Узак убакыт бою закымдар, абада бүлбүлдөгөн фигуралар элди дүрбөлөңгө салып, үрөй учурган. Азыркы учурда окумуштуулар жаратылыштын көптөгөн сырларын, анын ичинде оптикалык кубулуштарды ачышты. Аларды табият сырлары таң калтырбайт, анын маңызы көптөн бери изилденген. Бүгүнкү күндө орто мектепте оптикалык кубулуштар 8-класста физикадан окутулат, ошондуктан ар бир окуучу алардын табиятын түшүнө алат.
Негизги түшүнүктөр
Антикалык илимпоздор адамдын көзү эң ичке чатырлары бар нерселерди сезүү аркылуу көрөт деп ишенишкен. Ал кезде оптика көрүү илими болгон.
Орто кылымдарда оптика жарыкты жана анын маңызын изилдеген.
Бүгүнкү күндө оптика – физиканын ар кандай чөйрөлөр аркылуу жарыктын таралышын жана анын башка заттар менен өз ара аракеттенүүсүн изилдөөчү бөлүгү. Көрүү менен байланышкан бардык маселелер физиологиялык оптика тарабынан изилденет.
Оптикалык кубулуштар – жарыктын нурлары аткарган түрдүү аракеттердин көрүнүшү. Аларды атмосфералык оптика изилдейт.
Атмосферадагы адаттан тыш процесстер
Жер планетасы атмосфера деп аталган газдуу кабык менен курчалган. Анын калыңдыгы жүздөгөн километрге жетет. Жерге жакыныраак, атмосфера тыгызыраак, багыттаөйдө сейрек. Атмосфералык кабыкчанын физикалык касиеттери тынымсыз өзгөрүп турат, катмарлары аралашып турат. Температураны өзгөртүү. Жыштык, тунуктук жылдыруу.
Жарык нурлары Күндөн жана башка асман телолорунан Жерди көздөй кетет. Алар Жердин атмосферасы аркылуу өтүп, алар үчүн белгилүү бир оптикалык система катары кызмат кылып, анын мүнөздөмөлөрүн өзгөртүшөт. Жарык нурлары чагылат, чачырат, атмосфера аркылуу өтөт, жерди жарык кылат. Белгилүү шарттарда нурлардын жолу ийилгендиктен ар кандай кубулуштар пайда болот. Физиктер эң оригиналдуу оптикалык кубулуштарды эсептешет:
- күндүн батышы;
- асан-үсөндүн көрүнүшү;
- түндүк жарыктар;
- закым;
- гало.
Келгиле, аларды кененирээк карап чыгалы.
Күндүн айланасында гало
Грек тилинен которгондо "гало" деген сөздүн өзү "тегерек" дегенди билдирет. Анын негизинде кандай оптикалык кубулуш жатат?
Гало – атмосферадагы бийик булут кристаллдарында пайда болгон нурлардын сынуу жана чагылуу процесси. Кубулуш караңгы интервал менен чектелген Күнгө жакын жаркыраган нурларга окшош. Галос адатта циклондордун алдында пайда болуп, алардын прекурсорлору болушу мүмкүн.
Суу тамчылары абада тоңуп, алты тарабы менен туура призматикалык форманы алышат. Атмосферанын төмөнкү катмарларында пайда болгон муздар бардыгына белгилүү. Жогору жагында мындай муз ийнелер вертикалдуу багытта эркин түшөт. Кристаллдуу муздар айланып, жерге түшөт, бирок алар параллелдүү жайгашышат.жерге болгон мамилеси. Адам линзанын милдетин аткарып, жарыкты сындырган кристаллдар аркылуу көрүүсүн башкарат.
Башка призмалар жалпак же алты нурлуу жылдыздарга окшош. Кристаллдарга түшкөн жарыктын нурлары сынбашы же башка бир катар процесстерге дуушар болушу мүмкүн. Бардык процесстер сейрек кездешет, адатта көрүнүштүн тигил же бул бөлүгү айкыныраак көрүнөт, ал эми башкалары начар чагылдырылат.
Кичинекей ореол – бул радиусу болжол менен 22 градус болгон күндүн айланасындагы тегерек. Тегеректин өңү ичинен кызгылт, анан сары, ак болуп агып, көк асманга аралашат. Айлананын ички аянты караңгы. Ал абада учкан муз ийнелериндеги жарыктын сынышынын натыйжасында пайда болот. Призмалардагы нурлар 22 градус бурчта бурулган, ошондуктан кристаллдардан өткөн нурлар байкоочуга 22 градуска бурулгандай көрүнөт. Демек, ичи караңгы көрүнөт.
Кызыл түс азыраак сынгандыктан, күндөн эң аз бурулганын көрсөтөт. Кийинки сары. Башка нурлар аралашып, ак болуп көрүнөт.
22 градустун тегерегинде 46 градустук гало бар. Анын ички аймагы да кызгылт, анткени жарык күндү 90 градуска караган муз ийнелеринде сынат.
90 градустук гало да белгилүү, ал алсыз күйүп турат, дээрлик түсү жок же сырты кызыл түстө. Окумуштуулар бул сортту толук изилдей элек.
Айдын айланасында галожана башка түрлөрү
Бул оптикалык кубулуш көбүнчө асманда ачык булуттар жана көптөгөн миниатюралык кристаллдык муздар болгондо байкалат. Ар бир мындай кристалл призманын бир түрү болуп саналат. Негизинен, алардын формасы узун алты бурчтуктар. Жарык алдыңкы кристаллдык аймакка кирип, карама-каршы бөлүктөн чыгып, 22 градуска сынат.
Кышында көчө лампаларынын жанында муздак абада гало байкалат. Ал чырактын жарыгынан көрүнөт.
Күндүн айланасындагы гало аяздуу карлуу абада да пайда болушу мүмкүн. Кар бүртүкчөлөрү абада, жарык булуттардын арасынан өтөт. Кечинде күн батканда бул жарык кызылга айланат. Өткөн кылымдарда ырым-жырымдарга ишенгендер мындай көрүнүштөрдөн үрөйү учкан.
Гало Күндүн айланасында асан-үсөн түстөгү тегерекчеге окшош болушу мүмкүн. Атмосферада алты жүздүү кристаллдар көп болсо, бирок алар чагылбайт, бирок күндүн нурларын сындырса көрүнөт. Нурлардын көбү чачырап, көзүбүзгө жетпейт. Калган нурлар адамдын көзүнө жетет жана биз Күндүн айланасында иридесценттик тегерекчени байкайбыз. Анын радиусу болжол менен 22 градус же 46 градус.
Жалган күн
Окумуштуулар гало тегерекчеси капталдарында дайыма жаркырап турганын белгилешти. Бул вертикалдык жана горизонталдуу ореолдордун бул жерде кездешүүсү менен түшүндүрүлөт. Алардын кесилиштеринде жалган күн чыгышы мүмкүн. Бул өзгөчө көп учурда Күн горизонтко жакын болгондо, вертикалдык тегеректин бир бөлүгүн көрө албай калганда болот.
Жалган күн да оптикалык кубулуш, ореолдун бир түрү. улам пайда болотмык сымал алты бети бар муз кристаллдары. Мындай кристаллдар атмосферада вертикалдуу багытта абада жүрөт, жарык алардын каптал беттеринде сынат.
Үчүнчү "күн" да чыныгы күндүн үстүндө гало айлананын беттик бөлүгү гана көрүнсө, пайда болушу мүмкүн. Бул жаа сегменти же түшүнүксүз формадагы жаркыраган так болушу мүмкүн. Кээде жалган күндөр ушунчалык жаркырагандыктан, аларды чыныгы Күндөн айырмалоого болбойт.
Радуга
Бул ар кандай түстөгү толук эмес тегерек түрүндөгү атмосфералык оптикалык кубулуш.
Байыркы диндер асан-үсөндү асмандан жерге көпүрө катары эсептешкен. Аристотель асан-үсөн күн нурунун тамчыларынын чагылышынан пайда болот деп ишенген. Кандай оптикалык кубулуш адамды асан-үсөндөй эле кубанта алат?
17-кылымда Декарт асан-үсөндүн табиятын изилдеген. Кийинчерээк Ньютон жарык менен эксперимент жүргүзүп, Декарттын теориясын толуктаган, бирок бир нече асан-үсөндүн пайда болушун, аларда жеке түс көлөкөлөрүнүн жоктугун түшүнө алган эмес.
Асан-үсөндүн толук теориясы 19-кылымда Англиядан келген астроном Д. Эри тарабынан берилген. Ал асан-үсөндүн бардык процесстерин ачып бере алган. Ал иштеп чыккан теория бүгүнкү күндө да кабыл алынган.
Күндүн жарыгы асмандын Күнгө каршы тарабындагы жамгыр суусунун көшөгөсүнө тийгенде асан-үсөн пайда болот. Аасан-үсөндүн борбору Күндүн ары жагындагы бир чекитте жайгашкан, башкача айтканда, ал адамдын көзүнө көрүнбөйт. Асан-үсөндүн докасы бул борбордук чекиттин айланасындагы тегеректин бир бөлүгү.
Асман желесиндеги түстөр белгилүү бир тартипте жайгаштырылат. Ал туруктуу. Үстүңкү четинде кызыл, ылдыйында кызгылт көк. Алардын ортосунда, түстөр катуу тартипте барат. Аасан-үсөн бар болгон бардык түстөрдү камтыбайт. Жашыл түстүн басымдуулук кылышы жагымдуу аба ырайына өткөндүгүн билдирет.
Аврора Бореалис
Бул күн шамалынын атомдорунун жана элементтеринин өз ара таасиринен улам атмосферанын жогорку магниттик катмарларындагы жаркырап. Аврора, адатта, жашыл же көк түстө, кызгылт жана кызыл түстө болот. Алар лента же так түрүндө болушу мүмкүн. Алардын жарылуусу көбүнчө ызы-чуулуу үн менен коштолот.
Мираж
Жөнөкөй закым алдамчылыктар ар бир адамга тааныш. Мисалы, ысытылган асфальтта айдап баратканда суунун бетинде закым пайда болот. Бул эч кимге таң калыштуу эмес. Закымдардын пайда болушун кандай оптикалык кубулуш түшүндүрөт? Бул маселеге кененирээк токтололу.
Мираж – атмосферадагы оптикалык физикалык кубулуш, анын натыйжасында көз кадимки шарттарда көрүнбөй калган нерселерди көрөт. Бул аба катмарлары аркылуу өткөн жарык шооласынын сынуусуна байланыштуу. Бир топ аралыкта жайгашкан объекттер чыныгы жайгашкан жерине салыштырмалуу көтөрүлүп же жыгылышы мүмкүн, же бурмаланып, таң калыштуу формага ээ болушу мүмкүн.
Сынган Арбак
Бул бийиктикте турган адамдын көлөкөсү күн батканда же күн чыкканда жакын жердеги булуттарга түшкөндүктөн, түшүнүксүз пропорцияларга ээ болгон көрүнүш. Бул түшүндүрүлөттумандуу шарттарда жарык нурларынын суу тамчыларынын чагылышы жана сынышы. Бул көрүнүш Германиянын Харц тоолорундагы бийиктиктердин биринин атынан аталды.
Сент-Эльмонун оту
Бул деңиз кемелеринин мачталарында көк же кызгылт көк түстөгү жаркыраган щеткалар. Жарыктар тоолуу бийиктиктерде, таасирдүү бийиктиктеги имараттарда пайда болушу мүмкүн. Бул кубулуш электр чыңалуусу күчөгөндүктөн өткөргүчтөрдүн учтарындагы электр разряддарынан пайда болот.
Бул 8-класстын сабактарында каралган оптикалык кубулуштар. Оптикалык түзмөктөр жөнүндө сүйлөшөлү.
Оптикадагы дизайн
Оптикалык түзүлүштөр - жарык нурлануусун айландыруучу түзүлүш. Адатта бул түзмөктөр көрүнгөн жарыкта иштешет.
Бардык оптикалык түзүлүштөрдү эки түргө бөлүүгө болот:
- Сүрөт экранда алынган түзмөктөр. Булар камералар, кинокамералар, проекциялык түзүлүштөр.
- Адамдын көзү менен өз ара аракеттенген, бирок экранда сүрөттөрдү түзбөгөн түзмөктөр. Бул лупа, микроскоп, телескоп. Бул түзмөктөр визуалдык деп эсептелет.
Камера – пленкадагы объекттин сүрөттөрүн алуу үчүн колдонулган оптомеханикалык түзүлүш. Камеранын дизайны объективди түзгөн камераны жана линзаларды камтыйт. Объектив пленкага тартылган нерсенин тескери миниатюралык сүрөтүн түзөт. Бул жарыктын аракетине байланыштуу.
Сүрөт башында көрүнбөйт, бирок өнүгүп жаткан чечимдин аркасында ал көрүнүп калат. Бул сүрөт деп аталаттерс, анда жарык жерлер караңгы көрүнөт, жана тескерисинче. Фотосезгич кагазга негативден позитив жасаңыз. Сүрөт чоңойткучту колдонуу менен сүрөт чоңойтулган.
Чоңойтуучу айнек - объектилерди карап жатканда аларды чоңойтуу үчүн арналган линза же линза системасы. Чоңойтуучу айнек көздүн жанына коюлуп, объекттин так көрүнгөн аралыгы тандалат. Чоңойтуучу айнекти колдонуу объектти көрүү бурчун жогорулатууга негизделген.
Бурчтук чоңойтуу үчүн микроскопту колдонуңуз. Бул аппаратта объектилерди чоңойтуу линза жана окулярдан турган оптикалык системанын эсебинен ишке ашат. Биринчиден, көрүү бурчу линза, андан кийин окуляр менен чоңойт.
Ошентип, биз негизги оптикалык кубулуштарды жана түзүлүштөрдү, алардын түрлөрүн жана өзгөчөлүктөрүн карап чыктык.
