Fenomena listrik dan optik di atmosfer

Di sekolah ia mempelajari topik "fenomena optik di atmosfer" kelas 6. Namun, itu menarik bukan hanya untuk pikiran anak yang ingin tahu. Fenomena optik di atmosfer, di satu sisi, menggabungkan pelangi, perubahan warna langit saat fajar dan matahari terbenam, tidak terlihat oleh semua. Di sisi lain, mereka termasuk fatamorgana misterius, bulan dan matahari yang salah, sebuah halo yang mengesankan yang pada masa lalu membuat orang-orang ketakutan. Mekanisme pembentukan beberapa dari mereka tetap tidak dapat dipahami sampai akhir hari ini, bagaimanapun, prinsip umum dimana fenomena optik "hidup" di alam, fisika modern telah dipelajari dengan baik.

Amplop udara

Atmosfer bumi adalah cangkang yang terdiri dari campuran gas dan membentang sekitar 100 km di atas permukaan laut. Kepadatan lapisan udara bervariasi dengan jarak dari bumi: nilai terbesarnya di permukaan planet ini, dengan ketinggiannya menurun. Suasana tidak bisa disebut formasi statis. Lapisan cangkang gas terus bergerak dan bercampur. Karakteristik mereka berubah: suhu, kerapatan, kecepatan gerak, transparansi. Semua nuansa ini berpengaruh pada sinar matahari, mengalir deras ke permukaan planet ini.

Sistem optik

Proses yang terjadi di atmosfer, serta komposisinya, berkontribusi terhadap penyerapan, pembiasan dan refleksi sinar cahaya. Sebagian dari mereka mencapai tujuan - permukaan bumi, yang lain tersebar atau dialihkan kembali ke angkasa luar. Akibat kelengkungan dan pantulan cahaya, peluruhan sebagian sinar menjadi spektrum, dan seterusnya, berbagai fenomena optik di atmosfer terbentuk.

Atmosfer optik

Pada saat sains baru saja dimulai, orang menjelaskan fenomena optik berdasarkan gagasan yang ada mengenai struktur alam semesta. Pelangi menghubungkan dunia manusia dengan yang ilahi, munculnya dua Suns palsu di langit yang bersaksi tentang bencana yang akan terjadi. Saat ini, sebagian besar fenomena yang menakut-nakuti nenek moyang kita yang jauh, mendapat penjelasan ilmiah. Fenomena tersebut dipelajari oleh optik atmosfer. Fenomena optik di atmosfer, sains ini menggambarkan, berdasarkan hukum fisika. Hal ini dapat menjelaskan mengapa langit biru di siang hari, dan saat matahari terbenam dan fajar berubah warna, bagaimana pelangi terbentuk dan darimana asal mukjizat. Sejumlah penelitian dan eksperimen saat ini memungkinkan kita untuk memahami fenomena optik di alam seperti munculnya salib bercahaya, Fata Morgana, lingkaran cahaya warna-warni.

Langit biru

Warna langit sangat umum sehingga kita jarang memikirkan mengapa begitu. Meski begitu, jawabannya sudah diketahui ahli fisika. Newton membuktikan bahwa sinar cahaya terurai menjadi spektrum dalam kondisi tertentu. Bila suasananya melintas, bagian yang sesuai dengan warna biru semakin mereda. Bagian merah dari radiasi tampak ditandai dengan panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih rendah dari yang ungu dengan tingkat hamburan 16 kali.

Pada saat bersamaan, kita melihat langit tidak ungu, tapi berwarna biru. Alasannya terletak pada fitur perangkat retina dan rasio daerah spektral di bawah sinar matahari. Mata kita lebih peka terhadap warna biru, dan bagian ungu di spektrum cahaya kurang kuat dibanding warna biru.

Scarlet Sunset

Ketika orang mengerti apa atmosfernya, fenomena optik tidak lagi menjadi kesaksian bagi mereka atau pertanda kejadian mengerikan. Namun, pendekatan ilmiah tidak mencegah untuk menerima kenikmatan estetis dari matahari terbenam yang berwarna-warni dan fajar yang lembut. Warna merah dan oranye terang bersama dengan warna merah muda dan biru secara bertahap memberi jalan menuju kegelapan malam atau cahaya pagi. Tidak mungkin mengamati dua matahari terbit atau matahari terbenam yang identik. Dan alasannya terletak pada semua mobilitas lapisan atmosfir yang sama dan kondisi cuaca yang berubah.

Selama matahari terbenam dan matahari terbit, sinar matahari mengatasi jalan yang lebih panjang ke permukaan daripada di siang hari. Akibatnya, violet bertebaran, biru dan hijau berpihak ke samping, dan cahaya langsung diwarnai merah dan oranye. Kontribusinya terhadap gambar matahari terbenam dan fajar dibuat oleh awan, debu atau partikel es yang tersuspensi di udara. Cahaya membiaskan, melewati mereka, dan mewarnai langit dalam berbagai warna. Di seberang cakrawala, seringkali dimungkinkan untuk mengamati apa yang disebut Sabuk Venus - sebuah strip merah muda yang memisahkan langit gelap malam dan siang hari biru. Fenomena optik yang indah, dinamai menurut dewi cinta Romawi, terlihat sebelum fajar dan setelah matahari terbenam.

Jembatan pelangi

Mungkin, tidak ada fenomena cahaya lain di atmosfer yang menyebabkan begitu banyak plot mitologis dan gambar dongeng dalam ingatan, berapa banyak yang terhubung dengan pelangi tersebut. Busur atau lingkaran, terdiri dari tujuh warna, sudah dikenal semua orang sejak kecil. Fenomena atmosfir yang indah yang terjadi saat hujan, saat sinar matahari menembus tetesan air, mempesona bahkan mereka yang benar-benar mempelajari sifatnya.

Dan fisika pelangi saat ini bukanlah rahasia bagi siapa pun. Sinar matahari, dibiaskan oleh tetes hujan atau kabut, terbelah. Akibatnya, pengamat melihat tujuh warna spektrum, dari merah ke ungu. Batas di antara mereka tidak dapat ditentukan. Warna lancar saling beringsut dalam beberapa warna.

Saat melihat pelangi, matahari selalu berada di belakang orang tersebut. Bagian tengah senyum Irida (yang disebut pelangi orang Yunani kuno) terletak di jalur yang melewati pengamat dan siang hari. Biasanya pelangi muncul dalam bentuk setengah lingkaran. Ukuran dan bentuknya tergantung pada posisi Matahari dan titik di mana pengamat berada. Semakin tinggi cahaya di atas cakrawala, semakin rendah lingkar kemungkinan pelangi. Saat Matahari mengatasi ketinggian 42º di atas cakrawala, pengamat di permukaan bumi tidak bisa melihat pelangi. Semakin tinggi orang di atas permukaan laut, yang ingin mengagumi senyuman Irida, semakin besar kemungkinan dia tidak melihat busur, melainkan sebuah lingkaran.

Pelangi ganda, sempit dan lebar

Seringkali, bersama dengan yang utama Anda bisa melihat apa yang disebut pelangi samping. Jika yang pertama dibentuk sebagai hasil refleksi cahaya tunggal, maka yang kedua adalah hasil refleksi ganda. Selain itu, pelangi utama berbeda dalam urutan warna tertentu: merah terletak di bagian luar, dan ungu di bagian dalam, yang lebih dekat ke permukaan Bumi. "Jembatan" lateral adalah urutan terbalik dalam urutan: ungu muncul di bagian atas. Hal ini terjadi karena ketika pantulan ganda dari setetes sinar hujan keluar pada berbagai sudut.

Pelangi bervariasi dalam intensitas warna dan lebar. Yang paling terang dan agak sempit muncul setelah badai musim panas. Tetes besar, karakteristik hujan seperti itu, melahirkan pelangi yang ditandai dengan baik dengan warna yang berbeda. Tetes kecil memberi pelangi yang lebih menyebar dan kurang mencolok.

Fenomena optik di atmosfer: aurora borealis

Salah satu fenomena optik atmosfer yang paling indah adalah cahaya polar. Ini adalah ciri khas semua planet yang memiliki magnetosfer. Di Bumi, aurora diamati di lintang tinggi dari kedua belahan bumi, di zona yang mengelilingi kutub magnet planet ini. Paling sering Anda bisa melihat cahaya kehijauan atau biru-hijau, terkadang ditambah di tepinya dengan kilatan merah dan pink. Aarora kutub yang intens dalam bentuk menyerupai pita atau lipatan jaringan, dengan atenuasi berubah menjadi bintik-bintik. Strips beberapa ratus kilometer tinggi juga dibedakan oleh tepi bawah dengan latar belakang langit gelap. Batas atas aurora hilang di langit.

Fenomena optik yang indah di atmosfer ini masih menyimpan rahasia mereka dari orang-orang: mekanisme munculnya jenis pendaran tertentu, penyebab derak cod yang timbul pada saat berkedip tiba-tiba, belum pernah dipelajari. Namun, gambaran umum pembentukan aurora diketahui saat ini. Langit di atas kutub utara dan selatan dihiasi dengan cahaya merah kehijauan-merah muda, saat partikel bermuatan angin matahari bertabrakan dengan atom lapisan atas atmosfer bumi. Yang terakhir, sebagai hasil interaksi, menerima energi tambahan dan memancarkannya dalam bentuk cahaya.

Halo

Matahari dan bulan sering muncul sebelum kita dikelilingi oleh cahaya yang menyerupai lingkaran cahaya. Halo ini adalah cincin yang ditandai dengan baik di sekitar sumber cahaya. Di atmosfer, paling sering terbentuk karena partikel es terkecil, yang membentuk awan cirrus tinggi di atas Bumi. Bergantung pada bentuk dan ukuran kristal, karakteristik fenomena berubah. Seringkali halo berbentuk lingkaran pelangi sebagai hasil penguraian sinar cahaya ke dalam spektrum.

Berbagai fenomena menarik disebut pargels. Sebagai hasil pembiasan cahaya di kristal es di tingkat Matahari, dua titik terang menyerupai siang hari. Dalam kronik sejarah, seseorang dapat menemukan deskripsi fenomena ini. Dulu, sering dianggap pertanda kejadian mengerikan.

Mirage

Keajaiban juga merupakan fenomena optik di atmosfer. Mereka timbul akibat pembiasan cahaya pada batas antara lapisan udara yang berbeda secara signifikan dalam densitas. Dalam literatur, banyak kasus digambarkan, ketika seorang musafir di padang pasir melihat oasis atau bahkan kota dan istana, yang tidak dapat berada di dekatnya. Paling sering ini adalah "rendah" fatamorgana. Mereka muncul di atas permukaan yang rata (padang pasir, aspal) dan mewakili citra langit yang tercermin, yang tampaknya merupakan pengamat sebagai reservoir.

Apa yang disebut fatamorgana bagian atas kurang umum. Mereka terbentuk di atas permukaan yang dingin. Keajaiban atas lurus dan terbalik, terkadang keduanya menggabungkan kedua posisi. Perwakilan paling terkenal dari fenomena optik ini adalah Fata Morgana. Ini adalah fatamorgana yang kompleks, menggabungkan beberapa jenis refleksi. Sebelum pengamat benar-benar objek yang ada, berulang kali tercermin dan disisipkan.

Listrik di atmosfer

Fenomena listrik dan optik di atmosfer sering disebut bersama, meski alasan kemunculannya berbeda. Polarisasi awan dan pembentukan petir dikaitkan dengan proses yang terjadi di troposfer dan ionosfer. Cairan percikan raksasa biasanya terbentuk saat terjadi badai petir. Petir terjadi di dalam awan, bisa menyerang tanah. Mereka adalah ancaman bagi kehidupan manusia, dan ini adalah salah satu alasan untuk kepentingan ilmiah dalam fenomena seperti itu. Beberapa sifat petir tetap menjadi misteri bagi para periset. Saat ini, penyebab munculnya petir bola tidak diketahui. Seperti dalam kasus aspek teori aurora dan fatamorgana tertentu, fenomena listrik terus menimbulkan intrik para ilmuwan.

Fenomena optik di atmosfer, yang secara singkat dijelaskan dalam artikel tersebut, menjadi lebih dan lebih jelas bagi fisikawan setiap hari. Pada saat yang sama mereka, seperti petir, jangan berhenti mempesona orang dengan kecantikan, misteri dan kadang kemegahan.