Optiskās parādības
1. Varavīksne.
Varavīksne ir optiska parādība atmosfērā, kuru rada Saules staru laušana un atstarošana krītošos lietus pilienos. Tā parādās iepretim Saulei uz mākoņu fona, kad līst.
Varavīksnes loks pāri debesjumam ir viens no krāšņākajiem dabas skatiem. Krāšņā loka ārējā mala ir sarkana, leņķis 42°, turpretī iekšējā – violeta. Pārējās krāsas izvietojušās atbilstoši tā loka gammai.
Dažkārt var novērot blakus jeb sekundāro varavīksni ar pretēju krāsu izvietojumu. Tā rodas, kad daži saules gaismas stari atstarojas lietus pilienā divas reizes.
Parasti varavīksne nav lielāka par pusloku, vienīgi brīvā atmosfērā (no lidmašīnas vai gaisa balona) un kalnos var novērot gandrīz pilna apļa varavīksni. Savukārt miglas slānī novērojama balta varavīksne.
Varavīksne vienmēr atrodas taisnē, kura iet caur sauli (mēnesi) un vērotāja acs, vienlaicīgi var redzēt sauli un varavīksni. Novērotājam uz zemes viņa parasti izskatās kā apkārtnes daļa, jo augstāk mēs skatāmies, jo precīzāk redzam varavīksnes kopskatu.
Lai ieraudzītu varavīksni ir vajadzīga īpašā apstākļu sakritība. Saulei ir jābūt tieši aiz novērotāja un tā nedrīkst būt pārāk augstu virs horizonta. Varavīksne parādās tādā gadījumā, ja leņķa lielums virs saules horizonta nav lielāks par 42o . Jo zemāk saule, jo lielāks ir leņķis varavīksnes virsotnei un, sekojoši, lielāka novērojama varavīksnes daļa. Sekundārā varavīksne var būt novērojama, ja saules augstums virs horizonta nav lielāks par 53o.
Pēc lietus vienmēr gaisā ir ūdens lāsītes un varavīksne ir saules gaismas atstarošanās šajos pilieniņos. Saules gaismas stari lūzt ieejot katra lietus pilieniņā, pēc tam tie atstarojas no pilieniņa iekšējās sieniņas un tad atkal iznāk ārā no šī lietus pilieniņa. Tādējādi saules stari nokļūst cilvēka acīs un novērotājs redz visus tos starus, kas nākot no lietus pilieniņiem un novērotājs redz pusriņķa loku, kas veido varavīksni.
Izveidojoties šai varavīksnei novērotājam šķiet, ka visumā koncentrējas loks, kurš veidojas no daudzkrāsainas gaismas pie tam sākumpunkts košajām gaismām vienmēr sākas aiz novērotāja muguras. Košā mēness naktī var redzēt mēness varavīksni. Par cik cilvēka redze ir tāda, ka pie slikta apgaismojuma tā ir diezgan jūtīga, acs receptori nepieņem šo gaismu. Mēness varavīksne izskatās balta.
Tradicionāli pieņemts, ka varavīksnes lokā ir septiņas krāsas – sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, gaiši zila, indigo un violeta.
Bet patiesībā tajā ir bezgalīgi garš krāsu spektrs – no sarkana līdz violetam, kā arī toņi, kas cilvēka acīm nemaz nav saskatāmi, piemēram, infrasarkanais starojums un ultravioletais starojums, kas attiecīgi novietojušies virs sarkanā un zem violetā krāsu spektra.
Varavīksnes krāsas var saskatīt arī istabā uz balta papīra lapas. Bet lai to saskatītu ir nepieciešama stikla prizma.
Kad baltās gaismas kūlītis ieiet prizmas stiklā, katras krāsas stari lūzt dažādi. Tā notiek tāpēc, ka dažādām krāsām ir dažādi laušanas koeficienti un līdz ar to arī laušanas leņķis ir atšķirīgs. Tāpēc gaismas stariem iznākot no prizmas, tie ir katrs uz savu pusi un tur kur stari krīt veidojas krāsainas josliņas. Sarkanās gaismas stariem pārejot stiklā , izplatīšanās ātrums mainās vismazāk. Prizmā tie lūzt visvājāk un noliecas vis mazāk, bet vislielākais gaismas laušanas koeficients ir violetās gaismas stariem, tāpēc, tad kad violetie gaismas stari iziet no prizmas tie noliecas visvairāk.
Baltā gaisma sastāv no septiņām krāsām – sarkanas, oranžas, dzeltenas, zaļas, zilas, violetas. Šīs krāsu joslas sauc par baltās gaismas spektru. Šo baltās gaismas spektru var novērot ne tikai caur prizmu tas ir novērojams arī caur slīpētu biezu stikla trauku vai spoguļa malu.
Varavīksnes krāsas
2. Gredzeni jeb halo ap Sauli vai Mēnesi.
Halo (varavīksnes loki ap Sauli vai Mēnesi), viltus saules. Parādība ir ļoti līdzīga varavīksnei, tikai halo rodas apkārt Saulei, nevis tai pretējā pusē, turklāt tas rodas gaismai lūstot ledus kristāliņos, nevis ūdens pilienos, kā varavīksnēm. Halo izskats var būt ļoti dažāds sākot no varavīksnītes fragmenta netālu no saules, līdz pat tā saucamajām viltus saulēm, kas redzamas kā spoži debess apgabali aptuveni 22 vai 46 grādu attālumā no īstās Saules.
Atkarībā no kristālu stāvokļa un staru krišanas, halo parādība var būt dažāda – loks ap sauli, māņu jeb sānu saules, gaiši stabi un pieskarloki. Halo parādība rodas ne tikai ap Sauli, bet arī ap Mēnesi.
3. Mirāža.
Mirāža ir optiska parādība, kad Saules stariem atstarojoties cauri siltajām vai aukstajām gaisa masām rodas mirāža. Vārds mirāža ir cēlies no franču valodas: mirer nozīme – ielūkojies spogulī. Apzīmējums ir pilnīgi pareizs, jo šī parādība saistās gan ar atstarošanās procesu, gan ar spoguli: saules stari rada “brīnumus” jeb mirāžas.
Gaiss ir neviendabīga vide, to slāņiem ir nevienāda temperatūra līdz ar to arī atšķirīgi blīvumi. Ja zeme ir sasilusi, tad apakšējais gaisa slānis ir daudz siltāks par pārējiem gaisa slāņiem, kas atrodas augstāk. Tāpēc saules stari šķeļot gaisa masu, nekad neiet taisnā virzienā, bet gan izliecas. Šo procesu sauc par refrakciju.
Tādēļ priekšmetus, kas atrodas mūsu redzes laukā mēs nekad neredzam to patiesajā veidolā. tie it kā ir nobīdīti nedaudz sānis. parasti novirzes nelielas, un mēs tās neredzam. Bet ja gaismas stari iet cauri dažāda blīvuma gaisa slāņiem, tad tāli priekšmetu mums liekas pavisam citādi – it kā pienākuši tuvāk, pacēlušies no zemes, pabīdīti sānis, izkropļoti. Šādos gadījumos mēs kļūstam par optikas parādība – mirāžas aculieciniekiem.
Mirāžas ir daudzveidīgas. Var būt gan vienkāršas, gan augstmirāžas, gan sānmirāžas, gan apakšmirāžas. Ja gaisa slāņi ir dažāds blīvums, pārvietojas attiecībā viens pret citu un robežas starp tiem izzūd. Līdz ar to rodas apstākļi, ka liek izveidoties kustīgajai mirāžai jeb fotomorgānai. Tas ir viens no sarežģītākajiem mirāžu veidiem.
Kad gaisa slāņi sasilst, var redzēt arī apakšmirāžas, ko var novērot Vidusāzijā, Kazahstānā, Pievolgā. Apakšmirāžas – šķietamu un apgrieztu priekšmetu attēlus.
Ja zemie apakšējie gaisa slāņi ir stipri aukstāki par augšējiem gaisa slāņiem, tad rodas augšmirāža, kā rezultātā attēls it kā atraujas no zemes un karājas gaisā. Priekšmeti it kā atrodas tuvāk un augstāk nekā tas ir patiesībā. Šo mirāžu var redzēt agri no rīta pirms vēl saule ir paspējusi sasildīt zemes virsmu, no atdzišanas naktī.
Karstās vasaras dienās no jūras virsmas iztvaiko liels ūdens daudzums, kā rezultātā ūdens virsējie slāņi atdziest un gaisa temperatūra virs jūras arī atdziest. Rodas apstākļi, kas ļauj veidoties augšmirāžai.
Sānmirāža rodas tad, kad gaisa slāņiem, kas attiecībā cita pret citu atrodas vertikālā stāvoklī ir dažāds blīvums. Tā piemēram gaiss pie sasilušām klintīm un mūra sienām ir siltāks un mazāk blīvs par gaisu blakus. Kā rezultātā arī stari ejot cauri nevienmērīgi sasilušām gaisa masām, novirzās, bet priekšmets, uz kuru mēs skatāmies pārvietojas uz vienu vai uz otru pusi.
………………………………………..
………………………..