Приклади світлових явищ. Світлові явища в живій природі

Значення світла в нашому житті важко переоцінити. Від нього залежить вся людська діяльність від початкових періодів до наших днів. Для світлових потоків знаходиться в постійному русі атмосфера Землі – це своєрідна оптична система, в якій постійно змінюються параметри.

Приклади світлових явищ в атмосфері

Шари газової оболонки нашої планети перемішуються, змінюючи свою щільність, прозорість, в них відображається частина світла, висвітлюючи земну поверхню. У певних випадках хід променів викривляється, створюючи самі дивовижні та барвисті явища в атмосфері. Деякі з них зустрічаються дуже часто, а інші недостатньо відомі людям.


Нашому оку доступні не всі фізичні явища. Світлові картини зоряного шлейфу, наприклад, можна виявити тільки за допомогою камери з великою витримкою, яка знімає, як зірки залишають в небі унікальні сліди при обертанні землі навколо осі. Тому часто застосовуються спеціальні оптичні пристрої. Дивовижними по красі і доступними для спостереження є природні атмосферні явища, що є взаємодією гри світла і газової оболонки нашої планети. Найчастіше вони виникають із-за розсіювання променів, їх заломлення та дифракції, коли вони огинають кордону непрозорих тел. У статті розглянемо унікальні приклади світлових явищ, що виникають в атмосфері.

Веселка

В давнину його вважали мостом, що з'єднує землю і небо. Філософ Декарт обґрунтував теорію виникнення веселки, засновану на ламанні світлових променів. Однак ні він, ні Ньютон, дополнивший знання, не змогли пояснити походження кількох таких явищ, одночасно спостерігаються в небі. І тільки в XIX столітті астроном Ері зміг дати пояснення цьому феномену: завіса дощу їм розглядалася як структура, при якій виникала дифракція світла. Його теорія актуальна і до сьогоднішнього дня. Веселка спостерігається при освітленні сонячними променями пелену дощу, яка знаходиться на стороні неба, протилежної світила. Часто поглядам захопленого глядача з'являється не одна, а кілька веселок, але розташування кольорів у них завжди однаково.


Такі світлові явища в живій природі спостерігаються не тільки при серпанку дощу, але і на краплях води фонтанів, а джерелом світла служать місяць, сонце і звичайний прожектор. Цікаво, що вчені, задавшиеся метою відтворити явище в штучних умовах, отримували близько дев'ятнадцяти зображень. Звичайну веселку бачили, безсумнівно, всі, а от нічна вважається рідкісним природним явищем. У місячному світлі вона здається білою, але як тільки краплі дощу стають більшими, відразу перетворюється в кольорову. Такий феномен ще часто спостерігається над падаючими водоспадами.

Вогняна веселка

Вчені відносять її до рідкісному оптичному ефекту. Вона з'являється при особливому розташуванні сонця над лінією горизонту на тлі перистих хмар, які складаються з кристалів льоду, чиї грані знаходяться паралельно землі. Тільки за таких умов світло проходить вертикальну грань, заломлюється і виходить в горизонтальну. І тоді нашим здивованим поглядам постають хмарки, що нагадують різнобарвний охоплений вогонь, небо немов покривається райдужною плівкою.

Світловий стовп

В давнину часто приймали за містичні ознаки створені сонцем світлові явища. Фізика пояснює такі стовпи грою сонячних променів кристалами льоду, утвореними у верхніх шарах атмосфери. У природного явища завжди буде колір джерела світла, а їм може виявитися сонце, місяць або будь-ліхтар. Але якщо вони утворені природними світилами, то такі колони виявляються набагато довше. Світловий стовп утворюється в холодну пору року. Кристали льоду випаровуються при мінусовій температурі, у поверхні землі вони являють собою туман, здатний добре відображати вогні у вигляді колон. Постійно виникає це природне явище взимку в Ніагарському водоспаді, причому кристали відбивають світло від прожекторів.

Біолюмінесценції на Мальдівах

Світлові явища в живій природі іноді руйнують наші уявлення про них. Острів Ваадху відомий неповторним голубуватим світінням, яке випускають мільйони фитопланктонов, що живуть у воді. Здається, що зірки відображаються на поверхні води. Насправді біолюмінесценції – це складний хімічний процес, що відбувається в організмі мікробів. Світіння з води рухається разом з накатывающими хвилями, роблячи незабутнє враження на туристів. Однак зі сходом сонця унікальне явище блідне і зникає.

Вогні святого Ельма

Незвичайні приклади світлових явищ у фізиці спостерігаються при грозі або штормі. Моряки розповідали, що лякаючі вогні з'являлися на щоглах і безслідно зникали. Наукою такі явища давно вивчені, вони завжди виникають на одиночних і загострених об'єктах, коли підвищується навколо них напруженість електричного поля. Світіння виникає і на вершинах гір або дерев, на кутах висоток. Воно являє собою мерехтіння окремих вогників, а іноді її приймають за розбурхане полум'я. Однак супроводжується шипінням явище світло-блакитного кольору, не горить і не обпікає, а триває не більше однієї хвилини.

Полярне сяйво

Є дивовижні за красою приклади світлових явищ, які завжди оточені містичним ореолом. У стародавніх ескімоським і індійських легендах розповідається про душі померлих, відлетіли на небо у палац над Полярною зіркою. Для тих, хто живий, він невидимий, але можна спостерігати світло, що падає на хмари, коли мешканці небес відкривають свої вікна. Відомі загадкові історії, коли ціле село йшло в полярну ніч, кидаючи свої житла, при появі пульсуючого світла. Цьому явищу теж знаходиться в легендах пояснення: коли вікна відкривають боги, то вони кличуть до себе живих людей, і вони йдуть на поклик до Полярної зірки, знаходячи там останній притулок. Це дійсно таємниче явище, оповите загадками. Відомі дослідження вчених, які спробували за допомогою потужних передавачів і радарів створити штучне явище укупі зі створенням низькочастотних електричних полів, впливають на психіку людини. Роботи були засекречені, і про них навіть зараз мало що відомо. У вигляді яскравих плям, схожих на хмари, і виразних величезних стрічок представлені приклади світлових явищ при полярному сяйві. Останні з'являються при потужному світінні, як тільки інтенсивність пропадає, вони розбиваються на плями. Полярне сяйво являє собою світіння верхніх шарів атмосфери, що володіють магнітним полем, при взаємодії із зарядженими частинками потоку з сонячної корони в навколишній простір. Під час світіння, що нагадує величезну завісу, що простягається на тисячі кілометрів, в атмосфері виникають електричні струми, що пробуджують магнітні бурі. Звукові і світлові явища супроводжують появу полярного сяйва, адже до яскравих спалахів приєднуються шуми і тріски, які впливають на радіопередавачі, внаслідок чого зв'язок переривається або повністю припиняється.

На закінчення

Фізична природа світлових явищ ставала предметом дослідження людей з давніх часів. Оптичні ефекти, що виникають в атмосферних шарах землі, розглянуті та обґрунтовані з наукової точки зору. Приклади світлових явищ у фізиці, наведені в огляді, та й не тільки вони, неодноразово ставали справжнім потрясінням для людини, однак, навіть найбільш складні і химерні картини зараз знаходять своє пояснення. А багато явищ були повторені в штучних умовах. Гра світла здавна привертала і ще довгий час буде предметом захоплення інших поколінь, спостерігають, як сонячний промінь або місячне сяйво надають нашій планеті неповторний вигляд.