Оптические явления в природе - реферат

Оптические явления в природе - реферат

Волгоградская городская гимназия №1

Экзаменационная работа

по физике на тему:

«Оптические явления в природе»

Выполнили

ученицы 9класса «Б»

Покусаева В.О.

Трубникова М.В.

2001 год

План

1. Введение

а) Что такое оптика?

б) Виды оптики

в) Роль оптики в развитии современной физики

2. Явления, связанные с отражением света

а) Предмет и его отражение

б) Зависимость коэффициента отражения от угла падения света

в Оптические явления в природе - реферат) Защитные стекла

д) Полное отражение света

е) Цилиндрический световод

ж) Алмазы и самоцветы

3. Явления, связанные с преломлением света

а) Мираж

б) Радуга

4. Полярные сияния

Введение

Что такое оптика?

1-ые представления старых ученых о свете были очень наивны. Числилось, что из глаз выходят особенные тонкие щупальцы и зрительные воспоминания появляются при ощупывании ими предметов. Тогда под Оптические явления в природе - реферат оптикой понимали науку о зрении. Конкретно таковой четкий смысл слова «оптика». В средние века оптика равномерно из науки о зрении перевоплотился в науку о свете, этому содействовало изобретение линз и камеры-обскуры. В современное время оптика - это раздел физики, в каком исследуется испускание света, его распространение в разных средах Оптические явления в природе - реферат и взаимодействие с веществом. Что все-таки касается вопросов, связанных со зрением, устройство и функционирование глаза, то они выделились в особое научное направление, называемое физиологической оптикой.

Виды оптики

При рассмотрении многих оптических явлений можно воспользоваться представлением о световых лучах – геометрических линиях, повдоль которых распространяется световая энергия. В данном случае молвят Оптические явления в природе - реферат о геометрической (лучевой) оптике.

Геометрическая оптика обширно употребляется в светотехнике и при рассмотрении действий бессчетных устройств и устройств – начиная от лупы и очков и кончая сложнейшими оптическими микроскопами и телескопами.

Сначала XIX века развернулись насыщенные исследования открытых ранее явлений интерференции, дифракции и поляризации света. Эти явления не находили разъяснения Оптические явления в природе - реферат в рамках геометрической оптики, нужно было рассматривать свет в виде поперечных волн. Так появилась волновая оптика. Сначало считали, что свет - это упругие волны в некой среде (мировом эфире), которая как будто заполняет все мировое место.

В 1864 году британский физик Джеймс Максвелл сделал электрическую теорию света, согласно которой волны света – это Оптические явления в природе - реферат электрические волны с подходящим спектром длин.

Исследования, выполненные сначала XX века, проявили, что для разъяснения неких явлений, к примеру фотоэффекта, нужно представить световой пучок в виде потока типичных частиц – световых квантов (фотонов). Еще 200 годов назад Исаак Ньютон придерживался аналогичной точки зрения на природу света в собственной «теории истечения света». Сейчас Оптические явления в природе - реферат представление о световых квантах изучает квантовая оптика.

Роль оптики в развитии современной физики.

Роль оптики в развитии современной физики велика. Появление 2-ух более принципиальных и революционных теорий двадцатого столетия (квантовой механики и теории относительности) в значимой мере связано с оптическими исследовательскими работами. Оптические способы анализа вещества на молекулярном уровне Оптические явления в природе - реферат породили особое научное направление – молекулярную оптику. К ней тесновато примыкает оптическая спектроскопия, используемая в современном материаловедении, при исследовательских работах плазмы, в астрофизике. Есть также электрическая и нейтронная оптики; сделаны электрический микроскоп и нейтронное зеркало. Разработаны оптические модели атомных ядер.

Содействуя развитию различных направлений современной физики, оптика в Оптические явления в природе - реферат то же время и сама переживает сейчас период бурного развития. Основной толчок этому развитию отдало изобретение насыщенных источников когерентного света – лазеров. В итоге волновая оптика поднялась на более высшую ступень, подобающую когерентной оптике. Тяжело даже перечислить все новые научно-технические направления, развивающиеся благодаря возникновению лазеров. Посреди их нелинейная оптика Оптические явления в природе - реферат, голография, радиооптика, пикосекундная оптика, адаптивная оптика и другие. Радиооптика появилась на стыке радиотехники и оптики; она изучит оптические способы передачи и обработки инфы. Эти способы обычно соединяют с классическими электрическими способами; в итоге сложилось научно-техническое направление, называемое оптоэлектронникой. Передача световых сигналов по диэлектрическим волокнам составляет предмет волоконной оптики. Используя заслуги Оптические явления в природе - реферат нелинейной оптики, можно исправлять волновой фронт светового пучка, искажающийся при распространении света в той либо другой среде, к примеру в атмосфере либо в воде. В итоге появилась и активно развивается так именуемая адоптивная оптика. К ней тесновато примыкает зарождающаяся на наших очах фотоэнергетика, занимающаяся, а именно, вопросами действенной Оптические явления в природе - реферат передачи световой энергии по лучу света. Современная лазерная техника позволяет получать световые импульсы продолжительностью порядка всего только пикосекунды. Такие импульсы оказываются уникальным «инструментом» для исследования целого ряда быстропротекающих процессов в веществе, и а именно в био структурах. Появилось и развивается особое направление – пикосекундная оптика; к нему тесновато Оптические явления в природе - реферат примыкает фотобиология. Можно без преувеличения сказать, что обширное практическое внедрение достижений современной оптики – непременное условие научно-технического прогресса. Оптика открыла людскому разуму дорогу в микромир, она же позволила ему просочиться в потаенны звездных миров. Оптика обхватывает все стороны нашей практической деятельности.

Явления, связанные с отражением света.

Предмет и его отражение

То Оптические явления в природе - реферат, что отраженный в стоячей воде пейзаж не отличается от реального, а только перевернут «вверх ногами» далековато не так.

Если человек поглядит поздним вечерком, как отражаются в воде осветительные приборы либо как отражается сберегал, спускающийся к воде, то отражение покажется ему укороченным и совершенно «исчезнет», если наблюдающий находится Оптические явления в природе - реферат высоко над поверхностью воды. Также никогда нельзя узреть отражение вершины камня, часть которого погружена в воду.

Пейзаж видится наблюдающему таким, как если б на него смотрели из точки, находящейся на столько поглубже поверхности воды, как глаз наблюдающего находится выше поверхности. Разница меж пейзажем и его изображением миниатюризируется по мере приближения глаза к Оптические явления в природе - реферат поверхности воды, а так же по мере удаления объекта.

Нередко людям кажется, что отражение в пруду кустов и деревьев отличается большей яркостью красок и насыщенностью тонов. Эту особенность также можно увидеть, следя отражение предметов в зеркале. Тут огромную роль играет психологическое восприятие, чем физическая сторона явления. Рама зеркала, берега Оптические явления в природе - реферат пруда ограничивают маленький участок пейзажа, ограждая боковое зрение человека от лишнего растерянного света, поступающего со всего небосклона и ослепляющего наблюдающего, другими словами он глядит на маленькой участок пейзажа вроде бы через черную неширокую трубу. Уменьшение яркости отраженного света по сопоставлению с прямым упрощает людям наблюдение неба, туч и других Оптические явления в природе - реферат яркоосвещенных предметов, которые при прямом наблюдении оказывается очень броским для глаза.

Зависимость коэффициента отражения от угла падения света.

На границе 2-ух прозрачных сред свет отчасти отражается, отчасти проходит в другую среду и преломляется, отчасти поглощается средой. Отношение отраженной энергии к падающей именуют коэффициентом отражения. Отношение энергии Оптические явления в природе - реферат света, прошедшего через вещество, к энергии падающего света именуют коэффициентом пропускания.

Коэффициенты отражения и пропускания зависят от оптических параметров, граничащих меж собой сред и угла падения света. Так, если свет падает на стеклянную пластинку перпендикулярно (угол падения α=0), то отражается всего только 5% световой энергии, а 95% проходит через границу раздела. При увеличении Оптические явления в природе - реферат угла падения толика отраженной энергии растет. При угле падения α=90˚ она равна единице.

Зависимость интенсивности отраженного и проходящего через стеклянную пластинку света можно проследить, располагая пластинку под разными углами к световым лучам и оценивая интенсивность на глаз.

Любопытно также оценить на глаз интенсивность света, отраженного от поверхности водоема, зависимо от угла падения Оптические явления в природе - реферат, пронаблюдать отражение солнечных лучей от окон дома при разных углах падения деньком, при закате, восходе светила.

Защитные стекла

Обыденные оконные стекла отчасти пропускают термические лучи. Это отлично для использования их в северных районах, также для парников. На юге же помещения так перенагреваются, что работать в их тяжело. Защита Оптические явления в природе - реферат от Солнца сводится или к затемнению строения деревьями, или к выбору подходящей ориентации строения при перестройке. И то и это время от времени бывает затруднительным и не всегда выполнимым.

Для того чтоб стекло не пропускало термические лучи, его покрывают тонкими прозрачными пленками окислов металлов. Так, оловянно-сурьмяная Оптические явления в природе - реферат пленка не пропускает больше половины термических лучей, а покрытия содержащие окись железа, стопроцентно отражают ультрафиолетовые лучи и 35-55% термических.

Смеси пленкообразующих солей наносят из пульверизатора на жаркую поверхность стекла во время его термический обработки либо формования. При высочайшей температуре соли перебегают в окиси, прочно связанные с поверхностью стекла.

Схожим образом Оптические явления в природе - реферат изготовляют стекла для светозащитных очков.

Полное внутреннее отражение света

Прекрасное зрелище представляет собой фонтан, у которого выкидываемые струи освещаются изнутри. Это можно изобразить в обыденных критериях, проделав последующий опыт (рис. 1). В высочайшей консервной банке на высоте 5 см от дна нужно просверлить круглое отверстие (а ) поперечником 5-6 мм. Электронную лампочку с патроном Оптические явления в природе - реферат нужно аккуратненько обернуть целлофановой бумагой и расположить ее напротив отверстия. В банку нужно налить воды. Открыв отверстие а , получим струю, которая будет освещена изнутри. В черной комнате она ярко сияет и опят смотрится очень красиво. Струе можно придать всякую расцветку, поместив на пути лучей света цветное стекло б . Если на пути Оптические явления в природе - реферат струи подставить палец, то вода разбрызгивается и эти капельки ярко сияют.

Разъяснение этого явления достаточно обычное. Луч света проходит повдоль струи воды и попадает на изогнутую поверхность под углом, огромным предельного, испытывает полное внутреннее отражение, а потом снова попадает на обратную сторону струи под углом снова больше Оптические явления в природе - реферат предельного. Так луч проходит повдоль струи изгибаясь совместно с ней.

Но если б свет вполне отражался снутри струи, то она не была бы видна снаружи. Часть света рассеивается водой, пузырьками воздуха и разными примесями, имеющимися в ней, также вследствие неровностей поверхности струи, потому она видна снаружи.

Цилиндрический световод Оптические явления в природе - реферат

Если навести световой пучок в один торец сплошного стеклянного изогнутого цилиндра, можно увидеть, что свет будет выходить из его другого торца (рис. 2); через боковую поверхность цилиндра свет практически не выходит. Прохождение света по стеклянному цилиндру разъясняется тем, что, падая на внутреннюю поверхность цилиндра под углом, больше предельного, свет неоднократно Оптические явления в природе - реферат испытывает полное отражение и добивается конца.

Чем тоньше цилиндр, тем почаще будут происходить отражения луча и тем большая часть света будет падать на внутреннюю поверхность цилиндра под углами, большенными предельного.

Алмазы и самоцветы

В Кремле существует выставка алмазного фонда Рф.

В зале свет немного приглушен. В витринах сверкают творения ювелиров. Тут Оптические явления в природе - реферат можно узреть такие алмазы, как «Орлов», «Шах», «Мария», «Валентина Терешкова».

Секрет прелестной игры света в алмазах, состоит в том, что этот камень имеет высочайший показатель преломления (n=2,4173) и вследствие этого малый угол полного внутреннего отражения (α=24˚30′) и обладает большей дисперсией, вызывающей разложение белоснежного света на обыкновенные цвета.

Не Оптические явления в природе - реферат считая того, игра света в алмазе находится в зависимости от корректности его огранки. Грани алмаза неоднократно отражают свет снутри кристалла. Вследствие большой прозрачности алмазов высочайшего класса свет снутри их практически не теряет собственной энергии, а только разлагается на обыкновенные цвета, лучи которых потом вырываются наружу в разных, самых внезапных направлениях Оптические явления в природе - реферат. При повороте камня изменяются цвета, исходящие из камня, и кажется, что сам он является источником многих ярчайших разноцветных лучей.

Встречаются алмазы, окрашенные в красноватый, голубоватый и сиреневый цвета. Сияние алмаза находится в зависимости от его огранки. Если глядеть через отлично ограненный водяно-прозрачный бриллиант на свет, то камень кажется Оптические явления в природе - реферат совсем непрозрачным, а некие его грани смотрятся просто темными. Это происходит поэтому, что свет, претерпевая полное внутреннее отражение, выходит в оборотном направлении либо в стороны.

Если глядеть на верхнюю огранку со стороны света, она светится многими цветами, а местами поблескивает. Колоритное сверкание верхних граней бриллианта именуют алмазным блеском. Нижняя Оптические явления в природе - реферат сторона бриллианта снаружи кажется вроде бы посеребренной и отливает железным блеском.

Более прозрачные и большие алмазы служат украшением. Маленькие алмазы находят обширное применение в технике в качестве режущего либо шлифующего инструмента для металлообрабатывающих станков. Алмазами армируют головки бурильного инструмента для проходки скважин в жестких породах. Такое применение алмаза может быть Оптические явления в природе - реферат из-за большой отличающей его твердости. Другие драгоценные камешки почти всегда являются кристаллами окиси алюминия с примесью окислов окрашивающих частей – хрома (рубин), меди (изумруд), марганца (аметист). Они также отличаются твердостью, прочностью и владеют прекрасной расцветкой и «игрой света». В текущее время могут получать искусственным методом большие кристаллы окиси Оптические явления в природе - реферат алюминия и окрашивать их в хотимый цвет.

Явления дисперсии света разъясняют разнообразием красок природы. Целый комплекс оптических тестов с призмами в XVII веке провел британский ученый Исаак Ньютон. Эти опыты проявили, что белоснежный свет не является главным, его нужно рассматривать как составной («неоднородный»); основными же являются разные цвета Оптические явления в природе - реферат («однородные» лучи, либо «монохроматические» лучи). Разложение белоснежного света на разные цвета происходит по той причине, что каждому цвету соответствует своя степень преломляемости. Эти выводы, изготовленные Ньютоном, согласуются с современными научными представлениями.

Вместе с дисперсией коэффициента преломления наблюдается дисперсия коэффициентов поглощения, пропускания и отражения света. Этим объясняются различные эффекты при освещении тел Оптические явления в природе - реферат. К примеру, если имеется какое-то прозрачное для света тело, у которого для красноватого света коэффициент пропускания велик, а коэффициент отражения мал, для зеленоватого же света напротив: коэффициент пропускания мал, а коэффициент отражения велик, тогда в проходящем свете тело будет казаться красноватым, а в отраженном свете – зеленоватым. Такими качествами Оптические явления в природе - реферат обладает, к примеру, хлорофилл – зеленоватое вещество, находящееся в листьях растений и обуславливающее зеленоватый цвет. Раствор хлорофилла в спирту при рассматривании на просвет оказывается красноватым. В отраженном свете тот же раствор смотрится зеленоватым.

Если у какого-то тела коэффициент поглощения велик, а коэффициенты пропускания и отражения малы, то такое тело будет Оптические явления в природе - реферат казаться черным и непрозрачным (к примеру, сажа). Очень белоснежное, непрозрачное тело (к примеру, окись магния) имеет коэффициент отражения близкий к единице для всех длин волн, и очень малые коэффициенты пропускания и поглощения. Полностью прозрачное для света тело (стекло) имеет малые коэффициенты отражения и поглощения и близкий к Оптические явления в природе - реферат единицы для всех длин волн коэффициент пропускания. У окрашенного стекла для неких длин волн коэффициенты пропускания и отражения фактически равны нулю и, соответственно, значение коэффициента поглощения для этих же длин волн близко к единице.

Явления, связанные с преломлением света

Мираж

Некие виды миражей. Из большего обилие миражей выделим Оптические явления в природе - реферат некоторое количество видов: «озерные» миражи, именуемые также нижними миражами, верхние миражи, двойные и тройные миражи, миражи сверхдальнего видения.

Нижние («озерные») миражи появляются над очень нагретой поверхностью. Верхние миражи появляются, напротив, над очень охлажденной поверхностью, к примеру над прохладной водой. Если нижние миражи наблюдают, обычно, в пустынях и степях, то Оптические явления в природе - реферат верхние наблюдают в северных широтах.

Верхние миражи отличаются многообразием. В одних случаях они дают прямое изображение, в других случаях в воздухе возникает перевернутое изображение. Миражи могут быть двойными, когда наблюдаются два изображения, обычное и перевернутое. Эти изображения могут быть разбиты полосой воздуха (одно возможно окажется над линией горизонта, другое под ней Оптические явления в природе - реферат), но могут конкретно смыкаться вместе. Время от времени появляется очередное - третье изображение.

В особенности изумительны миражи сверхдальнего видения. К. Фламмарион в собственной книжке «Атмосфера» обрисовывает пример подобного миража: «Опираясь на свидетельства нескольких лиц, заслуживающих доверия, я могу сказать про мираж, который лицезрели в городке Вервье (Бельгия) в июне Оптические явления в природе - реферат 1815 г. В один прекрасный момент с утра обитатели городка узрели в небе войско, и так ясно, что можно было различить костюмчики артиллеристов и даже, к примеру, пушку со сломанным колесом, которое вот-вот отвалится… Это было утро схватки при Ватерлоо!» Описанный мираж изображен в виде цветной акварели одним из свидетелей Оптические явления в природе - реферат. Расстояние от Ватерлоо до Вервье по прямой полосы составляет более 100км. Известны случаи, когда подобные миражи наблюдались и на огромных расстояниях – до 1000км. «Летучего голландца» следует отнести конкретно к таким миражам.

Разъяснение нижнего («озерного») миража. Если воздух у самой поверхности земли очень нагрет и, как следует, его плотность относительно Оптические явления в природе - реферат мала, то показатель преломления у поверхности будет меньше, чем в более больших воздушных слоях. Изменение показателя преломления воздуха n с высотой h поблизости земной поверхности для рассматриваемого варианта показано на рисунке 3, а.

В согласовании с установленным правилом, световые лучи поблизости поверхности земли будут в этом случае изгибаться так, чтоб Оптические явления в природе - реферат их линия движения была обращена неровностью вниз. Пусть в точке A находится наблюдающий. Световой луч от некого участка голубого неба попадет в глаз наблюдающего, испытав обозначенное искривление. А это значит, что наблюдающий увидит соответственный участок небосклона не над линией горизонта, а ниже ее. Ему будет казаться, что Оптические явления в природе - реферат он лицезреет воду, хотя по сути перед ним изображение голубого неба. Если представить для себя, что у полосы горизонта находятся бугры, пальмы либо другие объекты, то наблюдающий увидит и их перевернутыми, благодаря отмеченному искривлению лучей, и примет как отражения соответственных объектов в несуществующей воде. Так появляется иллюзия, представляющая собой Оптические явления в природе - реферат «озерный» мираж.

Обыкновенные верхние миражи. Можно представить, что воздух у самой поверхности земли либо воды не нагрет, а, напротив, приметно охлажден по сопоставлению с более высочайшими воздушными слоями; изменение n с высотой h показано на рисунке 4, а. Световые лучи в рассматриваемом случае изгибаются так, что их линия движения обращена неровностью ввысь. Потому Оптические явления в природе - реферат сейчас наблюдающий может созидать объекты, сокрытые от него за горизонтом, при этом он будет созидать их вверху вроде бы висячими над линией горизонта. Потому такие миражи именуют верхними.

Верхний мираж может давать как прямое, так и перевернутое изображение. Показанное на рисунке прямое изображение появляется, когда показатель преломления воздуха миниатюризируется Оптические явления в природе - реферат с высотой относительно медлительно. При резвом уменьшении показателя преломления появляется перевернутое изображение. В этом можно удостоверится, рассмотрев гипотетичный случай – показатель преломления на некой высоте h миниатюризируется скачком (рис. 5). Лучи объекта, до того как попасть к наблюдающему А испытывают полное внутреннее отражение от границы ВС ниже которой в этом Оптические явления в природе - реферат случае находится более плотный воздух. Видно, что верхний мираж дает перевернутое изображение объекта. В реальности нет скачкообразной границы меж слоями воздуха, переход совершается равномерно. Но если он совершается довольно резко, то верхний мираж даст перевернутое изображение (рис. 5).

Двойные и тройные миражи. Если показатель преломления воздуха меняется поначалу стремительно Оптические явления в природе - реферат, а потом медлительно, то в данном случае лучи в области I будут искривляться резвее, чем в области II. В итоге появляются два изображения (рис. 6, 7). Световые лучи 1, распространяющиеся в границах воздушной области I, сформировывают перевернутое изображение объекта. Лучи 2, распространяющиеся в главном в границах области II, искривляются в наименьшей степени и сформировывают прямое Оптические явления в природе - реферат изображение.

Чтоб осознать как возникает тройной мираж, необходимо представить три поочередный воздушные области: 1-ая (у самой поверхности), где показатель преломления миниатюризируется с высотой медлительно, последующая, где показатель преломления миниатюризируется стремительно, и 3-я область, где показатель преломления опять миниатюризируется медлительно. На рисунке представлено рассматриваемое изменение показателя преломления с высотой. На Оптические явления в природе - реферат рисунке показано, как появляется тройной мираж. Лучи 1 сформировывают нижнее изображение объекта, они распространяются в границах воздушной области I. Лучи 2 сформировывают перевернутое изображение; попадаю в воздушную область II, эти лучи испытывают сильное искривление. Лучи 3 сформировывают верхнее прямое изображение объекта.

Мираж сверхдальнего видения. Природа этих миражей исследована наименее всего. Ясно, что Оптические явления в природе - реферат атмосфера должна быть прозрачной, свободной от водяных паров и загрязнений. Но этого не достаточно. Должен образоваться устойчивый слой охлажденного воздуха на некой высоте над поверхностью земли. Ниже и выше этого слоя воздух должен быть более теплым. Световой луч, попавший вовнутрь плотного прохладного слоя воздуха, вроде бы “запертым” снутри него Оптические явления в природе - реферат и распространяется в нем как по типичному световоду. Линия движения луча на рисунке 8 всегда обращена неровностью в сторону наименее плотных областей воздуха.

Появление сверхдальних миражей можно разъяснить распространением лучей снутри схожих «световодов», которые время от времени делает природа.

Радуга

Радуга – это прекрасное небесное явление – всегда завлекала внимание человека. В Оптические явления в природе - реферат прежние времена, когда люди еще не достаточно знали об внешнем мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древнейшие греки задумывались, что радуга - это ухмылка богини Ириды.

Радуга наблюдается в стороне, обратной Солнцу, на фоне дождевых туч либо дождика. Разноцветная дуга обычно находится от наблюдающего на расстоянии 1-2 км, а Оптические явления в природе - реферат время от времени ее можно следить на расстоянии 2-3 м на фоне водяных капель, образованных фонтанами либо распылителями воды.

Центр радуги находится на продолжении прямой, соединяющей Солнце и глаз наблюдающего – на противосолнечной полосы. Угол меж направлением на главную радугу и противосолнечной линией составляет 41-42º(рис. 9).

В момент восхода солнца противосолнечная точка Оптические явления в природе - реферат (точка М) находится на полосы горизонта и радуга имеет вид полуокружности. По мере поднятия Солнца противосолнечная точка опускается под горизонт и размер радуги миниатюризируется. Она представляет собой только часть окружности.

Нередко наблюдается побочная радуга, концентрическая с первой, с угловым радиусом около 52º и оборотным расположением цветов.

При высоте Солнца Оптические явления в природе - реферат 41º основная радуга перестает быть видимой и над горизонтом выступает только часть побочной радуги, а при высоте Солнца более 52º не видна и побочная радуга. Потому в средних экваториальных широтах в околополуденные часы это явление природы никогда не наблюдается.

У радуги различают семь главных цветов, плавненько переходящих Оптические явления в природе - реферат один в другой.

Вид дуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров капелек воды и их количества. Огромные капли делают более неширокую радугу, с резко выделяющимися цветами, малые – дугу расплывчатую, блеклую и даже белоснежную. Вот почему колоритная узенькая радуга видна летом после грозового дождика, во время которого падают большие капли.

В первый Оптические явления в природе - реферат раз теория радуги была дана в 1637 году Рене Декартом. Он растолковал радугу, как явление, связанное с отражением и преломлением света в дождевых каплях.

Образование цветов и их последовательность были объяснены позднее, после разгадки сложной природы белоснежного света и его дисперсии в среде. Дифракционная теория радуги разработана Эри Оптические явления в природе - реферат и Партнером.

Можно разглядеть простой случай: пусть на капли, имеющих форму шара, падает пучок параллельных солнечных лучей (рис. 10). Луч, падающий на поверхность капли в точке А, преломляется в ней по закону преломления:

n sin α=n sin β, где n=1, n≈1,33 –

соответственно характеристики преломления воздуха и воды, α – угол падения, а Оптические явления в природе - реферат β – угол преломления света.

Снутри капли идет по прямой луч АВ. В точке В происходит частичное преломление луча и частичное его отражение. Нужно увидеть, что , чем меньше угол падения в точке В, а как следует и в точке А, тем меньше интенсивность отраженного луча и тем больше интенсивность преломленного луча.

Луч Оптические явления в природе - реферат АВ после отражения в точке В происходит под углом β`=β b попадает в точку С, где также происходит частичное отражение и частичное преломление света. Преломленный луч выходит из капли под углом γ, а отраженный может пройти далее, в точку D и т. д. Таким макаром, луч света в капле претерпевает неоднократное Оптические явления в природе - реферат отражение и преломление. При каждом отражении некая часть лучей света выходит наружу и интенсивность их снутри капли миниатюризируется. Более насыщенным из выходящих в воздух лучей является луч, вышедший из капли в точке В. Но следить его тяжело, потому что он пропадает на фоне ярчайших прямых солнечных лучей. Лучи же Оптические явления в природе - реферат, преломленные в точке С, делают в совокупы на фоне черной тучи первичную радугу, а лучи, испытывающие преломление в точке D дают вторичную радугу, которая наименее интенсивна, чем первичная.

При рассмотрении образования радуги необходимо учитывать очередное явление – неодинаковое преломление волн света различной длины, другими словами световых лучей различного цвета. Это явление носит Оптические явления в природе - реферат заглавие дисперсии. Вследствие дисперсии углы преломления γ и угла отличия лучей Θ в капле различны для лучей различной расцветки.

В большинстве случаев мы смотрим одну радугу. Нередки случаи, когда на небосклоне возникают сразу две радужные полосы, расположенные одна за другой; наблюдают и еще большее число небесных дуг – три, четыре Оптические явления в природе - реферат и даже 5 сразу. Это увлекательное явление следили ленинградцы 24 сентября 1948 года, когда во 2-ой половине денька посреди туч над Невой появились четыре радуги. Оказывается, что радуга может появляться не только лишь от прямых лучей; часто она возникает и в отраженных лучах Солнца. Это можно созидать на берегу морских заливов, огромных рек и Оптические явления в природе - реферат озер. Три-четыре радуги – простые и отраженные – делают тотчас прекрасную картину. Потому что отраженные от аква поверхности лучи Солнца идут снизу ввысь, то радуга образующаяся в лучах, может смотреться время от времени совсем особенно.

Не следует мыслить, что радугу можно следить только деньком. Она бывает и ночкой, правда, всегда Оптические явления в природе - реферат слабенькая. Узреть такую радугу можно после ночного дождика, когда из-за туч выглянет Луна.

Некой подобие радуги можно получить на таком опыте: Необходимо пробирку, заполненную водой, осветить солнечных светом либо лампой через отверстие в белоснежной доске. Тогда на доске ясно станет видна радуга, при этом угол расхождения Оптические явления в природе - реферат лучей по сопоставлению с исходным направлением составит около 41-42°. В естественных критериях экрана нет, изображение появляется на сетчатке глаза, и глаз проецирует это изображение на облака.

Если радуга возникает вечерком перед заходом Солнца, то наблюдают красноватую радугу. В последние 5 либо 10 минут перед закатом все цвета радуги, не считая красноватого, исчезают, она становится Оптические явления в природе - реферат очень броской и видимой даже спустя 10 минут после заката.

Прекрасное зрелище представляет собой радуга на росе. Ее можно следить при восходе Солнца на травке, покрытой росой. Эта радуга имеет форму гиперболы.

Полярные сияния

Одним из наикрасивейших оптических явлений природы является полярное сияние.

Почти всегда полярные сияния имеют зеленоватый либо Оптические явления в природе - реферат сине-зеленый колер с время от времени появляющимися пятнами либо каемкой розового либо красноватого цвета.

Полярные сияния наблюдают в 2-ух главных формах – в виде лент и в виде облакоподобных пятен. Когда сияние активно, оно приобретает форму лент. Теряя интенсивность, оно преобразуется в пятна. Но многие ленты исчезают, не успев Оптические явления в природе - реферат разбиться на пятна. Ленты вроде бы висят в черном пространстве неба, напоминая огромный занавес либо драпировку, протянувшуюся обычно с востока на запад на тыщи км. Высота этого занавеса составляет несколько сотен км, толщина не превосходит нескольких сотен метров, при этом так нежен и прозрачен, что через Оптические явления в природе - реферат него видны звезды. Нижний край занавеса достаточно резко и ясно очерчен и нередко подкрашен в красноватый либо розоватый цвет, напоминающий каемку занавеса, верхний – равномерно пропадает в высоте и это делает в особенности эффектное воспоминание глубины места.

Различают четыре типа полярных сияний:

Однородная дуга – светящаяся полоса имеет более ординарную, размеренную форму. Она Оптические явления в природе - реферат более ярка снизу и равномерно исчезает наверх на фоне свечения неба ;

Лучистая дуга – лента становится несколько более активной и подвижной, она образует маленькие складки и струйки;

Лучистая полоса – с ростом активности более большие складки накладываются на маленькие;

При повышении активности складки либо петли расширяются до больших размеров, нижний Оптические явления в природе - реферат край ленты ярко светится розовым свечением. Когда активность спадает, складки исчезают и лента ворачивается к однородной форме. Это наводит на идея, что однородная структура является основной формой полярного сияния, а складки связаны с возрастанием активности.

Нередко появляются сияния другого вида. Они захватывают весь полярный район и оказываются очень насыщенными. Происходят Оптические явления в природе - реферат они во время роста солнечной активности. Эти сияния представляются в виде беловато-зеленой шапки. Такие сияния именуют шквалами.

По яркости сияния делят на четыре класса, отличающиеся друг от друга на один порядок (другими словами в 10 раз). К первому классу относятся сияния, еле приметные и примерно равные по Оптические явления в природе - реферат яркости Млечному Пути, сияние же 4-ого класса освещают Землю так ярко, как полная Луна.

Нужно отметить, что возникшее сияние распространяется на запад со скоростью 1 км/сек. Верхние слои атмосферы в области вспышек сияний разогреваются и устремляются ввысь, что сказалось на усиленном торможении искусственных спутников Земли, проходящих эти зоны.

Во время сияний Оптические явления в природе - реферат в атмосфере Земли появляются вихревые электронные токи, захватывающие огромные области. Они возбуждают дополнительные неуравновешенные магнитные поля, так именуемые магнитные бури. Во время сияний атмосфера испускает рентгеновские лучи, которые, по-видимому, являются результатом торможения электронов в атмосфере.

Насыщенные вспышки сияния нередко сопровождаются звуками, напоминающими шум, треск. Полярные сияния вызывают сильные конфигурации Оптические явления в природе - реферат в ионосфере, что в свою очередь оказывает влияние на условия радиосвязи. Почти всегда радиосвязь существенно усугубляется. Появляются сильные помехи, а время от времени полная утрата приема.

Как появляются полярные сияния. Земля представляет собой большой магнит, южный полюс которого находится поблизости северного географического полюса, а северный - поблизости южного Оптические явления в природе - реферат. Силовые полосы магнитного поля Земли, именуемые геомагнитными линиями, выходят из области, прилегающей к северному магнитному полюсу Земли, обхватывает земной шар и входят в него в области южного магнитного полюса, образуя тороидальную решетку вокруг Земли.

Длительно числилось, что размещение магнитных силовых линий симметрично относительно земной оси. Сейчас выяснилось, что так именуемый Оптические явления в природе - реферат «солнечный ветер» – поток протонов и электронов, излучаемых Солнцем, налетаю на геомагнитную оболочку Земли с высоты около 20000 км, оттягивает ее вспять, в сторону от Солнца, образуя у Земли типичный магнитный «хвост».

Электрон либо протон, попавшие в магнитное поле Земли, движутся по спирали, вроде бы навиваясь на геомагнитную линию. Электроны Оптические явления в природе - реферат и протоны, попавшие из солнечного ветра в магнитное поле Земли, делятся на две части. Часть из их повдоль магнитных силовых линий сходу стекает в полярные области Земли; другие попадают вовнутрь тероида и движутся снутри него, как это можно по правилу левой руки, повдоль замкнутой кривой АВС. Эти протоны Оптические явления в природе - реферат и электроны в конце концов по геомагнитным линиям также стекают в область полюсов, где появляется их увеличенная концентрация. Протоны и электроны создают ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов. Для этого они имеют довольно энергии, потому что протоны прилетают на Землю с энергиями 10000-20000эв (1эв= 1.6 10 дж), а электроны с энергиями 10-20эв. Для Оптические явления в природе - реферат ионизации же атомов необходимо: для водорода – 13,56 эв, для кислорода - 13,56 эв, для азота – 124,47 эв, а для возбуждения еще меньше.

Возбужденные атомов газов отдают назад полученную энергию в виде света, наподобие того, как это происходит в трубках с разреженным газом при пропускании через их токов.

Спектральное исследование указывает, что Оптические явления в природе - реферат зеленоватое и красноватое свечение принадлежит возбужденным атомам кислорода, инфракрасное и фиолетовое – ионизованным молекулам азота. Некие полосы излучения кислорода и азота образуются на высоте 110 км, а красноватое свечение кислорода – на высоте 200-400 км. Другим слабеньким источником красноватого света являются атомы водорода, образовавшие в верхних слоях атмосферы из протонов прилетевших с Оптические явления в природе - реферат Солнца. Захватив электрон, таковой протон преобразуется в возбужденный атом водорода и испускает красноватый свет.

Вспышки сияний происходят обычно через день-два после вспышек на Солнце. Это подтверждает связь меж этими явлениями. Исследование с помощью ракет показало, что в местах большей интенсивности сияний имеется более значимая ионизация газов электронами.

В ближайшее время ученые Оптические явления в природе - реферат установили, что полярные сияния более интенсивны у берегов океанов и морей.

Но научное разъяснение всех явлений, связанных с полярными сияниями, встречает ряд проблем. К примеру, неизвестен точно механизм ускорения частиц до обозначенных энергий, не полностью ясны их линии движения в околоземном пространстве, не все сходится количественно в Оптические явления в природе - реферат энергетическом балансе ионизации и возбуждения частиц, не полностью ясен механизм образования свечения разных видов, непонятно происхождение звуков.

Литература:

1. «Физика в природе», создатель - Л. В. Тарасов, издательство «Просвещение», Москва, 1988 год.

2. «Оптические явления в природе», создатель - В. Л. Булат, издательство «Просвещение», Москва, 1974 год.

3. «Беседы по физике, часть II» , создатель - М. И Оптические явления в природе - реферат. Блудов, издательство «Просвещение», Москва, 1985 год.

4. «Физика 10», создатели - Г. Я. Мякишев Б. Б. Буховцев, издательство «Просвещение», Москва, 1987 год.

5. «Энциклопедический словарь молодого физика», составитель В. А. Чуянов, издательство «Педагогика», Москва, 1984 год.

6. «Справочник школьника по физике», составитель - , филологическое общество «Слово», Москва, 1995 год.

7. «Физика 11», Н. М. Шахмаев, С. Н. Шахмаев, Д. Ш. Шодиев, издательство Оптические явления в природе - реферат «Просвещение», Москва, 1991 год.

8. «Решение задач по физике», В. А. Шевцов, Нижне-Волжское книжное издательство, Волгоград, 1999 год.


optimizaciya-setevih-grafikov-po-kriteriyu.html
optimizaciya-sk-po-kriteriyu-dohodnosti-sobstvennogo-kapitala.html
optimizaciya-sostava-mashinno-traktornogo-parka-v-selskohozyajstvennih-predpriyatiyah-na-primere-oao-efko-pobeda-alekseevskogo-rajona-belgorodskoj-oblasti-referat.html