Refractia si dispersia luminii pe picaturi de apa
Curcubeul
Aparitia curcubeului este cauzata de dispersia razelor de soare . Lumina este prima data refractata īn interiorul picaturii de ploaie si refractata din nou cānd paraseste picatura. Efectul total este ca lumina primita este refractata īntr-un sir larg de unghiuri, cu cea mai intensa lumina īntr-un unghi de 40-42 grade. Unghiul este independent de marimea picaturii, dar depinde de indicele refractiei. Apa marii are un indice de refractie mai mare decāt al picaturii de ploaie, asa ca raza curcubeului īn picaturile marii este mai mic decāt a curcubeului adevarat. Acest lucru este vizibil cu ochiul liber printr-o nealiniere a picaturilor.
Lumina alba se descompune īn culori diferite la intrarea īn picatura de ploaie, deoarece lumina rosie este reflectata sub un unghi mai mic decāt lumina albastra. La iesirea din picatura, razele rosii se īntorc īntr-un unghi mai mic decāt razele albastre, producānd curcubeul.
Un curcubeu nu exista īntr-un anume loc pe cer. El este un fenomen a
carui pozitie aparenta depinde de locatia observatorului
si de pozitia soarelui. Toate picaturile de ploaie reflectate īsi
refracta razele de lumina īn acelasi mod, dar numai lumina din
unele picaturi de ploaie ajung la ochii observatorului. Lumina este ceea
ce constituie curcubeul pentru acel observator.
Curcubeiele supernumerare(figurante) sunt benzi suplimentare de culoare īn interiorul primului curcubeu si īn foarte putine situatii in exteriorul celui de-al doilea.
Ele se datoreaza interferentei razelor refractate si reflectate īn picaturi.
e) Curcubeul pereche (īngemānat)
Īn timpul unei ploi abundente,poate fi observata o dublare a partii superioare a curcubeului , care de obicei dureaza de la cāteva secunde la cāteva minute.
Pentru ca pāna acum ceva timp fusesera facute foarte putine observatii īn legatura cu acest fenomen, Nu se puteau face decat speculatii īn legatura cu originea lor. Doar īn ultimii ani, aceasta "īngemānare" a putut fi īnregistrata mai des prin observatii continue si, datorita unor descrieri detaliate, au putut fi īnaintate noi teorii. Deoarece īn toate observatiile ambele curcubee au aceeasi intensitate a culorilor, refexia luminii pe particule de gheata e eliminata.Cel mai probabil este ca picaturi de ploaie care nu au forma sferica produc unul din aceste curcubee sau chiar pe ambele.
Datorita īntinderii/elasticitatii suprafetei , picaturile mici de ploaie īsi schimba foarte rar forma cānd cad, dar cele mai multe pot fi turtite de catre rezistenta aerului atmosferic. Cu cāt devin mai turtite, cu atāt mai mic este indicele lor de refractie.
g) Curcubeul lunar - O luna plina e suficient de stralucitoare īncāt sa i se refracte lumina de catre picaturile de ploaie la fel ca si īn cazul soarelui. Lumina soarelui este mult mai palida , bineīnteles, de aceea curcubeul lunii nu e nici pe departe la fel de colorat ca cel produs de soare. Curcubeele lunii au fost observate īnca de pe vremea lui Aristotel.
h) Curcubeele reflectate
Cānd lumina soarelui se reflecta īntr-o piscina cu apa sau īntr-o suprafata asemanatoare īnainte de a produce curcubeul, are loc fenomenul de reflectare a arcelor si pot fi observate mai multe arce decāt primul si secundarul.
i)Curcubeul
artificial - este produs cu ajutorul unui furtun de gradina.
Fenomenul nu poate fi complet reprodus cand soarele reapare din spatele unui
nor mare.
j)Curcubeul produs la cascada
Astronomul Persian Qutb
al-Din al-Shirazi, sau mai degraba, studentul sau Kamal al-din
al-Farisi, este considerat a fi dat pentru prima data explicatia
corecta pentru fenomenul curcubeului. Lucrarea lui Robert Grosseteste
despre lumina a fost continuata de Roger Bacon ,
care a scris īn "Opus Majus" din 1268 despre experimente cu lumina stralucind
pe cristale si pe picaturile de apa aratānd culorile
curcubeului. Theodoric os Freiberg este de asemenea cunoscut ca ar fi dat
o explicatie teoretica potrivita pentru curcubeul primar si
cel secundar īn 1307. El a explicat curcubeul primar, subliniind ca
« atunci cānd razele de soare cad pe picaturi individuale de
umezeala, razele trec prin doua refractii si o reflexie (la
spatele picaturii) īnaintea transmiterii īn ochii observatorului ». El a explicat curcubeul
secundar printr-o analiza similara implicānd 2 refractii si
2 reflexii.
Descartes, īn 1637, a suplimentat cu mult aceasta explicatie. stiind ca marimea picaturii de ploaie nu parea a afecta curcubeul observat, el a experimentat trecānd raze de lumina printr-un pahar mare, īn forma de sfera, umplut cu apa. Masurānd unghiurile pe care razele le-au facut, el a concluzionat :curcubeul principal era cauzat de o singura reflexie īn interiorul picaturii de ploaie si curcubeul secundar poate fi cauzat de 2 reflexii interne. El a fost īn stare sa acopere aceste lucruri cu o derivare a legii refractii si sa calculeze corect unghiurile pentru amāndoua curcubeele. Explicatia lui despre culori , cu toate acestea, era bazata pe o versiune mecanica a traditionalei teorii cum ca aceste culori erau produse de o modificare a luminii albe.
Ca de exemplu, Nussenzveig a furnizat o expunere moderna.
2.Picaturile de roua
Asa ca ultimile teorii sustin ca aceste culori sunt cauzate de interferenta razelor de lumina reflectate din fata sau din urma unei foarte subtiri forme ovale a cristalelor de gheata sau prin interferenta razelor o parte trece direct prin stratul norului cāt timp alte raze sunt reflectate o data sau de mai multe ori īn interiorul stratului norului.
Īn special in lunile iunie si iulie norii luminiscenti pot fi mai bine observati īn unele nopti. Ei se observa sub o īnclinare de aproape 20° deasupra nord-vestului pāna la nord-estul orizontului, Īn unele cazuri ei pot fi observati aproape de zenit.
Evident norii noctilucent sunt alcatuiti din apa īnghetata. Formarea ghetii de la o foarte scazuta concentratie a aburului prezent la o altitudine de 83 km necesita temperaturi foarte scazute la mai putin de140K. Pentru centrii de condensare sunt necesare mult mai multe particule de praf si molecule de apa dipolare.
stim ca temperaturile necesare pentru formarea ghetii sunt atinse doar īntre lunile iunie si august datorata circulatiei īntre emisfere. Vara sunt de asemenea vānturi mai puternice ce transporta particulele de gheata pe distante mari. Particulele de gheata ar trebui sa existe pentru cāteva ore pāna cānd ele sublimeaza iar datorata patrunderii īn regiunile cu aer mai cald sau fiind transferate īn regiunile cāt mai sudice. Aceasta este de asemenea o sugestie despre posibilele schimbari rapide īn interiorul norilor luminiscenti
Influentele pe termen lung sunt mult mai greu de apreciat. O legatura cu activitatea solara este evidenta deoarece schimbarilor īn radiatiile ultraviolete au o influenta īn reactiile chimice si de asemenea temperatura este o cauza a schimbarilor sistematice. O crestere īn concentratia metanului sau a dioxidului de carbon pot fi de asemenea responsabile pentru o activitate mai mare a norilor noctilucent.
Norii luminiscenti (NLC) se formeaza mai ales la latitudinile 55-65N si S. Īn emisfera nordica fenomenul este vizibil ocazional īn mai si mai frecvent īn iunie. Oricum, adevarata activitate este observata īn iulie si la īnceputul lui august.
|
