Prezentację przygotowali:

Kevin Szczepankiewicz

Michał Lajs

W ścisłej łączności z chmurami

obserwowane są w atmosferze różne

zjawiska optyczne (fotometeory). Zjawiska

te nie mają znaczenia praktycznego,

jednak dostarczają pewnych wiadomości o

charakterze chmur, w których są

obserwowane. Są one wywołane odbiciem,

załamaniem, ugięciem i interferencją

światła słonecznego lub księżycowego w

chmurowych kropelkach wody lub

kryształkach lodu. Niektóre z nich

powtarzają się bardzo często, inne są

wielką rzadkością i trzeba mieć dużo

szczęścia, aby je zobaczyć.

•

Tęcza

•

Zorza polarna

•

Miraż pustynny, czyli fata-morgana

•

Zaćmienie Słońca i Księżyca

•

Zjawisko cienia i półcienia

•

Halo

•

Iryzacja

•

Wieniec (aureola)

•

Gloria

Tęcza jest jednym z

efektowniejszych zjawisk

optycznych w atmosferze.

Jest to układ

koncentrycznych łuków o

barwach od fioletowej do

czerwonej, wywołanych

przez światło Słońca lub

Księżyca, padające na

zespół kropel wody w

atmosferze.

Tęcze dzielimy na:

•

Główne

•

Wtórne

W tęczy głównej

barwa fioletowa
występuje po
wewnętrznej stronie,
a barwa czerwona po
zewnętrznej stronie.

W tęczy wtórnej, o
znacznie mniejszej
jasności od tęczy
głównej, czerwona
barwa jest od
wewnątrz, a
fioletowa na
zewnątrz.

To zjawisko powstaje na skutek rozszczepienia światła białego i

odbicia go wewnątrz kropel deszczu. Łuk pierwszy to wynik

jednokrotnego, a drugi dwukrotnego odbicia rozszczepionego

światła wewnątrz kropli (stąd odwrócona kolejność barw i

mniejsze natężenie światła). Tęczę obserwuje się na tle chmur, z

których pada deszcz, znajdujących się po przeciwnej stronie

nieba niż Słońce lub Księżyc. Warunki, przy których obserwuje

się typową tęczę mają przeważnie miejsce w przypadku chmur

kłębiastych deszczowych. Natężenie światła, szerokość i barwa

tęczy wahają się w szerokim przedziale w zależności od

rozmiarów kropel. Tęczę obserwuje się również w bryzgach fal

morskich, wodospadów i fontann. Podczas zjawiska tęczy

widzimy tylko łuk, a nie całą ścianę barw, ponieważ wszystkie

promienie słoneczne “wpadają” do kropli wody równolegle

względem siebie i “wpadają” do oka pod określonym kątem w

stosunku do kierunku padania promieni słonecznych, 42 lub 52

stopnie.

Jest ona jednym z

najpiękniejszych zjawisk

optycznych zachodzących w

przyrodzie. W większości

przypadków zorze polarne mają

odcień zielony lub

niebieskozielony. Występują w

postaci wstęg lub plam podobnych

do obłoków. Zjawisko to ma

najczęściej miejsce na biegunach,

ponieważ tam jest największa

koncentracja protonów i

elektronów. Świecenie zielone i

czerwone powodują wzbudzone

atomy tlenu, podczerwone i

fioletowe – zjonizowane cząsteczki

azotu. Zorze pojawiają się

zazwyczaj dzień lub dwa po

wybuchach na Słońcu.

Do zaćmienia Słońca dochodzi,

gdy Księżyc poruszający się po

orbicie wokół Ziemi znajdzie się

pomiędzy Słońcem a Ziemią. W

zależności od rozmiarów kątowych

oraz wzajemnego położenia tarczy

Słońca i Księżyca w momencie

zaćmienia, wyróżnia się zaćmienia

częściowe, całkowite i

obrączkowe.
Do zaćmienia księżyca dochodzi,

gdy Ziemia znajdzie się pomiędzy

Słońcem a Księżycem

przesłaniając promienie słoneczne

padające na Księżyc. W zależności

od tego jaki fragment tarczy

Księżyca znajdzie się w cieniu

Ziemi, wyróżnia się zaćmienia

częściowe, całkowite i

półcieniowe.

Załamujący się promień świetlny zawsze skręca w

kierunku gęstszego powietrza, bądź środowiska. Gęstsze

powietrze, jest to powietrze o wyższej temperaturze,

cząsteczki jego poruszają się szybciej i jest ono gęstsze.

Potoczną nazwą tego zjawiska jest “fata-morgana” i

kojarzy się najczęściej z widocznym na pustyni jeziorem

otoczonym palmami. Podstawą jest różnica temperatur

przy powierzchni Ziemi. W dzień piasek na pustyni

nagrzewa się bardziej niż powietrze i w efekcie po

nadejściu wieczoru ogrzewa on najbliższą warstwę

powietrza. Powstaje “warstwowy układ temperatury” –

przy Ziemi najcieplej, a kilka metrów wyżej jest już ono

dużo chłodniejsze. Promień światła przechodzący nad

powierzchnią zostaje zagięty w górę, w kierunku

chłodniejszego (gęstszego) powietrza.

Światło rozchodzi się

po linii prostej, więc gdy

napotyka przeszkodę o

rozmiarach podobnych z

długością fali λ , to z tyłu

za nią pojawi się cień.

Jeżeli źródło światła jest

punktowe to utworzy się

cień pełny, a jeżeli źródło

światła będzie miało

duże rozmiary liniowe, to

z tyłu przedmiotu

utworzą się obszary

cienia i półcienia.

Halo jest jednym z ciekawszych zjawisk optycznych
na niebie i powstaje na skutek załamania światła w
chmurze zawierającej kryształki lodu. Występuje, jako
barwny świetlisty pierścień, w którego środku znajduje
się tarcza Słońca lub Księżyca. Krąg ten ma zwykle
słabo widoczne zabarwienie czerwone od wewnątrz i w
rzadkich przypadkach fioletowe na zewnątrz. Część
nieba wewnątrz kręgu jest wyraźnie ciemniejsza niż na
zewnątrz.

Wieniec jest to jedna lub kilka serii barw

pierścieni o stosunkowo małym promieniu,

otaczających bezpośrednio tarczę ciała

niebieskiego. W każdej serii pierścień wewnętrzny

jest fioletowy lub niebieski, a pierścień

zewnętrzny - czerwony; między nimi mogą

występować inne barwy. Najbardziej wewnętrzna

seria, mająca promień na ogół nie większy niż 5

stopni i nosząca nazwę aureoli, wykazuje zwykle

wyraźny pierścień zewnętrzny o czerwonawej lub

kasztanowej barwie. Wieńce wywołane są

ugięciem światła w znajdujących się przed tarczą

Słońca lub Księżyca cienkich chmurach,

zbudowanych z drobnych, jednorodnych kropelek

wody, zazwyczaj są to chmury średnie kłębiaste.

Iryzacja to tęczowe barwy powstające czasem na
powierzchni przezroczystych ciał w wyniku
interferencji światła. Obserwuje się je, jako mieniące
się tęczowe plamy barwne na wodzie. Układy barw
przeważnie zielonych i różowych, często o odcieniach
pastelowych, są obserwowane na chmurach. Barwy
te bywają niekiedy pomieszane, niekiedy zaś w
postaci smug prawie równoległych do brzegów
chmur. Barwy iryzacji są często błyszczące i
przypominają kolor masy perłowej. Zjawisko iryzacji
chmur w istocie jest tego samego pochodzenia co
wieńce i występuje przy chmurach kłębiastych.