ، لم يتم بعد شرح عدد من الظواهر البصرية الشاذة في الفضاء المحيط بالقمر. سوف نلاحظ اثنين من أكثرها شهرة - روابط لشهادات والتي ترد أدناه. أولاً ، هذه هي ظاهرة فقدان اللون: لا يتم ملاحظة الأشياء في ألوان طبيعيةوعمليًا بدرجات اللون الرمادي. ثانيًا ، هذه هي ظاهرة التشتت الخلفي للضوء: في أي زاوية يسقط الضوء على سطح التشتت ، يذهب معظم الضوء المنعكس إلى غير إتجاهمن أين جاء الضوء.
نعتقد أن سبب هذه الظواهر المدهشة هو التنظيم الخاص للجاذبية القمرية - وفقًا لمبدأ مختلف عن جاذبية الكواكب. ترجع جاذبية الكواكب ، في مصطلحاتنا ، إلى قمع تردد كوكبي. في حجم جسم الاختبار الحر ، يحدد القسم المحلي لمنحدر التردد بشكل مباشر تدرج طاقات جسيمات المادة ، مما يولد تأثير قوة غير مدعوم على الجسم. لا توجد دلائل على وجود قمع التردد القمري. لقد قدمنا نموذجًا لتنظيم الجاذبية القمرية - من خلال فرض اهتزازات معينة من "الفضاء بالقصور الذاتي" في المنطقة حول القمر على المنطقة المحلية لمنحدر تردد الأرض. كونه في "الفضاء غير المستقر" الناتج ، فإن جسم الاختبار لديه ، في حجمه ، تدرج للسرعات المطلقة المحلية - وبالتالي ، من خلال تحولات دوبلر التربيعية مستويات الكمالطاقة ، لها أيضًا تدرج للطاقة ، أي مرة أخرى ، تعاني من تأثير قوة غير مدعوم.
اهتزازات "الفضاء بالقصور الذاتي" لها تأثير مزدوج على الظواهر البصرية. أولاً ، تؤثر هذه الاهتزازات على الجزيئات ، أي على بواعث وامتصاص الضوء - لماذا تتغير أطياف انبعاثها وامتصاصها. ثانيًا، سرعة المرحلةالضوء ، كما نعتقد ، مرتبط ، بالمعنى المحلي المطلق ، بجزء محلي من "الفضاء بالقصور الذاتي" ، وبالتالي فإن اهتزازاته تؤثر على عملية انتشار الضوء.
في هذه المقالة ، سنقدم نموذجًا دقيقًا لـ "الفضاء غير المستقر" حول القمر وسنشرح أصل هذه الظواهر البصرية الشاذة.
نموذج مصقول لـ "الفضاء غير المستقر" حول القمر.
تم وضع نموذج مبكر لـ "الفضاء غير المستقر" حول القمر. من المناسب ملاحظة أن الرحلات الأولى للمركبات الفضائية السوفيتية والأمريكية إلى القمر أظهرت أن جاذبيتها تعمل فقط في منطقة صغيرة قريبة من القمر ، على بعد حوالي 10000 كيلومتر من سطح القمر - وبالتالي ، لا تفعل ذلك. تصل إلى الأرض بعيدًا. لذلك ، ليس للأرض استجابة ديناميكية للقمر: على عكس الاعتقاد السائد ، الأرض لا ينطبق، على عكس الطور مع القمر ، بالقرب من "مركز الكتلة" المشترك - وخلافًا لمفهوم خاطئ شائع آخر ، لا علاقة للجاذبية القمرية بالمد والجزر في المحيطات.
وفقًا للنموذج ، في منطقة الجاذبية القمرية ، يتم تعيين الاهتزازات التوافقية لـ "الفضاء القصور الذاتي" ، بحتة عن طريق البرامج ، في اتجاهات على طول الخطوط الرأسية القمرية المحلية. بالنسبة لهذه الاهتزازات الشعاعية ، تنخفض قيم سعة السرعات وحالات الإزاحة الخطية المكافئة مع زيادة المسافة من المركز ، وعند حدود منطقة الجاذبية القمرية تصبح صفرًا عمليًا. إذا تمت محاكاة الجاذبية المتماثلة كرويًا ، مع مراعاة قانون التربيع العكسي ، فإن اعتماد سعة السرعة الخامسالاهتزازات من طول متجه نصف القطر صيوجد
أين ك\ u003d 4.9 × 10 12 م 3 / ث 2 - معلمة الجاذبية للقمر ، ص max هو نصف قطر حدود منطقة الجاذبية القمرية. إذا استبدلنا بـ (1) قيم متوسط نصف قطر القمر ص L = 1738 كم وأيضًا ص max = 11738 km ، ثم بالنسبة لسعة سرعة اهتزازات "الفضاء غير المستقر" على سطح القمر ، نحصل على الخامس(ص L) "3.10 كم / ثانية. إذا افترضنا أن سعة الإزاحة الخطية المكافئة على سطح القمر هي د(صأ) = 5 ميكرومتر ، ثم بالنسبة لتكرار الاهتزازات ، التي نفترض أنها هي نفسها في منطقة الجاذبية القمرية بأكملها ، نحصل عليها الخامس(ص L) / 2 ص د(ص L) »100 ميغا هرتز. هذه الأرقام ، بالطبع ، إرشادية.
يرتبط التحسين الأساسي لنموذج "الفضاء غير المستقر" حول القمر بمسألة مراحل الاهتزازات الشعاعية لـ "الخلفية بالقصور الذاتي". في السابق ، كنا نعتقد أن منطقة الجاذبية القمرية مقسمة إلى أقسام شعاعية ، حيث يتم تنظيم مراحل الاهتزازات الشعاعية "في نمط رقعة الشطرنج". الآن ، ومع ذلك ، يبدو أن مثل هذا التنظيم لمراحل الاهتزازات الشعاعية معقد بشكل غير معقول وغير ضروري تمامًا. يمكن أن تحدث التحولات الشعاعية لـ "الفضاء بالقصور الذاتي" بشكل متزامن في منطقة الجاذبية القمرية بأكملها: "جميعًا معًا من المركز - جميعًا معًا باتجاه المركز". مع هذه الاهتزازات المتزامنة عالميًا ، سيتواصل "الفضاء غير المستقر" تسارع الجاذبيةالجسم الحر ليس أسوأ مما هو عليه في النموذج ، كما أن تنظيم الاهتزازات المتزامنة عالميًا برمجيًا أسهل بشكل لا يضاهى.
إن انتشار الضوء في "الفضاء غير المستقر" المهتز له سمات أساسية ، لأن الظروف التي يعمل بموجبها ملاح نقل الطاقة الكمومية هنا غير عادية. هذا هو البرنامج الذي يبحث بشكل فردي لكل ذرة متحمس عن الذرة المستقبلة التي سيتم نقل طاقة الإثارة إليها. آثار انتشار الضوء ، بما في ذلك ظاهرة الموجة، يتم تحديدها من خلال خوارزميات الحساب التي يقوم بها Navigator - تحديد الذرة المتلقية ، والتي يكون فيها احتمال نقل الطاقة الكمومية هو الحد الأقصى. تم وصف خوارزميات Navigator هذه بتنسيق. من المهم الآن بالنسبة إلينا أن تكون سرعة موجات البحث ، التي يقوم Navigator من خلالها بمسح الفضاء إعلاميًا ، مساوية لسرعة الضوء ومرتبطة ، بالمعنى المحلي المطلق ، بالقسم المحلي من "مساحة القصور الذاتي ". لذلك ، فإن اهتزازات "الفضاء القصور الذاتي" تؤثر على حركة موجات البحث للملاح. مع توجيه هذه الاهتزازات على طول الخطوط الرأسية القمرية المحلية ، لن يتحرك شعاع الضوء الأفقي المحلي في خط مستقيم ، ولكن على طول الجيب الجيبي - مع فترة يحددها تردد الاهتزاز. عند ترددها 100 ميجاهرتز (انظر أعلاه) ، ستكون فترة الجيب حوالي 3 أمتار. في هذه الحالة ، يمكن تقدير الانتشار الزاوي الرأسي لاتجاهات حركة الحزمة من خلال نسبة اتساع سرعة الاهتزاز إلى سرعة الضوء - بالقرب من سطح القمر ، سيكون هذا الانتشار ثانية قوسية واحدة تقريبًا.
تفسير هذا الانتشار الرأسي في اتجاهات حركة شعاع الضوء الذي ينتقل بالقرب من سطح القمر يفسر بسهولة ، في رأينا ، التأثيرات البصرية التالية. أولا ، هذا مستحيل توقع حدوث ومدة احتجاب النجوم بواسطة القمر بهذه الدقة التي يتم بها التنبؤ بالعديد من الظواهر السماوية الأخرى». ثانيًا ، هذا انخفاض في جودة صورة سطح القمر بالقرب من حواف القرص (انظر ، على سبيل المثال ، الصور الفوتوغرافية الموجودة في). عدم وضوح حواف القرص القمري لن يكون مفاجئًا إذا كان للقمر غلاف جوي - لكنه ليس كذلك. لم يتم العثور على كل من هذه الآثار تفسيرا معقولا في إطار النهج التقليدية.
ظاهرة فقدان اللون في الفضاء غير المستقر حول القمر.
كما ذكرنا سابقًا ، فإن عملية انتشار الضوء عبارة عن سلسلة من عمليات النقل الكمومية لطاقة الإثارة من ذرة إلى ذرة. الروابط المتتالية في هذه السلسلة ، أي يتم تعيين أزواج من المرسل الذري والمستقبل الذري ، وفقًا لخوارزميات معينة ، بواسطة Navigator. المسافة بين قمم موجات بحث Navigator هي ما يسمى في البصريات الطول الموجي "للإشعاع" (نضع هذه الكلمة بين علامتي اقتباس ، لأن موجات بحث Navigator ليست ذات طبيعة فيزيائية ، ولكنها ذات طبيعة برمجية). في ظل ظروف الفضاء العادي غير المهتز ، يتم تحديد الطول الموجي تمامًا بواسطة طاقة الإثارة للذرة ، إذا كانت هذه الذرة في حالة سكون - بالمعنى المحلي المطلق. إذا كان متجه سرعته المحلية المطلقة لا يساوي الصفر ، فإن أطوال موجات البحث القادمة منه في اتجاهات مختلفة لها انزياحات دوبلر الخطية المقابلة. نؤكد أنه عندما تتحرك ذرة مثارة ، فإن موجات البحث فقط هي التي تخضع لتأثير دوبلر الخطي - تظل طاقة الكم المنقول دون تغيير. وبالتالي ، يمكن لموجة بحث مع بعض إزاحة دوبلر الخطية أن تتغلب بنجاح على مرشح ضيق النطاق ، ويمكن نقل كمية الطاقة إلى ذرة موجودة خلف هذا الفلتر ، لكن طاقة هذا الكم المنقول ستظل هي نفس طاقة الإثارة كما في حالة ذرة مثارة تستريح - عندما لا تمر موجة البحث عبر الفلتر.
لنعد الآن إلى حالة "الفضاء غير المستقر". يمكن أن تنتج اهتزازاتها الشعاعية تحولات دوبلر خطية في أطوال موجات بحث Navigator بترتيب يصل إلى الخامس(ص L) / ج~ 10 -5. لا يمكن أن تؤدي تأثيرات هذا الترتيب - نظرًا لأن النطاق المرئي يحتل أوكتافًا - إلى تغييرات جذرية في الألوان. لكن لاحظ أن الغالبية العظمى من لوحة الألوان ، بما في ذلك على القمر ، يتم توفيرها من خلال مادة تشكل مركبات جزيئية. هل يمكن أن يكون "الفضاء غير المستقر" يؤثر على أطياف امتصاص الانبعاث الجزيئي؟
كما ذكرنا سابقًا ، الرابطة الكيميائية هي عملية تبديل دوري لتركيبات روابط التكافؤ "بروتون-إلكترون" للذرات المترابطة ، حيث يدخل كل من الإلكترونين المعنيين بالتناوب في تكوين ذرة أو أخرى. يتم تثبيت هذه العملية الدورية عن طريق نقل كمية طاقة الإثارة من ذرة إلى أخرى والعكس صحيح. عند التوازن الحراري ، فإن الطاقة الأكثر احتمالا لهذا الكم تتوافق مع الحد الأقصى من طيف التوازن ، أي يساوي 5 كيلو ت، أين ك – ثابت بولتزمان, تيهي درجة الحرارة المطلقة. كما حاولنا أن نظهر في ، ما يسمى ب. متذبذبة ودورانية الخطوط الجزيئيةلا تتوافق مع طاقات ارتباط مختلفة للذرات في جزيء: فهي تتوافق مع رنين معين في العملية الدورية للرابط الكيميائي - بطاقة كمية مناسبة ، والتي تنقلها الذرات المرتبطة دوريًا إلى بعضها البعض. السمة النموذجية لأطياف الامتصاص الجزيئي هي نطاقات الطيف المستمر - نطاقات التفكك. بالنسبة لمعظم الجزيئات ، تكون الحافة السفلية لشريط التفكك الأول هي 4-5 فولتًا بعيدًا عن مستوى الحالة الأرضية ، أي تقع طاقات كمات الإثارة المقابلة للمدى المرئي بأكمله ضمن الفجوة بين الحالة الأرضية ونطاق التفكك الأول. في ظل الظروف "المعتادة" ، تمتلئ هذه الفجوة بكثافة إلى حد ما بمستويات طاقة منفصلة. لا يُعرف سوى القليل عن حقيقة أن الخطوط الجزيئية المقابلة ، على عكس الخطوط الذرية ، ليست مميزة - مواقعها "تطفو" اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط. في رأينا اهتزازات "الفضاء غير المستقر" يجب أن تؤدي إلى توسيع قوي للخطوط الجزيئية ؛ دعنا نشرح ذلك.
تذكر أنه في ظل ظروف الجاذبية "العادية" ، فإن التغيير في السرعة المحلية المطلقة لجسم حر يتوافق بشكل فريد مع تغير في جهد الجاذبية. يختلف الوضع في "الفضاء غير المستقر" حول القمر: أجساد حرةهناك يختبرون تغيرات توافقية في السرعة المحلية المطلقة (تقاس في نظام إحداثيات مركزية الأرض) ، حيث يكونون عمليًا في نفس إمكانات الجاذبية (منطقة الجاذبية الأرضية). نعتقد أن هذا الوضع الشاذ ، من وجهة نظر تحولات الطاقة ، يتم حله على النحو التالي. المخزن المؤقت للمكون الدوري الطاقة الحركيةالجزيء هو طاقة الإثارة - أي نفس الكم الذي تنقله الذرات المرتبطة ببعضها البعض. ثم ، بالنسبة للجزيئات من العناصر الخفيفة ذات الروابط الفردية ، قيمة سعة الطاقة الحركية على سطح القمر ( الخامس(صأ) »3 km / s) يجب أن تتوافق مع قيمة سعة طاقة الإثارة ~ 1 eV لكل رابطة. بسبب هذا المكون الدوري لطاقة الإثارة ، يجب أن تشهد الخطوط الجزيئية "الاهتزازية" و "الدورانية" مثل هذه التوسعات الكبيرة التي يجب أن تشغل الفجوة من الحالة الأرضية إلى نطاق التفكك الأول طيفًا مستمرًا . وهناك: " يكاد يكون الطيف القمري خاليًا من العصابات التي يمكن أن تعطي معلومات حول تكوين القمر.» .
دعونا نوضح لماذا يجب أن تحدث ظاهرة فقدان اللون في حالة الأطياف الجزيئية المستمرة. من المعروف أنه يوجد في شبكية العين البشرية ثلاثة أنواع من الخلايا الحساسة للضوء المسؤولة عن إدراك اللون - والتي تختلف في مواضع حدود نطاق الامتصاص: في مناطق الأحمر البرتقالي والأخضر والأزرق البنفسجي. لا يتم تحديد الإحساس اللوني بواسطة طاقة كوانتا الضوء أحادية اللون - بل يتم تحديده من خلال نسبة عدد "عمليات" الخلايا المسماة ثلاثة أنواعلبعض "وقت رد فعل اللون". إذا ، في ظل ظروف "الفضاء غير المستقر" ، انتشرت خطوط الامتصاص الجزيئي على النطاق المرئي بأكمله ، فعندئذٍ لكل نوع من أنواع الخلايا الثلاثة ، تصبح احتمالات "إطلاق" الكم من أي منطقة من النطاق المرئي هي نفسها.
يترتب على ذلك على الفور أنه يجب رؤية جميع الكائنات على القمر مع فقدان اللون - عمليًا ، بظلال من التدرج الرمادي. يجب أن يحدث فقدان اللون ليس فقط أثناء المراقبة المرئية الحية على القمر ، ولكن أيضًا عند التصوير هناك على فيلم ملون ، وحتى من خلال مرشحات الضوء. حقًا، " مرشحات الألوان على متن الطائرة ...["مساحون"] تم استخدامها لإنتاج صور فوتوغرافية ملونة للمناظر الطبيعية القمرية ... من المدهش أنه لا يوجد لون في أي جزء من هذه الصور ، خاصة عند مقارنتها بتنوع الألوان في المناظر الطبيعية الصحراوية الأرضية أو الجبلية.». ربما المؤلف هو شيء محير؟ لا على الإطلاق ، تقرير ناسا الرسمي عن Surveyor-1 يذكر نفس الشيء. كانت منحنيات النقل لفلاتر الضوء الثلاثة قريبة من المعيار - نعيد إنتاج الرسم التخطيطي المقابل من رسم بياني 1. ماذا يكون
كانت النتائج؟ في قسم "القياس الضوئي وقياس الألوان" ، يتم إعطاء ثلاث جمل فقط لقياس الألوان المناسب. يسمى: " تُظهر المعالجة المسبقة للقياسات اللونية بناءً على بيانات أفلام التصوير الفوتوغرافي أن مواد سطح القمر قد تحتوي فقط على اختلافات طفيفة في اللون. قلة الأثرياء الألوانبالنسبة للمواد القمرية السطحية ، هذا شيء مذهل بالنظر إلى الاختلافات الملحوظة في البياض. في كل مكان يكون لون سطح القمر رمادي غامق"(ترجمتنا). ومع ذلك ، فإن دهشة المتخصصين في وكالة ناسا لم تدم طويلاً. المؤلف يكتب بالفعل: كان للمساح نظرة أكثر وضوحًا وبساطة. وللمرة الأولى رأى الألوان. ثلاث صور منفصلة التقطت من خلال مرشحات برتقالية وخضراء وزرقاء ، عند دمجها ، أعطت استنساخًا طبيعيًا تمامًا للون. كما توقع العلماء ، تبين أن هذا اللون ليس سوى اللون الرمادي - وهو موحد ، رمادي محايد."(ترجمتنا). نقوم بإعادة إنتاج واحدة من هذه الفسيفساء الضوئية الرمادية من Surveyor-1 on الصورة 2.
قد يُشتبه في أن المواد القمرية فقط لها لون رمادي طبيعي ، وأن الأجسام الأرضية التي يتم تسليمها إلى القمر تبدو هناك بنفس الألوان الموجودة على الأرض. لا على الإطلاق ، نحن نعيد إنتاج جزء من صورة أخرى مع "إعادة إنتاج الألوان الطبيعية" - انظر أدناه. تين. 3. هذه وثيقة رائعة جدا. على خلفية "فطيرة" "مخلب" الجهاز الداعم ، في الجزء الأيمن من الصورة ، يظهر قسم من القرص بعلامات القطاع. هذا مجرد قرص معايرة لونية: على الأرض ، كانت قطاعاته الأربعة بيضاء ،
تين. 3.
الأحمر والأخضر و ألوان زرقاء. لكن بدلاً من ذلك ، لا نرى سوى ظلال من التدرج الرمادي.
نضيف أن فقدان اللون يحدث حتى عند ملاحظة القمر من خارج منطقة الجاذبية الخاصة به. صحيح ، في هذه الحالة ، يتم خلط الظل البني مع الألوان الرمادية: " في التلسكوب ، يكون للقمر لون موحد رمادي مائل للبني ويكاد يكون خاليًا من الاختلافات اللونية.». بذلت محاولات للحصول على صور فوتوغرافية ملونة للقمر عند التصوير من خارج منطقة جاذبيته من خلال مرشحات الضوء ، مع مجموعة الصور اللاحقة. من خلال هذه التقنية ، في الواقع ، يتم الحصول على صور ملونة رائعة - ولكن في ضوء ما سبق ، من السذاجة الاعتقاد بأن الألوان فيها توضح مخطط الألوان الحقيقي للقمر.
يجب توضيح أن ظاهرة فقدان اللون في الفضاء المحيط بالقمر لا يتم دحضها بأي حال من الأحوال عند التصوير الفوتوغرافي وتصوير الفيديو باستخدام المعدات الرقمية - مما يتيح لك "صنع" أي ألوان مرغوبة "من لا شيء". مع التصوير التقليدي ، أي مع التكاثر الطبيعي للألوان ، فإن ظاهرة فقدان اللون في الفضاء المحيط بالقمر هي حقيقة لا جدال فيها. علاوة على ذلك ، وفقًا لمسؤولي ناسا ، توقع الخبراء عدم وجود مخطط ألوان غني على القمر مسبقًا. دعونا نتذكرها!
ظاهرة التشتت الخلفي للضوء في "الفضاء غير المستقر" حول القمر.
بياض سطح القمر ، أي قدرتها على عكس ضوء الشمس صغيرة: بمتوسط 7٪. ولهذه الكمية الصغيرة من الضوء المنعكس ، تحدث ظاهرة التشتت الخلفي. أي: في أي زاوية يسقط الضوء على سطح التشتت - تصل إلى حد شبه رعي! يعود معظم الضوء المنعكس إلى حيث أتى الضوء.
والدليل على هذه الظاهرة المدهشة للمراقب الأرضي هو الحقيقة المعروفة " يصل سطوع جميع مناطق القرص القمري إلى أقصى حد له عند اكتمال القمر ، عندما يكون مصدر الضوء خلف الراصد بالضبط». يظهر المنحنى المتكامل لسطوع وهج القمر ، كدالة لزاوية الطور ، في الشكل 4(المرحلة الصفرية تتوافق مع اكتمال القمر).
الشكل 4
لا يمكن تفسير ظاهرة التشتت الخلفي بالانتثار العادي على خشونة سطح القمر. قد يؤدي السطح الخشن إلى تشتيت الضوء وفقًا لقانون لامبرت ، ثم في حالة اكتمال القمر ، سيتم ملاحظة اللون الداكن باتجاه حواف القرص القمري - وهذا ليس هو الحال. يزداد سطوع البدر بشكل غير طبيعي لكل منطقة من القرص القمري ، " بغض النظر عن موقعه على الكرة القمرية وميل السطح والنوع المورفولوجي». نظرًا لعدم وجود تعتيم على الحواف ، يظهر البدر "مسطحًا مثل الفطيرة". لا تحدث ظاهرة التشتت الخلفي للضوء فقط في جانب القمر المرئي من الأرض ، ولكن أيضًا في الجانب المقابل ، كما يتضح من صور الأخير التي تم التقاطها بمساعدة مركبة فضائية. يتم إعطاء مؤشرات التشتت الخلفي للضوء بواسطة القمر ، على سبيل المثال ، في.
في بعض الأحيان يتم الخلط بين ظاهرة التشتت الخلفي مع ما يسمى. التأثير المعارض ، وهو ببساطة أن " معدل زيادة السطوع مرتفع بشكل خاص عند زوايا الطور الصغيرة- كما يوضح هذا جيدًا الشكل 4. يميز تأثير المعارضة معدل التغيير في السطوع - وليس التغيير في السطوع نفسه - مع تغيير في زاوية الطور. يؤكد التأثير المعاكس فقط على حدة تأثير تأثير التشتت الخلفي - وبسبب ذلك ، في ضوء القمر الساطع بشكل غير طبيعي عند اكتمال القمر ، يمكنك قراءة كتاب.
كان يعتقد أن ظاهرة التشتت الخلفي ترجع إلى بعض الخصائص غير العادية تربة القمر- وهذا على الرغم من حقيقة أن الظاهرة تتجلى بشكل متساوٍ في جميع مناطق القرص القمري ، على الرغم من اختلاف أشكال البحار القمرية والقارات. بذلت محاولات عديدة للعثور على معدن أو مادة تعطي قانون الانتثار القمري. تم فحص مجموعة متنوعة من العينات الأرضية والكونية " بأشكال مختلفة: صلبة ، مطحونة ، مذابة ومعززة ، مشعة بالأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة السينية والبروتونات ...»لا أحد يشتت الضوء الخلفي بقدر القمر. أخيرًا ، وجد أن قانون التشتت المشابه للقانون القمري يعطي هياكل مشتتة بدقة ذات مسامية متطورة للغاية. ولكن لا يمكن للمرء أن يتوقع أن وجود مثل هذا "الزغب" مدعوم في الظروف الحقيقية لسطح القمر. ناهيك عن الضعف المتكرر "للزلازل القمرية" والتآكل الكهروستاتيكي و "الانهيار" للمواد السطحية تلعب دورًا مهمًا هناك. أظهرت الدراسات التي أجريت على التربة القمرية - سواء "على الأرض" ، بمساعدة "المساحين" أو في المختبرات الأرضية - أنه لا توجد "هياكل رقيقة" فيها. تربة القمر حبيبات دقيقة ، ضعيفة التماسك مع خليط من الحصى والأحجار الصغيرة». القمر " يلتصق الثرى بسهولة معًا في كتل فضفاضة منفصلة ويمكن تشكيلها بسهولة. على الرغم من الالتصاق الملحوظ ، إلا أنه يتميز بهيكل غير مستقر وسهل الكسر.». علاوة على هذه الاكتشافات المحبطة ، في المختبرات الأرضية ، لم تظهر العينات القمرية على الإطلاق قانون الانتثار القمري. توقف البحث عن هذه الظاهرة.
في غضون ذلك ، تجد هذه الظاهرة تفسيرًا طبيعيًا بسيطًا - نتيجة اهتزازات "الفضاء غير المستقر". تذكر أنه في ظل الظروف "العادية" ، يتم شرح الانعكاس المرآوي على النحو التالي. يقع قسم مقدمة الموجة المسطحة سطح مستو- التي وصلت إليها هذه الجبهة ، أصبحت على الفور مصادر لموجات كروية ثانوية ، وفقًا لمبدأ Huygens-Fresnel. غلاف جبهات الموجات الكروية الثانوية عبارة عن جزء من مقدمة مسطحة - وهي صورة معكوسة. لاحظ أن هذا التفسير الكلاسيكي يشير إلى تداخل جبهات الموجة الثانوية - ولهذا من الضروري أن تكون منطقة التماسك أكبر من قسم السطح العاكس الذي يقع عليه القسم الأصلي من المقدمة. ولكن في "الفضاء غير المستقر" ، في ضوء ما سبق ، يفقد مفهوم "التماسك" كل معناه. لكل قناة في Navigator تحسب عنوان النقل لكم واحد ، مع حجم مميز لـ "منطقة التماسك" أصغر من الطول الموجي ، لن تكون هناك مجموعة من الموجات الكروية الثانوية المنبثقة من مختلفنقاط سطح الانتثار - ستأتي الموجات الكروية الثانوية واحدنقاط على هذا السطح. وفقًا لمنطق خوارزميات Navigator ، تستمر العمليات الحسابية فقط للاتجاهات الأكثر احتمالية للبحث عن ذرة الوجهة - وهي تلك التي تتداخل مع قمم مختلفة لموجات البحث (لقناة Navigator نفسها). في الحالة قيد النظر ، يمكن للموجات الكروية الثانوية الناشئة من نقطة واحدة أن تتداخل فقط مع قمم الموجة الساقطة - مما يعطي دفعات من الاحتمالات على الخط الذي تسير عليه الموجة العارضة. وبالتالي ، إذا لم يمتص السطح كمية من الضوء ، واضطر Navigator لمواصلة البحث عن وجهة لنقله ، فمن المرجح أن يكون "الانعكاس" من السطح عكس ذلك - بغض النظر عن زاوية السقوط .
ما هي العواقب المادية لظاهرة التشتت الخلفي؟ إذا كان القمر يعكس فقط حوالي 7٪ من ضوء الشمس القادم ، وإذا كان كل هذا الضوء المنعكس تقريبًا يسير في الاتجاه الذي جاء منه ، فلن يرى أي مراقب على القمر بأي حال من الأحوال المشهد المضاء بنور الشمس. بالنسبة للمراقب ، حتى على جانب القمر الذي تضيئه الشمس ، يسود الشفق - والذي يتضح ، على سبيل المثال ، من خلال أول الصور البانورامية التي تم إجراؤها على سطح القمر بواسطة الأجهزة السوفيتية ، بدءًا من Luna-9 (انظر ، على سبيل المثال ،) بالإضافة إلى أرشيف كبير من الصور التلفزيونية المنقولة "Lunokhod-1". يمكن لأي مراقب على القمر أن يرى مضاءة بشكل ساطع إما تلك الأشياء القريبة من خط مستقيم وهمي مرسوم من الشمس عبر رأسه ، أو تلك التي ينيرها بنفسه من خلال وضع مصدر ضوء بالقرب من عينيه. بالإضافة إلى الشفق ، الذي يسود حتى على جانب القمر الذي تضيئه الشمس ، نظرًا لظاهرة التشتت الخلفي ، يتم ملاحظة الظلال السوداء تمامًا هناك - وليس الرمادي ، كما هو الحال على الأرض ، نظرًا لأن مناطق الظل على القمر ليست كذلك مضاءة بالضوء المتناثر سواء من المناطق المضيئة أو من الغلاف الجوي الذي لا يوجد على القمر. الشكل 5يستنسخ إحدى الصور البانورامية التي التقطها لونوخود -1 - يندفع على الفور إلى
الشكل 5
عيون مميزة باللون الأسود من الجانب المضاد للشمس - على المنصة التي خرج منها Lunokhod-1 ، وكذلك على عدم انتظام سطح القمر. الشكل 5ينقل بشكل جيد العلامات النموذجية لضوء القمر الحقيقي.
مناقشة صغيرة.
أعلاه ، حاولنا شرح ظاهرة فقدان اللون والتشتت الخلفي للضوء التي تحدث في الفضاء حول القمر. ربما يكون شخص ما قادرًا على شرح هذه الظواهر بشكل أفضل مما فعلنا ، لكن وجود هذه الظواهر لا جدال فيه. حقيقة علمية- وهو ما أكدته حتى تقارير ناسا الأولى عن برنامج القمر.
يقدم تفسير وجود هذه الظواهر حججًا قاتلة جديدة تدعم أولئك الذين يعتقدون أن مواد الأفلام والصور الفوتوغرافية ، التي يُزعم أنها تشهد على بقاء رواد فضاء أمريكيين على سطح القمر ، مزيفة. بعد كل شيء ، نعطي المفاتيح لإجراء فحص مستقل بسيط ولا يرحم. إذا تم عرضنا ، على خلفية المناظر الطبيعية القمرية المغمورة بأشعة الشمس (!) رواد الفضاء ، الذين لا توجد على بدلاتهم الفضائية ظلال سوداء من الجانب المضاد للشمس ، أو شخصية مضاءة جيدًا لرائد فضاء في الظل "الوحدة القمرية" ، أو إطارات ملونة (!) مع تجسيد ملون لألوان العلم الأمريكي - فهذه كلها أدلة دامغة تصرخ حول التزوير. في الواقع ، لسنا على علم بأي فيلم أو مستند فوتوغرافي يصور رواد فضاء على القمر تحت إضاءة القمر الحقيقية ولون القمر الحقيقي.
الظروف الفيزيائية على القمر غير طبيعية - ولا يمكن استبعاد أن الفضاء المحيط بالقمر ضار بالكائنات الأرضية. حتى الآن ، نحن نعرف النموذج الوحيد الذي يشرح التأثير قصير المدى للجاذبية القمرية ، وفي نفس الوقت أصل الظواهر البصرية الشاذة المصاحبة - هذا هو نموذجنا "للفضاء غير المستقر". وإذا كان هذا النموذج صحيحًا ، فإن اهتزازات "الفضاء غير المستقر" ، تحت ارتفاع معين فوق سطح القمر ، تكون قادرة تمامًا على كسر الروابط الضعيفة في جزيئات البروتين - مع تدمير المرحلة الثالثة ، وربما ، الهياكل الثانوية. على حد علمنا ، عادت السلاحف حية من الفضاء حول القمر على متن جهاز Zond-5 السوفيتي ، الذي حلّق حول القمر بمسافة لا تقل عن 2000 كيلومتر من سطحه. من الممكن ، مع مرور الجهاز بالقرب من القمر ، أن الحيوانات قد ماتت نتيجة لتمسخ البروتينات في كائناتها. إذا كان من الصعب جدًا حماية نفسك من الإشعاع الكوني ، ولكن لا يزال ذلك ممكنًا ، فلا توجد حماية مادية من اهتزازات "الفضاء غير المستقر".
المؤلف يشكر إيفان ، مؤلف الموقعhttp://ivanik3.narod.ru، للمساعدة الكريمة في الوصول إلى المصادر الأولية ، وأيضًا إلى O.Yu. Pivovar لإجراء مناقشات مفيدة.
1. أ.غريشيف. الرحلات بين الكواكب ومفهوم السرعات المحلية المطلقة. - متوفر في هذا الموقع.
2. أ.غريشيف. "الفضاء غير المستقر" الذي يولد الجاذبية الخاصة بالقمر. - متوفر في هذا الموقع.
3. أ.غريشيف. تجربة ميشيلسون مورلي: الكشف عن السرعة المحلية المطلقة؟ - متوفر في هذا الموقع.PG Kulikovsky. كتيب لعالم الفلك الهواة. "السيد. دار نشر الأدب التقني والنظري ، م. ، 1953.
9. Z. كوبال. القمر. أقرب جيراننا السماوية. "دار نشر الأدب الأجنبي" ، م. ، 1963.
10. أ.غريشيف. نظرة جديدة على الرابطة الكيميائية ومفارقات الأطياف الجزيئية. - متوفر في هذا الموقع.
11. تي كوتريل. قوة روابط كيميائية. "دار نشر الأدب الأجنبي" ، م. ، 1956.
12. أو دبليو ريتشاردسون. الهيدروجين الجزيئي وطيفه. 1934.
13. ر. بيرس ، أ. جايدون. تحديد الأطياف الجزيئية. "دار نشر الأدب الأجنبي" ، م ، 1949.
14. باء هابكي. الخصائص البصرية لسطح القمر. في: "الفيزياء وعلم الفلك للقمر" ، ز. كوبال ، أد. "مير" ، M. ، 1973.
15. إل دي جاف ، إي إم شوميكر ، إس إي دورنيك وآخرون. تقرير ناسا الفني رقم. 32-1023. تقرير مهمة المساح الأول ، الجزء الثاني. البيانات والنتائج العلمية. مختبر الدفع النفاث ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، باسادينا ، كاليفورنيا ، 10 سبتمبر 1966.
16. معالي نيويل. المساح: كاميرا صريحة على القمر. ناتل. جغرافيا. ماج. 130 (1966) 578.
17. في إن زاركوف ، في إيه بانكوف وآخرون.مقدمة في فيزياء القمر. "العلم" ، م ، 1969.
18. مو ساجيتوف. قياس الجاذبية القمرية. "علم" ، م ، 1979.
19. T. الذهب. التعرية ونقل المواد السطحية وطبيعة البحار. في: "Moon" ، S. Runcorn و G. Urey ، محرران. "مير" ، م ، 1975.
20. I.I. Cherkasov ، V.V. Shvarev. تربة القمر. "علم" ، M. ، 1975.
21. مورد الويب
صالة رياضية بلدية فولغوغراد رقم 1
في الفيزياء حول الموضوع:
"الظواهر البصرية في الطبيعة"
مكتمل
طلاب الصف التاسع "ب"
Pokusaeva V.O.
تروبنيكوفا م.
يخطط
1 المقدمة
أ) ما هي البصريات؟
ب) أنواع البصريات
ج) دور البصريات في تطوير الفيزياء الحديثة
2. ظواهر مرتبطة بانعكاس الضوء
أ) الموضوع وانعكاسه
ب) اعتماد معامل الانعكاس على زاوية سقوط الضوء
ج) النظارات الواقية
هـ) الانعكاس الكلي للضوء
و) دليل ضوء أسطواني
ز) الماس والأحجار الكريمة
3. ظواهر مرتبطة بانكسار الضوء
ب) قوس قزح
4. الشفق القطبي
مقدمة
ما هي البصريات؟
كانت الأفكار الأولى للعلماء القدماء حول الضوء ساذجة للغاية. كان يعتقد أن مخالب رقيقة خاصة تخرج من العين وتنشأ انطباعات بصرية عندما يشعرون بالأشياء. في ذلك الوقت ، كانت البصريات تُفهم على أنها علم الرؤية. هذا هو المعنى الدقيق لكلمة "البصريات". في العصور الوسطى ، تحولت البصريات تدريجياً من علم الرؤية إلى علم الضوء ، وقد سهل ذلك اختراع العدسات والكاميرا المظلمة. في العصر الحديثالبصريات هي فرع من فروع الفيزياء يدرس انبعاث الضوء وانتشاره في مختلف الوسائط والتفاعل مع المادة. أما بالنسبة للقضايا المتعلقة بالرؤية وهيكل وعمل العين ، فقد برزت بشكل خاص الاتجاه العلميتسمى البصريات الفسيولوجية.
أنواع البصريات
عند التفكير في العديد من الظواهر الضوئية ، يمكن للمرء استخدام مفهوم أشعة الضوء - الخطوط الهندسية التي تنتشر على طولها الطاقة الضوئية. في هذه الحالة يتحدث المرء عن البصريات الهندسية (الشعاعية).
تُستخدم البصريات الهندسية على نطاق واسع في هندسة الإضاءة وعند النظر في تصرفات العديد من الأدوات والأجهزة - من العدسة المكبرة والنظارات إلى أكثر المجاهر البصرية والتلسكوبات تعقيدًا.
في التاسع عشر في وقت مبكرفي القرن العشرين ، تكشفت دراسات مكثفة عن ظواهر التداخل والحيود والاستقطاب التي تم اكتشافها سابقًا. لم يتم شرح هذه الظواهر من حيث البصريات الهندسية، كان من الضروري النظر في الضوء في النموذج موجات القص. هذه هي الطريقة البصريات الموجة. في البداية ، كان يعتقد أن الضوء هو موجات مرنةفي وسط معين (العالم الأثير) ، والذي من المفترض أن يملأ مساحة العالم بأكملها.
في عام 1864 ، ابتكر الفيزيائي الإنجليزي جيمس ماكسويل النظرية الكهرومغناطيسية للضوء ، والتي وفقًا لموجات الضوء هي موجات كهرومغناطيسيةمع مدى الطول المناسب.
أظهرت الدراسات التي أجريت في بداية القرن العشرين أنه من أجل شرح بعض الظواهر ، مثل التأثير الكهروضوئي ، من الضروري تقديم شعاع ضوئي كتيار من الجسيمات الغريبة - الكميات الخفيفة (الفوتونات). منذ 200 عام ، كان إسحاق نيوتن يحمل وجهة نظر مماثلة لطبيعة الضوء في "نظريته عن انبعاث الضوء". الآن يتم دراسة مفهوم الكميات الخفيفة بواسطة البصريات الكمومية.
دور البصريات في تطوير الفيزياء الحديثة.
إن دور البصريات في تطوير الفيزياء الحديثة عظيم. يرتبط ظهور اثنتين من أهم النظريات الثورية في القرن العشرين (ميكانيكا الكم ونظرية النسبية) إلى حد كبير بالبحوث البصرية. أدت الطرق البصرية لتحليل المادة على المستوى الجزيئي إلى ظهور اتجاه علمي خاص - البصريات الجزيئية. بالقرب منه يوجد التحليل الطيفي البصري ، والذي يستخدم في علوم المواد الحديثة ، وأبحاث البلازما ، والفيزياء الفلكية. هناك أيضًا بصريات الإلكترون والنيوترون. صنع مجهرًا إلكترونيًا ومرآة نيوترونية. تم تطوير النماذج البصرية للنواة الذرية.
تساهم البصريات في تطوير مجالات مختلفة من الفيزياء الحديثة ، وهي تشهد حاليًا فترة من التطور السريع. كان الدافع الرئيسي لهذا التطور هو اختراع المصادر المكثفة للضوء المترابط - الليزر. نتيجة لذلك ، ارتفعت البصريات الموجية إلى مستوى أعلى ، يتوافق مع البصريات المتماسكة. من الصعب حتى تعداد جميع المجالات العلمية والتقنية الأخيرة التي تتطور بسبب ظهور الليزر. من بينها البصريات غير الخطية ، التصوير المجسم ، بصريات الراديو ، بصريات بيكو ثانية ، البصريات التكيفية ، وغيرها. نشأت البصريات الراديوية عند تقاطع هندسة الراديو والبصريات ؛ تستكشف الطرق البصريةنقل المعلومات ومعالجتها. عادة ما يتم الجمع بين هذه الأساليب والطرق الإلكترونية التقليدية ؛ نتيجة لذلك ، تم تطوير اتجاه علمي وتقني يسمى الإلكترونيات الضوئية. نقل الإشارات الضوئية على طول الألياف العازلة هو موضوع الألياف البصرية. باستخدام إنجازات البصريات غير الخطية ، من الممكن تصحيح واجهة الموجة لحزمة الضوء ، والتي تتشوه عندما ينتشر الضوء في وسط معين ، على سبيل المثال ، في الغلاف الجوي أو في الماء. نتيجة لذلك ، ظهر ما يسمى بالبصريات بالتبني ويجري تطويرها بشكل مكثف. بالقرب منه توجد الطاقة الضوئية التي تظهر أمام أعيننا ، وتتعامل بشكل خاص مع النقل الفعال للطاقة الضوئية على طول شعاع من الضوء. عصري تقنية الليزريسمح لك باستقبال نبضات ضوئية لمدة تصل إلى بيكو ثانية فقط. تبين أن مثل هذه النبضات هي "أداة" فريدة لدراسة عدد من العمليات السريعة في المادة ، وعلى وجه الخصوص في الهياكل البيولوجية. نشأ اتجاه خاص ويتطور - بصريات بيكو ثانية ؛ البيولوجيا الضوئية تجاورها عن كثب. يمكن القول دون مبالغة أن الاستخدام العملي الواسع لإنجازات البصريات الحديثة هو شرط لا غنى عنه للتقدم العلمي والتكنولوجي. فتحت البصريات الطريق إلى العالم الصغير للعقل البشري ، كما سمحت له باختراق أسرار العوالم النجمية. البصريات تغطي جميع جوانب ممارستنا.
ظواهر مرتبطة بانعكاس الضوء.
الكائن وانعكاسه
ما ينعكس في المياه الراكدةالمنظر الطبيعي لا يختلف عن المشهد الحقيقي ، ولكن فقط قلبه "رأساً على عقب" هو أبعد ما يكون عن الواقع.
إذا نظر شخص ما في وقت متأخر من المساء إلى كيفية انعكاس المصابيح في الماء أو كيف ينعكس الشاطئ النازل إلى الماء ، فإن الانعكاس سيبدو له تقصيرًا و "يختفي" تمامًا إذا كان المراقب عالياً فوق السطح من الماء. أيضًا ، لا يمكنك أبدًا رؤية انعكاس الجزء العلوي من الحجر ، حيث يكون جزء منه مغمورًا في الماء.
يرى المراقب المشهد كما لو كان ينظر إليه من نقطة أعمق من سطح الماء بقدر ما تكون عين المراقب فوق السطح. يتناقص الفرق بين المناظر الطبيعية وصورتها عندما تقترب العين من سطح الماء ، وكذلك يتحرك الجسم بعيدًا.
غالبًا ما يبدو للناس أن انعكاس الشجيرات والأشجار في البركة يتميز بسطوع أكبر للألوان وتشبع نغمات. يمكن أيضًا ملاحظة هذه الميزة من خلال مراقبة انعكاس الأشياء في المرآة. هنا يلعب الإدراك النفسي دورًا أكبر من الجانب المادي للظاهرة. يحد إطار المرآة ، ضفاف البركة من جزء صغير من المناظر الطبيعية ، مما يحمي الرؤية المحيطية للشخص من الضوء المتناثر المفرط القادم من السماء بأكملها ويؤدي إلى تعمية المراقب ، أي أنه ينظر إلى جزء صغير من المناظر الطبيعية كما لو كان من خلال أنبوب ضيق مظلم. يؤدي تقليل سطوع الضوء المنعكس مقارنةً بالضوء المباشر إلى تسهيل رؤية الناس للسماء والغيوم والأشياء الأخرى ذات الإضاءة الساطعة والتي تكون ، عند عرضها مباشرة ، ساطعة للغاية بالنسبة للعين.
تبعية المعامل انعكاسات من زاوية حدوث الضوء.
عند حدود وسيطين شفافين ، ينعكس الضوء جزئيًا ، ويمر جزئيًا إلى وسط آخر وينكسر ويمتص جزئيًا بواسطة الوسيط. تسمى نسبة الطاقة المنعكسة إلى طاقة الحادث بمعامل الانعكاس. تسمى نسبة طاقة الضوء التي تمر عبر مادة ما إلى طاقة الضوء الساقط بالنفاذية.
تعتمد معاملات الانعكاس والإرسال على الخصائص البصرية والوسائط المجاورة لبعضها البعض وزاوية سقوط الضوء. لذلك ، إذا سقط الضوء على لوح زجاجي بشكل عمودي (زاوية السقوط α = 0) ، فعندئذٍ ينعكس 5٪ فقط من الطاقة الضوئية ، و 95٪ يمر عبر الواجهة. مع زيادة زاوية السقوط ، يزداد جزء الطاقة المنعكسة. بزاوية السقوط α = 90˚ يساوي واحدًا.
يمكن تتبع اعتماد شدة الضوء المنعكس والمرور عبر لوح زجاجي عن طريق وضع اللوحة في زوايا مختلفة لأشعة الضوء وتقدير شدتها بالعين.
ومن المثير للاهتمام أيضًا تقدير شدة الضوء المنعكس من سطح الخزان بالعين ، اعتمادًا على زاوية السقوط ، لملاحظة انعكاس أشعة الشمس من نوافذ المنزل بزوايا مختلفة من الحدوث خلال النهار ، عند الغروب ، عند شروق الشمس.
نظارات واقية
تنقل ألواح النوافذ العادية الأشعة الحرارية جزئيًا. من الجيد استخدامها في المناطق الشمالية وكذلك في الصوبات. في الجنوب ، المباني شديدة الحرارة بحيث يصعب العمل فيها. تأتي الحماية من أشعة الشمس إما لتغميق المبنى بالأشجار ، أو اختيار اتجاه مناسب للمبنى أثناء إعادة الهيكلة. كلاهما صعب في بعض الأحيان وغير ممكن دائمًا.
حتى لا ينقل الزجاج الأشعة الحرارية ، يتم تغطيته بأغشية رقيقة شفافة من أكاسيد المعادن. وهكذا ، فإن فيلم القصدير والأنتيمون لا ينقل أكثر من نصف الأشعة الحرارية ، والطلاءات التي تحتوي على أكسيد الحديد تعكس الأشعة فوق البنفسجية و 35-55٪ من الأشعة الحرارية.
يتم تطبيق حلول أملاح تشكيل الفيلم من مسدس الرش إلى سطح زجاجي ساخن أثناء المعالجة الحرارية أو التشكيل. عند درجات الحرارة المرتفعة ، تتحول الأملاح إلى أكاسيد مرتبطة بقوة بسطح الزجاج.
تصنع نظارات النظارات الواقية من الضوء بطريقة مماثلة.
انعكاس الضوء الداخلي الكلي
المنظر الجميل هو النافورة التي تضيء فيها النفاثات المقذوفة من الداخل. يمكن تصوير ذلك في ظل الظروف العادية بإجراء التجربة التالية (الشكل 1). في علبة صفيح عالية ، على ارتفاع 5 سم من القاع ، يجب حفر ثقب دائري ( أ) بقطر 5-6 ملم. يجب تغليف المصباح الكهربائي المزود بخرطوشة بعناية بورق السيلوفان ووضعه مقابل الفتحة. تحتاج إلى صب الماء في الجرة. فتح حفرة أ , نحصل على طائرة مضاءة من الداخل. في غرفة مظلمة ، تتوهج بشكل مشرق وتبدو رائعة للغاية. يمكن إعطاء النفاثة أي لون عن طريق وضع زجاج ملون في مسار أشعة الضوء. ب. إذا وضعت إصبعك في مسار الطائرة ، فسيتم رش الماء وتتوهج هذه القطرات بشكل مشرق.
تفسير هذه الظاهرة بسيط للغاية. يمر شعاع من الضوء على طول نفاثة من الماء ويصطدم بسطح منحني بزاوية أكبر من الحد ، ويختبر انعكاسًا داخليًا كليًا ، ثم يضرب مرة أخرى الجانب الآخر من التدفق بزاوية أكبر من الحد مرة أخرى. لذلك يمر الشعاع على طول الطائرة ، ينحني معها.
ولكن إذا انعكس الضوء تمامًا داخل الطائرة ، فلن يكون مرئيًا من الخارج. ينتشر جزء من الضوء بواسطة الماء ، وفقاعات الهواء والشوائب المختلفة الموجودة فيه ، وكذلك بسبب السطح غير المستوي للطائرة ، لذلك يمكن رؤيته من الخارج.
دليل ضوء أسطواني
إذا وجهت شعاعًا ضوئيًا في أحد طرفي أسطوانة زجاجية منحنية صلبة ، يمكنك أن ترى أن الضوء سيخرج من طرفه الآخر (الشكل 2) ؛ يكاد لا يهرب أي ضوء من خلال السطح الجانبي للأسطوانة. يتم تفسير مرور الضوء عبر أسطوانة زجاجية من خلال حقيقة أن الضوء يتعرض مرارًا وتكرارًا للسقوط على السطح الداخلي للأسطوانة بزاوية أكبر من الحد الأقصى. انعكاس كليويصل إلى النهاية.
كلما كانت الأسطوانة أرق ، كلما انعكس الشعاع في كثير من الأحيان وسيسقط الجزء الأكبر من الضوء على السطح الداخلي للأسطوانة بزوايا أكبر من الحد.
الماس والأحجار الكريمة
يوجد معرض لصندوق الماس الروسي في الكرملين.
الأضواء في القاعة خافتة بعض الشيء. تتألق إبداعات الجواهريين في واجهات المتاجر. هنا يمكنك رؤية الماس مثل "أورلوف" ، "شاه" ، "ماريا" ، "فالنتينا تيريشكوفا".
يكمن سر اللعب الجميل للضوء في الماس في حقيقة أن هذا الحجر له معامل انكسار عالٍ (ن = 2.4173) ونتيجة لذلك ، زاوية صغيرة من الانعكاس الداخلي الكلي (α = 24˚30 ′) وله تشتت أكبر ، مما يتسبب في تحلل الضوء الأبيض للألوان البسيطة.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تلاعب الضوء في الماس يعتمد على صحة قطعه. تعكس جوانب الماس الضوء بشكل متكرر داخل البلورة. نظرًا للشفافية العالية للماس عالي الجودة ، فإن الضوء الموجود بداخلها لا يفقد طاقته تقريبًا ، ولكنه يتحلل فقط إلى ألوان بسيطة ، ثم تنفجر أشعةها في اتجاهات مختلفة وغير متوقعة. عندما يتم قلب الحجر ، تتغير الألوان المنبثقة من الحجر ، ويبدو أن الحجر نفسه هو مصدر العديد من الأشعة الساطعة متعددة الألوان.
هناك ماسات مطلية باللون الأحمر والأزرق والأرجواني. تألق الماس يعتمد على قطعه. عند النظر إليه من خلال الماس المقطوع جيدًا في الضوء ، يظهر الحجر معتمًا تمامًا ، وتبدو بعض جوانبه سوداء فقط. وذلك لأن الضوء ، الذي يخضع للانعكاس الداخلي الكلي ، يخرج في الاتجاه المعاكس أو إلى الجانبين.
عندما تنظر إلى الجزء العلوي المقطوع من جانب العالم ، فإنه يلمع بألوان عديدة ، وفي الأماكن التي يلمع فيها. البريق اللامع للأوجه العلوية للماس يسمى تألق الماس. يبدو أن الجانب السفلي من الماس من الخارج مطلي بالفضة وله لمعان معدني.
الماس الأكثر شفافية وكبيرة بمثابة زخرفة. يستخدم الماس الصغير على نطاق واسع في التكنولوجيا كأداة قطع أو طحن للأدوات الآلية. يستخدم الماس لتقوية رؤوس أدوات الحفر لحفر الآبار في الصخور الصلبة. هذا الاستخدام للماس ممكن بسبب الصلابة الكبيرة التي تميزه. الأحجار الكريمة الأخرى في معظم الحالات هي بلورات أكسيد الألومنيوم مع مزيج من أكاسيد عناصر التلوين - الكروم (الياقوت) والنحاس (الزمرد) والمنغنيز (الجمشت). كما أنها صلبة ومتينة ولها لون جميل و "تلاعب بالضوء". في الوقت الحاضر ، يمكنهم الحصول بشكل مصطنع على بلورات كبيرة من أكسيد الألومنيوم وطلائها باللون المطلوب.
يتم تفسير ظاهرة تشتت الضوء من خلال تنوع ألوان الطبيعة. أجرى العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن مجموعة كاملة من التجارب البصرية على المنشور في القرن السابع عشر. أظهرت هذه التجارب أن الضوء الأبيض ليس هو الضوء الرئيسي ، بل يجب اعتباره مركبًا ("غير منتظم") ؛ أهمها ألوان مختلفة (أشعة "متجانسة" أو أشعة "أحادية اللون"). يحدث تحلل الضوء الأبيض إلى ألوان مختلفة لأن كل لون له درجة انكساره الخاصة به. تتوافق هذه الاستنتاجات التي توصل إليها نيوتن مع الأفكار العلمية الحديثة.
إلى جانب تشتت معامل الانكسار ، هناك تشتت لمعاملات امتصاص ونقل وانعكاس الضوء. هذا ما يفسر التأثيرات المختلفة في إضاءة الأجساد. على سبيل المثال ، إذا كان هناك جسم شفاف للضوء ، حيث تكون النفاذية كبيرة للضوء الأحمر ، وكان معامل الانعكاس صغيرًا ، بالنسبة للضوء الأخضر يكون العكس: النفاذية صغيرة ، والانعكاس كبير ، ثم في الضوء المنقول سيظهر الجسم باللون الأحمر والأخضر في الضوء المنعكس. تمتلك هذه الخصائص ، على سبيل المثال ، عن طريق الكلوروفيل ، وهي مادة خضراء موجودة في أوراق النباتات وتسبب اللون الاخضر. يكون محلول الكلوروفيل الموجود في الكحول باللون الأحمر عند رؤيته من خلال الضوء. في الضوء المنعكس ، يظهر نفس الحل باللون الأخضر.
إذا كان لدى بعض الجسم معامل امتصاص كبير ، وكانت معاملات النقل والانعكاس صغيرة ، فسيظهر مثل هذا الجسم باللون الأسود وغير شفاف (على سبيل المثال ، السخام). جسم معتم شديد البياض (مثل أكسيد المغنيسيوم) له انعكاس قريب من الوحدة لجميع الأطوال الموجية ، ونفاذية وامتصاص منخفضين للغاية. إن الجسم (الزجاج) الشفاف تمامًا للضوء له معاملات انعكاس وامتصاص منخفضة ونفاذية قريبة من الوحدة لجميع الأطوال الموجية. بالنسبة للزجاج الملون ، بالنسبة لبعض الأطوال الموجية ، تكون معاملات النفاذية والانعكاس مساوية عمليًا للصفر ، وبالتالي فإن قيمة معامل الامتصاص لنفس الأطوال الموجية قريبة من الوحدة.
الظواهر المرتبطة بانكسار الضوء
سراب
بعض أنواع السراب.من بين مجموعة متنوعة من السراب ، نفرد عدة أنواع: سراب "البحيرة" ، ويسمى أيضًا السراب السفلي ، والسراب المتفوق ، والسراب المزدوج والثلاثية ، وسراب الرؤية بعيد المدى للغاية.
السراب السفلي ("البحيرة") يحدث فوق سطح شديد الحرارة. على العكس من ذلك ، تنشأ السراب المتفوق فوق سطح مبرد بقوة ، على سبيل المثال ، فوق ماء بارد. إذا لوحظت السراب السفلي ، كقاعدة عامة ، في الصحاري والسهوب ، فسيتم ملاحظة السراب العلوي في خطوط العرض الشمالية.
سراب متفوقة متنوعة. في بعض الحالات تعطي صورة مباشرة ، وفي حالات أخرى تظهر صورة معكوسة في الهواء. يمكن أن تتضاعف السراب عند ملاحظة صورتين ، واحدة بسيطة والأخرى مقلوبة. يمكن فصل هذه الصور عن طريق شريط من الهواء (قد يكون أحدهما فوق الأفق والآخر تحته) ، ولكن قد يتم دمجهما مباشرة مع بعضهما البعض. في بعض الأحيان هناك صورة أخرى - الصورة الثالثة.
مذهلة بشكل خاص هي سراب الرؤية الطويلة للغاية. يصف K. Flammarion في كتابه "Atmosphere" مثالاً على مثل هذا السراب: "بناءً على شهادة العديد من الأشخاص الجديرين بالثقة ، يمكنني الإبلاغ عن سراب شوهد في مدينة Verviers (بلجيكا) في يونيو 1815. ذات صباح ، رأى سكان المدينة في جيش السماء ، ومن الواضح أنه كان من الممكن تمييز بدلات رجال المدفعية وحتى ، على سبيل المثال ، مدفع بعجلة مكسورة على وشك السقوط ... صباح معركة واترلو! تم تصوير السراب الموصوف على شكل لوحة مائية ملونة بواسطة أحد شهود العيان. المسافة من واترلو إلى فيرفيرز في خط مستقيم أكثر من 100 كيلومتر. هناك حالات لوحظت فيها مثل هذه السراب على مسافات كبيرة - تصل إلى 1000 كم. يجب أن يُنسب "الهولندي الطائر" على وجه التحديد إلى مثل هذه السراب.
شرح السراب السفلي.إذا كان الهواء الموجود على سطح الأرض شديد الحرارة ، وبالتالي فإن كثافته منخفضة نسبيًا ، فإن معامل الانكسار على السطح سيكون أقل مما هو عليه في طبقات الهواء الأعلى. تغيير معامل انكسار الهواء نمع الارتفاع حبالقرب من سطح الأرض للحالة قيد النظر مبين في الشكل 3 ، أ.
وفقًا للقاعدة المعمول بها ، سيتم ثني أشعة الضوء بالقرب من سطح الأرض في هذه الحالة بحيث يكون مسارها محدبًا لأسفل. دع المراقب يكون عند النقطة أ. شعاع الضوء من بعض المناطق السماء الزرقاءيضرب عين الراصد ، ويعاني من الانحناء المحدد. وهذا يعني أن الراصد سيرى القسم المقابل من السماء ليس فوق خط الأفق ، ولكن أسفله. سيبدو له أنه يرى الماء ، رغم أنه في الحقيقة أمامه صورة لسماء زرقاء. إذا تخيلنا وجود تلال أو أشجار نخيل أو أشياء أخرى بالقرب من الأفق ، فسوف يراها المراقب مقلوبة رأسًا على عقب بسبب الانحناء الملحوظ للأشعة ، وسيدركها على أنها انعكاسات للأشياء المقابلة في مياه غير موجودة. إذن هناك وهم ، وهو سراب "بحيرة".
سراب متفوقة بسيطة.يمكن افتراض أن الهواء الموجود على سطح الأرض أو الماء لا يتم تسخينه ، ولكن على العكس من ذلك ، يتم تبريده بشكل ملحوظ مقارنة بطبقات الهواء الأعلى ؛ يظهر التغيير في n مع الارتفاع h في الشكل 4 ، أ. يتم ثني أشعة الضوء في العلبة قيد الدراسة بحيث يكون مسارها محدبًا لأعلى. لذلك يمكن للمراقب الآن أن يرى الأشياء المخفية عنه وراء الأفق ، وسوف يراها في الأعلى وكأنها معلقة فوق خط الأفق. لذلك ، تسمى هذه السراب متفوقة.
يمكن أن ينتج السراب المتفوق صورًا منتصبة ومقلوبة. تحدث الصورة المباشرة الموضحة في الشكل عندما يتناقص معامل انكسار الهواء ببطء نسبيًا مع الارتفاع. مع انخفاض سريع في معامل الانكسار ، يتم تشكيل صورة معكوسة. يمكن التحقق من ذلك من خلال النظر في حالة افتراضية - يتناقص معامل الانكسار عند ارتفاع معين h بشكل مفاجئ (الشكل 5). تتعرض أشعة الجسم ، قبل أن تصل إلى المراقب A ، إلى انعكاس داخلي كلي من الحدود BC ، والتي يوجد تحتها ، في هذه الحالة ، هواء أكثر كثافة. يمكن ملاحظة أن السراب المتفوق يعطي صورة مقلوبة للكائن. في الواقع ، لا توجد حدود تشبه القفزة بين طبقات الهواء ، يحدث الانتقال تدريجيًا. ولكن إذا تم ذلك بشكل حاد بدرجة كافية ، فإن السراب المتفوق سيعطي صورة مقلوبة (الشكل 5).
سراب مزدوج وثلاثي.إذا تغير معامل انكسار الهواء أولاً بسرعة ثم ببطء ، فإن الأشعة في المنطقة I سوف تنحني أسرع من المنطقة II. نتيجة لذلك ، تظهر صورتان (الشكل 6 ، 7). تنتشر أشعة الضوء 1 داخل منطقة الهواء ، فأنا أقوم بتشكيل صورة مقلوبة للكائن. الحزم 2 ، التي تنتشر بشكل أساسي داخل المنطقة II ، منحنية بدرجة أقل وتشكل صورة مستقيمة.
لفهم كيفية ظهور السراب الثلاثي ، يجب على المرء أن يتخيل ثلاث مناطق هوائية متتالية: الأولى (بالقرب من السطح نفسه) ، حيث يتناقص معامل الانكسار ببطء مع الارتفاع ، والأخرى ، حيث يتناقص معامل الانكسار بسرعة ، والمنطقة الثالثة ، حيث يتناقص معامل الانكسار ببطء مرة أخرى. يوضح الشكل التغيير المدروس في معامل الانكسار مع الارتفاع. يوضح الشكل كيف يحدث السراب الثلاثي. تشكل الأشعة 1 الصورة السفلية للكائن ، وتنتشر داخل منطقة الهواء 1. تشكل الأشعة 2 صورة مقلوبة ؛ أنا أسقط في المنطقة الهوائية الثانية ، هذه الأشعة تعاني من انحناء قوي. تشكل الحزم 3 الصورة المباشرة العلوية للكائن.
ميراج رؤية طويلة جدا.طبيعة هذه السراب هي الأقل دراسة. من الواضح أن الغلاف الجوي يجب أن يكون شفافًا وخاليًا من بخار الماء والتلوث. لكن هذا لا يكفى. يجب أن تتكون طبقة مستقرة من الهواء المبرد على ارتفاع معين فوق سطح الأرض. تحت هذه الطبقة وفوقها ، يجب أن يكون الهواء أكثر دفئًا. شعاع الضوء الذي يسقط داخل طبقة كثيفة من الهواء البارد "مغلق" بداخله وينتشر فيه كنوع من دليل الضوء. مسار الشعاع في الشكل 8 محدب طوال الوقت باتجاه المناطق الأقل كثافة في الهواء.
يمكن تفسير ظهور السراب البعيد جدًا عن طريق انتشار الأشعة داخل "أدلة الضوء" هذه ، والتي تنتجها الطبيعة أحيانًا.
قوس المطر
قوس قزح ظاهرة سماوية جميلة جذبت انتباه الإنسان دائمًا. في الأيام الخوالي ، عندما كان الناس لا يزالون يعرفون القليل عن العالم من حولهم ، كان قوس قزح يعتبر "علامة سماوية". لذلك ، اعتقد الإغريق القدماء أن قوس قزح هو ابتسامة الإلهة إيريدا.
لوحظ قوس قزح في الاتجاه المعاكس للشمس ، على خلفية السحب أو المطر. يوجد قوس متعدد الألوان عادة على مسافة 1-2 كم من المراقب ، وأحيانًا يمكن ملاحظته على مسافة 2-3 متر على خلفية قطرات الماء التي تشكلت بواسطة النوافير أو رشاشات الماء.
يقع مركز قوس قزح على استمرار الخط المستقيم الذي يربط بين الشمس وعين المراقب - على الخط المضاد للشمس. الزاوية بين اتجاه قوس قزح الرئيسي والخط المضاد للشمس هي 41-42º (الشكل 9).
في وقت شروق الشمس ، تكون النقطة المضادة للشمس (النقطة M) على خط الأفق ويبدو قوس قزح مثل نصف دائرة. عندما تشرق الشمس ، تنخفض النقطة المضادة للشمس تحت الأفق ويقل حجم قوس قزح. إنه جزء فقط من دائرة.
غالبًا ما يكون هناك قوس قزح ثانوي ، متحد المركز مع الأول ، بنصف قطر زاوي يبلغ حوالي 52 درجة مئوية وترتيب معكوس للألوان.
عند ارتفاع الشمس 41 درجة ، يتوقف قوس قزح الرئيسي عن الظهور ويظهر جزء فقط من قوس قزح الثانوي فوق الأفق ، وعند ارتفاع الشمس لأكثر من 52 درجة ، لا يكون قوس قزح الثانوي مرئيًا أيضًا. لذلك ، في خطوط العرض الاستوائية الوسطى ، لا تُلاحظ هذه الظاهرة الطبيعية أبدًا خلال ساعات الظهيرة القريبة.
يحتوي قوس قزح على سبعة ألوان أساسية تنتقل بسلاسة من لون إلى آخر.
يعتمد شكل القوس ، وسطوع الألوان ، وعرض الخطوط على حجم قطرات الماء وعددها. قطرات كبيرة تخلق قوس قزح أضيق ، مع ألوان بارزة بشكل حاد ، القطرات الصغيرة تخلق قوسًا ضبابيًا وباهتًا وحتى أبيض. هذا هو السبب في ظهور قوس قزح ضيق ومشرق في الصيف بعد عاصفة رعدية ، تسقط خلالها قطرات كبيرة.
تم تقديم نظرية قوس قزح لأول مرة في عام 1637 من قبل رينيه ديكارت. وأوضح قوس قزح كظاهرة مرتبطة بانعكاس وانكسار الضوء في قطرات المطر.
تم شرح تشكيل الألوان وتسلسلها لاحقًا ، بعد كشف الطبيعة المعقدة للضوء الأبيض وتشتت في وسط. تم تطوير نظرية حيود قوس قزح بواسطة Airy and Partner.
يمكن اعتباره أبسط حالة: دع شعاع من أشعة الشمس المتوازية يسقط على قطرات لها شكل كرة (الشكل 10). حادث شعاع على سطح قطرة عند النقطة A ينكسر بداخله وفقًا لقانون الانكسار:
n sin α = n sin β ، حيث n = 1 ، n≈1.33 -
مؤشرات انكسار الهواء والماء ، على التوالي ، α هي زاوية السقوط ، و هي زاوية انكسار الضوء.
داخل القطرة ، يتحرك الشعاع AB في خط مستقيم. عند النقطة B ، تنكسر الحزمة جزئيًا وتنعكس جزئيًا. وتجدر الإشارة إلى أنه كلما كانت زاوية الوقوع أصغر عند النقطة B ، وبالتالي عند النقطة A ، انخفضت شدة الحزمة المنعكسة وزادت شدة الحزمة المنكسرة.
يحدث الشعاع AB بعد الانعكاس عند النقطة B بزاوية β` = β b يصل إلى النقطة C ، حيث يحدث أيضًا انعكاس جزئي وانكسار جزئي للضوء. يترك الشعاع المنكسر السقوط بزاوية γ ، بينما يمكن للشعاع المنعكس أن يذهب أبعد من ذلك ، إلى النقطة D ، إلخ. وهكذا ، يخضع شعاع الضوء في القطرة لانعكاسات وانكسارات متعددة. مع كل انعكاس ، تخرج بعض أشعة الضوء وتقل شدتها داخل السقوط. أقوى الأشعة الخارجة في الهواء هي الشعاع المنبثق من السقوط عند النقطة B. ولكن من الصعب ملاحظتها ، لأنها تضيع على خلفية ضوء الشمس المباشر الساطع. تخلق الأشعة المنكسرة عند النقطة C معًا قوس قزح أساسيًا على خلفية سحابة مظلمة ، وتعطي الأشعة المنكسرة عند النقطة D قوس قزح ثانويًا ، وهو أقل كثافة من القوس الأساسي.
عند التفكير في تكوين قوس قزح ، يجب مراعاة ظاهرة أخرى - الانكسار غير المتكافئ لموجات الضوء ذات الأطوال المختلفة ، أي أشعة الضوء لون مختلف. هذه الظاهرة تسمى التشتت. بسبب التشتت ، تختلف زوايا الانكسار γ وزاوية انحراف الأشعة Θ في القطرة بالنسبة للأشعة ذات الألوان المختلفة.
غالبًا ما نرى قوس قزح واحدًا. ليس من غير المألوف أن يظهر خطان قوس قزح في نفس الوقت في السماء ، يقع واحدًا تلو الآخر ؛ لوحظ عدد أكبر من الأقواس السماوية - ثلاثة وأربعة وحتى خمسة في نفس الوقت. لاحظ لينينغرادرس هذه الظاهرة المثيرة للاهتمام في 24 سبتمبر 1948 ، عندما ظهرت أربعة أقواس قزح بين السحب فوق نهر نيفا في فترة ما بعد الظهر. اتضح أن قوس قزح يمكن أن ينشأ ليس فقط من الأشعة المباشرة ؛ غالبًا ما يظهر في أشعة الشمس المنعكسة. يمكن رؤية هذا على شواطئ خلجان البحر ، أنهار كبيرةوالبحيرات. ثلاثة أو أربعة أقواس قزح - عادية ومنعكسة - تخلق أحيانًا صورة جميلة. نظرًا لأن أشعة الشمس المنعكسة من سطح الماء تنتقل من الأسفل إلى الأعلى ، فإن قوس قزح المتكون في الأشعة قد يبدو أحيانًا غير عادي تمامًا.
يجب ألا تعتقد أنه يمكن ملاحظة قوس قزح خلال النهار فقط. يحدث ذلك في الليل ، ومع ذلك ، دائمًا ما يكون ضعيفًا. يمكنك أن ترى مثل هذا قوس قزح بعد مطر ليلي ، عندما ينظر القمر من وراء الغيوم.
يمكن الحصول على بعض مظاهر قوس قزح من هذه التجربة: تحتاج إلى إضاءة قارورة مملوءة بالماء ضوء الشمسأو مصباح من خلال ثقب في السبورة. بعد ذلك سيصبح قوس قزح مرئيًا بوضوح على السبورة ، وستكون زاوية تباعد الأشعة مقارنة بالاتجاه الأولي حوالي 41-42 درجة. في ظل الظروف الطبيعية ، لا توجد شاشة ، تظهر الصورة على شبكية العين ، وتعرض العين هذه الصورة على الغيوم.
إذا ظهر قوس قزح في المساء قبل غروب الشمس ، فسيتم ملاحظة قوس قزح أحمر. في الدقائق الخمس أو العشر الأخيرة قبل غروب الشمس ، تختفي جميع ألوان قوس قزح ، باستثناء اللون الأحمر ، ويصبح ساطعًا جدًا ومرئيًا حتى بعد عشر دقائق من غروب الشمس.
مشهد جميل هو قوس قزح على الندى. يمكن ملاحظته عند شروق الشمس على العشب المغطى بالندى. قوس قزح على شكل القطع الزائد.
الشفق
الشفق القطبي من أجمل الظواهر البصرية في الطبيعة.
في معظم الحالات ، يكون الشفق القطبي أخضر أو أزرق مخضر اللون ، مع وجود بقع أو حدود عرضية من اللون الوردي أو الأحمر.
لوحظ الشفق القطبي في شكلين رئيسيين - في شكل شرائط وفي شكل بقع تشبه السحابة. عندما يكون الإشراق شديدًا ، فإنه يأخذ شكل شرائط. تفقد شدتها ، وتتحول إلى بقع. ومع ذلك ، تختفي العديد من الشرائط قبل أن تنقسم إلى بقع. يبدو أن الشرائط معلقة في الفضاء المظلم من السماء ، على شكل ستارة أو ستارة عملاقة ، تمتد عادة من الشرق إلى الغرب لآلاف الكيلومترات. يبلغ ارتفاع هذه الستارة عدة مئات من الكيلومترات ، ولا يتجاوز سمكها عدة مئات من الأمتار ، وهي حساسة وشفافة لدرجة أنه يمكن رؤية النجوم من خلالها. يتم تحديد الحافة السفلية للستارة بشكل حاد وواضح وغالبًا ما تكون ملونة باللون الأحمر أو الوردي ، تذكرنا بحدود الستارة ، ويفقد الجزء العلوي تدريجياً في الارتفاع وهذا يخلق انطباعًا رائعًا بشكل خاص عن عمق الفضاء.
هناك أربعة أنواع من الشفق القطبي:
قوس متجانس - يحتوي الشريط المضيء على أبسط أشكاله وأكثرها هدوءًا. إنه أكثر إشراقًا من الأسفل ويختفي تدريجياً إلى أعلى على خلفية وهج السماء ؛
قوس مشع - يصبح الشريط أكثر نشاطًا وتنقلًا إلى حد ما ، ويشكل طيات وتيارات صغيرة ؛
شريط مشع - مع زيادة النشاط ، يتم تثبيت الطيات الكبيرة على الطيات الصغيرة ؛
مع زيادة النشاط ، تتوسع الطيات أو الحلقات إلى مقاس عملاق، تتوهج الحافة السفلية للشريط ببراعة مع توهج وردي. عندما ينحسر النشاط ، تختفي التجاعيد ويعود الشريط إلى شكل موحد. هذا يشير إلى أن هيكل متجانسهو الشكل الرئيسي للشفق القطبي ، وترتبط الطيات بزيادة النشاط.
غالبًا ما يكون هناك شفق قطبي من نوع مختلف. إنهم يلتقطون المنطقة القطبية بأكملها وهم مكثفون للغاية. تحدث أثناء الزيادة النشاط الشمسي. تظهر هذه الأضواء كغطاء أخضر مائل للبياض. تسمى هذه الشفق القطبي العواصف.
وفقًا لسطوع الشفق ، يتم تقسيمها إلى أربع فئات ، تختلف عن بعضها البعض بترتيب واحد من حيث الحجم (أي 10 مرات). تشمل الفئة الأولى الشفق القطبي ، بالكاد ملحوظ ومتساوٍ تقريبًا في السطوع درب التبانة، التألق الصف الرابعتضيء الأرض بشكل مشرق مثل البدر.
وتجدر الإشارة إلى أن الشفق الذي نشأ ينتشر إلى الغرب بسرعة 1 كم / ثانية. ترتفع درجة حرارة الطبقات العليا من الغلاف الجوي في منطقة توهجات الشفق القطبي واندفاعها لأعلى ، مما أثر على التباطؤ المعزز للأقمار الصناعية للأرض التي تمر عبر هذه المناطق.
خلال الشفق ، تظهر الدوامات في الغلاف الجوي للأرض. التيارات الكهربائيةتغطي مساحات كبيرة. إنها تثير مجالات مغناطيسية إضافية غير مستقرة ، ما يسمى بالعواصف المغناطيسية. أثناء الشفق ، يُصدر الغلاف الجوي أشعة سينية ، والتي يبدو أنها نتيجة تباطؤ الإلكترون في الغلاف الجوي.
غالبًا ما تكون الومضات الشديدة من التألق مصحوبة بأصوات تشبه الضوضاء والطقطقة. تسبب الشفق القطبي تغيرات قوية في طبقة الأيونوسفير ، والتي بدورها تؤثر على ظروف الراديو. في معظم الحالات ، تتدهور الاتصالات اللاسلكية بشكل كبير. يوجد تداخل قوي وأحيانًا فقد كامل للاستقبال.
كيف يحدث الشفق.الأرض مغناطيس ضخم القطب الجنوبيالتي تقع بالقرب من الشمال القطب الجغرافيوالشمالية قريبة من الجنوب. خطوط قوة المجال المغناطيسي للأرض ، تسمى الخطوط المغناطيسية الأرضية ، تخرج من المنطقة المجاورة للقطب المغناطيسي الشمالي للأرض ، وتغطي أرضويدخلها في منطقة القطب المغناطيسي الجنوبي ، وتشكل شبكة حلقية حول الأرض.
منذ فترة طويلة يعتقد أن موقع المغناطيسية خطوط القوةمتماثل حول محور الأرض. الآن اتضح أن ما يسمى بـ "الرياح الشمسية" - تيار من البروتونات والإلكترونات المنبعثة من الشمس - يضرب الغلاف الجيومغناطيسي للأرض من ارتفاع حوالي 20000 كيلومتر ، ويسحبها بعيدًا عن الشمس ، وتشكل نوع من "الذيل" المغناطيسي بالقرب من الأرض.
يتحرك الإلكترون أو البروتون الذي سقط في المجال المغناطيسي للأرض في دوامة ، كما لو كان يلف نفسه على خط مغناطيسي أرضي. تنقسم الإلكترونات والبروتونات التي سقطت من الرياح الشمسية إلى المجال المغناطيسي للأرض إلى قسمين. يتدفق بعضها عبر خطوط المجال المغناطيسي مباشرة إلى المناطق القطبية للأرض ؛ يدخل البعض الآخر داخل الترويد ويتحرك بداخله ، كما هو ممكن وفقًا لقاعدة اليد اليسرى ، على طول المنحنى المغلق ABC. تتدفق هذه البروتونات والإلكترونات في النهاية على طول الخطوط المغناطيسية الأرضية إلى منطقة القطبين ، حيث يحدث تركيزهم المتزايد. تنتج البروتونات والإلكترونات تأينًا وإثارة للذرات وجزيئات الغازات. للقيام بذلك ، لديهم طاقة كافية ، حيث تصل البروتونات إلى الأرض بطاقات 10000-20000 eV (1 eV = 1.6 10 J) ، والإلكترونات بطاقات 10-20 eV. من أجل تأين الذرات ، من الضروري: للهيدروجين - 13.56 فولت ، للأكسجين - 13.56 فولت ، للنيتروجين - 124.47 فولت ، وحتى أقل للإثارة.
تعيد ذرات الغاز المستثارة الطاقة المتلقاة على شكل ضوء ، تمامًا كما يحدث في الأنابيب ذات الغاز المخلخل عندما تمر التيارات من خلالها.
تظهر الدراسة الطيفية أن الوهج الأخضر والأحمر ينتمي إلى ذرات الأكسجين المثارة والأشعة تحت الحمراء والبنفسجية - إلى جزيئات النيتروجين المتأينة. تتشكل بعض خطوط انبعاث الأكسجين والنيتروجين على ارتفاع 110 كم ، ويتكون الوهج الأحمر للأكسجين على ارتفاع 200-400 كم. مصدر ضعيف آخر للضوء الأحمر هو ذرات الهيدروجين التي تشكلت في الغلاف الجوي العلوي من البروتونات القادمة من الشمس. بعد التقاط إلكترون ، يتحول مثل هذا البروتون إلى ذرة هيدروجين مثارة وينبعث منها ضوء أحمر.
تحدث مشاعل الشفق القطبي عادةً بعد يوم أو يومين من التوهجات الشمسية. هذا يؤكد العلاقة بين هذه الظواهر. أظهرت دراسة باستخدام الصواريخ أنه في الأماكن ذات الشفق القطبي الأعلى يكون هناك تأين أكبر للغازات بواسطة الإلكترونات.
في في الآونة الأخيرةوجد العلماء أن الشفق أكثر كثافة بالقرب من سواحل المحيطات والبحار.
لكن التفسير العلمي لكل الظواهر المرتبطة بها الشفق القطبية، يواجه عددًا من الصعوبات. على سبيل المثال ، الآلية الدقيقة لتسريع الجسيمات إلى الطاقات المشار إليها غير معروفة ، ومساراتها في الفضاء القريب من الأرض ليست واضحة تمامًا ، ولا يتقارب كل شيء كميًا في توازن الطاقة للتأين وإثارة الجسيمات ، آلية تكوين اللمعان ليس واضحًا تمامًا. أنواع مختلفة، أصل الأصوات غير واضح.
المؤلفات:
5. "القاموس الموسوعي لعالم فيزيائي شاب" ، جمعه في. أ. تشويانوف ، دار النشر "بيداغوجي" ، موسكو ، 1984.
6. "كتيب تلميذ في الفيزياء" ، مترجم - المجتمع اللغوي "سلوفو" ، موسكو ، 1995.
7. "Physics 11"، N. M. Shakhmaev، S. N. Shakhmaev، D. Sh. Shodiev، Prosveshchenie Publishing House، Moscow، 1991.
8. "حل المشاكل في الفيزياء" ، V. A. Shevtsov ، Nizhne-Volzhskoe دار نشر الكتاب، فولجوجراد ، 1999.
العم فانيا مؤامرة المسرحية. "العم إيفان. الموقف من أستاذ الآخرين
تساخيس الصغير ، الملقب بزينوبر
مايكوف ، أبولون نيكولايفيتش - سيرة ذاتية قصيرة