Fizikteki tüm fiziksel olaylar. Fiziksel fenomen örnekleri ve tanımları. Fiziksel beden

İnsan doğal dünyada yaşar. Siz kendiniz ve sizi çevreleyen her şey - hava, ağaçlar, nehir, güneş - bunlar farklı doğanın nesneleri... Sürekli olarak adlandırılan doğa nesnelerinde değişiklikler meydana gelir. doğal olaylar.
Eski zamanlardan beri insanlar anlamaya çalıştılar: çeşitli fenomenler nasıl ve neden ortaya çıkıyor? Kuşlar nasıl uçar ve neden düşmezler? Bir ağaç suda nasıl yüzer ve neden batmaz? Bazı doğal fenomenler - gök gürültüsü ve şimşek, güneş ve ay tutulmaları - bilim adamları bunların nasıl ve neden meydana geldiğini anlayana kadar insanları korkuttu.
Doğada meydana gelen olayları gözlemleyen ve inceleyen insanlar, uygulamalarını yaşamlarında bulmuşlardır. Kuşların uçuşunu gözlemleyerek (Fig. 1), insanlar bir uçak yaptılar (Fig. 2).

Pirinç. bir	Pirinç. 2

Yüzen bir ağacı gözlemleyen adam, gemi inşa etmeyi öğrendi, denizleri ve okyanusları fethetti. Denizanasının hareket şeklini inceleyen bilim adamları (Şekil 3), roket motoru(şekil 4). Bilim adamları, yıldırımı gözlemleyerek, bugün insanların yaşayamayacağı ve çalışamayacağı elektriği keşfetti. Her türlü elektrikli ev aletleri (aydınlatma lambaları, televizyonlar, elektrikli süpürgeler) her yerde bizi çevreliyor. Çeşitli elektrikli aletler (elektrikli matkap, elektrikli testere, dikiş makinesi) okul atölyelerinde ve üretimde kullanılır.

Bilim adamları tüm fiziksel olayları gruplara ayırdı (Şekil 6):

Pirinç. 6

mekanik olaylar ile meydana gelen fenomenlerdir. fiziksel bedenler birbirlerine göre hareket ettiklerinde (Dünya'nın Güneş etrafındaki dönüşü, arabaların hareketi, bir sarkacın sallanması).
elektriksel olaylar- bunlar, elektrik yüklerinin (elektrik akımı, yıldırım) görünümü, varlığı, hareketi ve etkileşimi sırasında ortaya çıkan fenomenlerdir.
manyetik fenomenler - bunlar, fiziksel cisimlerdeki manyetik özelliklerin ortaya çıkmasıyla ilişkili fenomenlerdir (demir nesnelerin bir mıknatıs tarafından çekilmesi, pusula iğnesinin kuzeye dönmesi).
optik fenomen- bunlar ışığın yayılması, kırılması ve yansıması sırasında meydana gelen olaylardır (bir aynadan ışığın yansıması, seraplar, bir gölgenin görünümü).
termal olaylar- bunlar, fiziksel cisimlerin ısınması ve soğutulması ile ilgili olaylardır (bir kazanın kaynaması, sis oluşumu, suyun buza dönüşmesi).
atomik olaylar- bunlar, fiziksel cisimlerin maddesinin iç yapısı değiştiğinde ortaya çıkan fenomenlerdir (Güneş ve yıldızların parlaması, atom patlaması).
Gözlemleyin ve açıklayın. 1. Bir doğa olayı örneği veriniz. 2. Hangi fiziksel fenomen grubuna aittir? Niye ya? 3. Fiziksel olaylara katılan fiziksel bedenleri adlandırın.

Bilet numarası 1

1. Hangi fizik çalışıyor. Bazı fiziksel terimler. Gözlemler ve Deneyler. Fiziksel özellikler. Fiziksel büyüklüklerin ölçümü. Ölçümlerin doğruluğu ve hatası.

Fizik, cisimlerin ve fenomenlerin en genel özelliklerinin bilimidir.

Bir insan dünyayı nasıl bilir? Doğa olaylarını nasıl araştırır, kendisi hakkında bilimsel bilgi edinir?

Bir kişi ilk bilgiyi ondan alır. gözlemler doğa için.

Doğru bilgiyi elde etmek için bazen basit gözlem yeterli olmaz ve deney - özel olarak hazırlanmış deney .

Deneyler bilim adamları tarafından gerçekleştirilir belirli bir amacı olan önceden planlanmış bir plan .

deneyler sırasında ölçümler alınır fiziksel miktarlar için özel cihazlar yardımıyla. Örnekler fiziksel özellikler Bunlar: mesafe, hacim, hız, sıcaklık.

Dolayısıyla gözlemler ve deneyler fiziksel bilginin kaynağıdır.

Fiziksel yasalar ampirik olarak belirlenmiş gerçeklere dayanır ve doğrulanır. Eşit derecede önemli bir bilme yolu, fenomenin teorik açıklaması . Fiziksel teoriler bilinen fenomenleri açıklamaya ve henüz keşfedilmemiş yenilerini tahmin etmeye izin verir.

Vücutta meydana gelen değişikliklere fiziksel olaylar denir.

Fiziksel olaylar birkaç türe ayrılır.

Fiziksel fenomen türleri:

1. Mekanik olaylar (örneğin, arabaların, uçakların, gök cisimlerinin hareketi, sıvı akışı).

2. Elektriksel olaylar (örneğin, elektrik akımı, iletkenlerin akımla ısıtılması, gövdelerin elektrifikasyonu).

3. Manyetik fenomenler (örneğin, mıknatısların demir üzerindeki etkisi, etkisi manyetik alan Pusula iğnesindeki toprak).

4. Optik olaylar (örneğin, ışığın aynalardan yansıması, çeşitli ışık kaynaklarından ışık ışınlarının yayılması).

5. Termal olaylar (buzun erimesi, suyun kaynaması, cisimlerin termal genleşmesi).

6. Atomik olaylar (örneğin, atomik reaktörlerin çalışması, çekirdeklerin bozunması, yıldızların içinde gerçekleşen süreçler).

7. Ses fenomenler (zil çalma, müzik, gök gürültüsü, gürültü).

fiziksel terimler Fizikte kısalık, kesinlik ve rahatlık için kullanılan özel kelimelerdir.

Fiziksel bedenÇevremizdeki her nesne. (Fiziksel bedenlerin gösterilmesi: kalem, kitap, masa)

Madde fiziksel bedenlerin yapıldığı her şeydir. (Şunlardan oluşan fiziksel bedenleri gösteren farklı maddeler)

Konu- bu, bilincimizden bağımsız olarak Evrende var olan her şeydir (gök cisimleri, bitkiler, hayvanlar vb.)

Fiziksel olaylar- bunlar fiziksel bedenlerde meydana gelen değişikliklerdir.

Fiziksel özellikler cisimlerin veya fenomenlerin ölçülebilir özellikleridir.

Fiziksel cihazlar- bunlar fiziksel nicelikleri ölçmek ve deneyler yapmak için tasarlanmış özel cihazlardır.

Fiziksel özellikler:
yükseklik h, kütle m, yol s, hız v, zaman t, sıcaklık t, hacim V, vb.

Fiziksel büyüklüklerin ölçü birimleri:

Uluslararası SI birim sistemi:

(uluslararası sistem)

Temel:

Uzunluk - 1 m - (metre)

Süre - 1 sn - (saniye)

Ağırlık - 1 kg - (kilogram)

türevler:

Hacim - 1 m³ - (metreküp)

Hız - 1 m / s - (saniyede metre)

Bu ifadede:

10 numara - zamanın sayısal değeri,

"s" harfi, bir zaman biriminin (saniye) kısaltmasıdır,

ve 10 s'nin kombinasyonu zaman değeridir.

Birim adları önekleri:

Fiziksel büyüklükleri ölçmeyi daha uygun hale getirmek için temel birimlere ek olarak 10, 100, 1000 vb. birden çok birim kullanılır. daha ana

g - hekto (× 100) k - kilo (× 1000) M - mega (× 1000 000)

1 km (kilometre) 1 kg (kilogram)

1 km = 1000 m = 10³ m 1 kg = 1000 g = 10³ g

Eski zamanlardan beri insanlar yaşadıkları dünya hakkında bilgi topluyorlar. İnsanlığın o dönemde biriktirdiği doğa hakkındaki tüm bilgileri birleştiren tek bir bilim vardı. O zaman insanlar henüz fiziksel fenomen örneklerini gözlemlediklerini bilmiyorlardı. Şu anda bu bilime "doğa bilimi" denir.

Fizik bilimi neleri inceler

Zamanla, çevrelerindeki dünyayla ilgili bilimsel fikirler önemli ölçüde değişti - bunlardan çok daha fazlası var. Doğa bilimi, biyoloji, kimya, astronomi, coğrafya ve diğerleri dahil olmak üzere birçok ayrı bilime ayrılmıştır. Fizik, bu bilimlerin birçoğunda sonuncusu değildir. Bu alandaki keşifler ve başarılar, insanlığın yeni bilgilere sahip olmasını sağlamıştır. Bunlar, her boyuttaki çeşitli nesnelerin yapısını ve davranışını içerir (dev yıldızlardan en küçük parçacıklara - atomlar ve moleküllere kadar).

Fiziksel bedendir...

Bilim adamlarının çevrelerinde çevremizdeki her şey olarak adlandırılan özel bir "madde" terimi vardır. Maddeden oluşan fiziksel bir beden, uzayda belirli bir yer kaplayan herhangi bir maddedir. Hareket halindeki herhangi bir fiziksel beden, fiziksel bir fenomenin bir örneği olarak adlandırılabilir. Bu tanıma dayanarak, herhangi bir nesnenin fiziksel bir beden olduğunu söyleyebiliriz. Fiziksel beden örnekleri: düğme, defter, avize, korniş, ay, oğlan, bulutlar.

Fiziksel bir fenomen nedir

Herhangi bir madde sürekli bir akış halindedir. Bazı cisimler hareket eder, diğerleri üçüncü, dördüncü dönüşe dokunur. Yıllar önce filozof Herakleitos'un "Her şey akar, her şey değişir" sözünü boşuna söylememiştir. Bilim adamlarının bu tür değişiklikler için özel bir terimi bile var - bunların hepsi fenomen.

Hareket eden her şey fiziksel fenomenlere aittir.

Fiziksel olayların türleri nelerdir

• Termal.

Bunlar, sıcaklığın etkisiyle bazı cisimler dönüşmeye başladığında (şekil, boyut ve durum değişikliği) fenomenlerdir. Fiziksel fenomenlere bir örnek: ılık bahar güneşinin etkisi altında buz sarkıtları erir ve sıvıya dönüşür, soğuk havaların başlamasıyla su birikintileri donar, kaynar su buhar olur.

• Mekanik.

Bu fenomenler, bir vücudun diğerlerine göre pozisyonundaki bir değişikliği karakterize eder. Örnekler: saat çalışıyor, top zıplıyor, ağaç sallanıyor, kalem yazıyor, su akıyor. Hepsi hareket halinde.

• Elektriksel.

Bu fenomenlerin doğası, adını tamamen haklı çıkarır. "Elektrik" kelimesinin kökleri, "elektron"un "kehribar" anlamına geldiği Yunan dilindedir. Örnek oldukça basit ve muhtemelen birçok kişiye tanıdık geliyor. Aniden yün süveterinizi çıkardığınızda hafif bir çatırtı sesi duyabilirsiniz. Bunu odadaki ışığı kapatarak yaparsanız, kıvılcımlar görebilirsiniz.

• Işık.

Işıkla ilgili fenomene katılan bedene aydınlık denir. Fiziksel fenomenlere örnek olarak, dünyamızın iyi bilinen yıldızını verebiliriz. Güneş Sistemi- Güneşin yanı sıra diğer herhangi bir yıldız, lamba ve hatta bir ateş böceği böceği.

• Ses.

Sesin yayılması, ses dalgalarının bir engelle çarpışmadaki davranışı ve bir şekilde sesle ilgili diğer fenomenler bu tür fiziksel fenomene aittir.

• Optik.

Işıktan dolayıdırlar. Örneğin, insan ve hayvanlar görebilir, çünkü ışık vardır. Bu grup ayrıca ışığın yayılması ve kırılması olaylarını, nesnelerden yansımasını ve farklı ortamlardan geçişi içerir.

Artık fiziksel olayların ne olduğunu biliyorsunuz. Bununla birlikte, doğal ve fiziksel olaylar arasında belirli bir fark olduğu anlaşılmalıdır. Böylece, doğal bir fenomende, aynı anda birkaç fiziksel fenomen meydana gelir. Örneğin yere yıldırım düştüğünde aşağıdaki ses, elektrik, ısı ve ışık oluşur.

"Doğadaki optik olaylar"

1. Tanıtım

a) Optik kavramı

b) Optiklerin sınıflandırılması

c) Modern fiziğin gelişiminde optik

2. Işık yansıması fenomeni

4. Aurora Borealis

Tanıtım

optik kavramı

Antik bilim adamlarının ışıkla ilgili ilk fikirleri çok saftı. Gözlerden çıkan özel hassas dokunaçlarla nesnelere dokunulduğunda görsel izlenimlerin ortaya çıktığını düşünüyorlardı. Optik, görme bilimiydi, bu kelimenin en doğru şekilde tercüme edilmesinin yolu budur.

Yavaş yavaş, Orta Çağ'da görme biliminden optik, ışık bilimine dönüştü, lenslerin icadı ve iğne deliği kamerası buna katkıda bulundu. Günümüzde optik, ışığın emisyonunu ve çeşitli ortamlarda yayılmasını ve ayrıca madde ile etkileşimini inceleyen bir fizik dalıdır. Görme, gözün yapısı ve işleyişi ile ilgili konular ayrı bir bilim alanı olarak ortaya çıkmıştır - fizyolojik optik.

optik sınıflandırma

Işık ışınları, ışık enerjisinin yayıldığı geometrik çizgilerdir; birçok optik fenomen göz önüne alındığında, bunların konsepti kullanılabilir. Bu durumda geometrik (ışın) optikten söz edilir. Geometrik optik, aydınlatma mühendisliğinde ve ayrıca bir büyüteç ve gözlüklerden en karmaşık optik teleskoplara ve mikroskoplara kadar çok sayıda alet ve cihazın eylemleri göz önüne alındığında yaygınlaştı.

Daha önce keşfedilen girişim, kırınım ve ışığın polarizasyonu fenomenleri üzerine yoğun çalışmalar 19. yüzyılın başında başladı. Bu süreçler geometrik optik açısından açıklanmadı, bu nedenle ışığı enine dalgalar şeklinde düşünmek gerekiyordu. Sonuç olarak, dalga optiği ortaya çıktı. Başlangıçta ışığın, dünya alanını dolduran bir ortamda (dünya esiri) esnek dalgalar olduğuna inanılıyordu.

Ancak 1864'te İngiliz fizikçi James Maxwell, ışık dalgalarının ışık dalgalarının olduğuna göre elektromanyetik ışık teorisini yarattı. elektromanyetik dalgalar uygun uzunluk aralığı ile.

Ve zaten XX yüzyılın başında, yeni çalışmalar, örneğin fotoelektrik etki gibi bazı fenomenleri açıklamak için, tuhaf parçacıklar - ışık kuantumları - şeklinde bir ışık demeti sunmaya ihtiyaç olduğunu göstermiştir. Isaac Newton, 200 yıl önce "ışığın dışarı akışı teorisi"nde ışığın doğası hakkında benzer bir bakış açısına sahipti. Şimdi kuantum optiği bunu yapıyor.

Modern fiziğin gelişiminde optiğin rolü.

Optik, modern fiziğin gelişmesinde de önemli bir rol oynadı. Optik araştırma, prensipte yirminci yüzyılın en önemli ve devrimci teorilerinden ikisinin (kuantum mekaniği ve görelilik teorisi) ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Maddeyi moleküler düzeyde analiz etmek için optik yöntemler, modern malzeme biliminde, plazma araştırmalarında, astrofizikte kullanılan optik spektroskopiyi de içeren özel bir bilimsel alana yol açmıştır - moleküler optik. Elektronik ve nötron optiği de vardır.

Gelişimin şu andaki aşamasında, bir elektron mikroskobu ve bir nötron aynası yaratılmış ve atom çekirdeğinin optik modelleri geliştirilmiştir.

Optik, modern fiziğin çeşitli alanlarının gelişimini etkiler ve bugün kendisi de hızlı bir gelişme dönemindedir. Bu gelişmenin ana itici gücü, yoğun tutarlı ışık kaynakları olan lazerlerin icadıydı. Sonuç olarak, dalga optiği, tutarlı optik seviyesi olan daha yüksek bir seviyeye yükseldi.

Lazerlerin ortaya çıkışı sayesinde, birçok bilimsel ve teknik gelişme yönü ortaya çıktı. Bunlar arasında doğrusal olmayan optik, holografi, radyo optik, pikosaniye optik, uyarlanabilir optik vb.

Radyo optiği, radyo mühendisliği ve optiğin birleştiği yerde ortaya çıkmıştır ve bilgi iletmek ve işlemek için optik yöntemlerin incelenmesiyle uğraşmaktadır. Bu yöntemler geleneksel elektronik yöntemlerle birleştirilir; sonuç, optoelektronik adı verilen bilimsel ve teknik bir yöndü.

Fiber optiğin konusu, ışık sinyallerinin dielektrik fiberler aracılığıyla iletilmesidir. Doğrusal olmayan optiğin başarılarını uygulayarak, ışık belirli bir ortamda, örneğin atmosferde veya suda yayıldığında değişen bir ışık huzmesinin dalga cephesini değiştirmek mümkündür. Sonuç olarak, evlat edinen optikler ortaya çıktı ve yoğun bir şekilde gelişiyor. Özellikle ışık enerjisinin bir ışık demeti yoluyla etkin bir şekilde iletilmesi sorunlarıyla ilgilenen, gözlerimizin önünde ortaya çıkan fotoenerjiye çok yakın. Modern lazer teknolojisi, yalnızca bir pikosaniyelik süreli ışık darbeleri elde etmeyi mümkün kılar. Bu tür dürtüler, maddedeki ve özellikle biyolojik yapılardaki bir dizi hızlı süreci incelemek için benzersiz bir "araç" olarak ortaya çıkıyor. Özel bir yön ortaya çıktı ve gelişiyor - pikosaniye optik; fotobiyoloji onunla yakından ilgilidir. Modern optiğin başarılarının yaygın pratik kullanımının bilimsel ve teknolojik ilerleme için bir ön koşul olduğu abartısız söylenebilir. Optik, insan zihni için mikro kozmosun yolunu açtı, aynı zamanda onun yıldız dünyalarının sırlarına girmesine izin verdi. Optik, uygulamamızın tüm yönlerini kapsar.

Işığın yansıması ile ilgili olaylar.

Konu ve yansıması

Durgun suya yansıyan manzaranın gerçek olandan farklı olmaması, sadece ters çevrilmiş olması, durumdan çok uzak.

Bir kişi akşam geç saatlerde lambaların suya nasıl yansıdığına veya suya inen kıyının nasıl yansıtıldığına bakarsa, gözlemci yüzeyden yüksekteyse yansıma ona kısalmış gibi görünecek ve tamamen “kaybolacaktır”. su. Ayrıca bir kısmı suya batmış olan taşın tepesinin yansımasını asla göremezsiniz.

Manzara, gözlemci tarafından, su yüzeyinden çok daha derinde bulunan bir noktadan bakıyormuş gibi, gözlemcinin gözünün yüzeyin üzerinde olduğu gibi görülür. Göz suyun yüzeyine yaklaştıkça ve nesne uzaklaştıkça manzara ile görüntüsü arasındaki fark azalır.

İnsanlara genellikle bir havuzdaki çalıların ve ağaçların yansımasının, daha fazla renk parlaklığı ve tonların doygunluğu ile ayırt edildiği görülüyor. Bu özellik, nesnelerin aynadaki yansımasına bakılarak da fark edilebilir. Burada psikolojik algı, fenomenin fiziksel yönünden daha büyük bir rol oynar. Aynanın çerçevesi, göletin kıyıları, manzaranın küçük bir alanını sınırlar, kişinin çevresel görüşünü tüm gökyüzünden gelen aşırı dağınık ışıktan ve kör edici bir gözlemciden korur, yani küçük bir alana bakar. karanlık dar bir borudan sanki manzara. Doğrudan ışığa kıyasla yansıyan ışığın parlaklığını azaltmak, insanların gökyüzünü, bulutları ve doğrudan bakıldığında göze çok parlak görünen diğer parlak aydınlatılmış nesneleri gözlemlemelerini kolaylaştırır.

Yansıma katsayısının ışığın geliş açısına bağımlılığı.

İki saydam ortamın sınırında, ışık kısmen yansır, kısmen başka bir ortama geçer ve kırılır, kısmen ortam tarafından emilir. Yansıyan enerjinin gelen enerjiye oranına yansıma katsayısı denir. Bir maddeden geçen ışığın enerjisinin gelen ışığın enerjisine oranına geçirgenlik denir.

Yansıma ve iletim katsayıları, bitişik ortamın optik özelliklerine ve ışığın geliş açısına bağlıdır. Bu nedenle, ışık bir cam plaka üzerine dik olarak düşerse (geliş açısı α = 0), ışık enerjisinin sadece %5'i yansıtılır ve %95'i ara yüzeyden geçer. Gelme açısı arttıkça, yansıyan enerjinin oranı artar. α = 90˚ bir gelme açısında, bire eşittir.

Cam levhadan yansıyan ve geçen ışığın yoğunluğunun bağımlılığı, levhayı ışık ışınlarına farklı açılarda yerleştirip yoğunluğu gözle değerlendirerek izlenebilir.

Rezervuarın yüzeyinden yansıyan ışığın yoğunluğunu, gelme açısına bağlı olarak gözle değerlendirmek, yansımayı gözlemlemek için de ilginçtir. Güneş ışınları gün boyunca, gün batımında, gün doğumunda farklı geliş açılarında evin pencerelerinden.

koruyucu gözlük

Sıradan pencere camları kısmen ısı ışınlarının geçmesine izin verir. Bu, kuzey bölgeleri ve seralar için iyidir. Güneyde, tesisler o kadar aşırı ısınıyor ki, içinde çalışmak zor. Güneşten korunma, ya binayı ağaçlarla karartmaya ya da yeniden inşa sırasında bina için uygun bir yön seçmeye bağlıdır. Her ikisi de bazen zordur ve her zaman mümkün değildir.

Camın ısı ışınlarının içeri girmesini önlemek için ince şeffaf metal oksit filmleriyle kaplanmıştır. Böylece kalay-antimon film ısı ışınlarının yarısından fazlasını iletmez ve demir oksit içeren kaplamalar ultraviyole ışınlarını ve ısının %35-55'ini tamamen yansıtır.

Film oluşturan tuzların çözeltileri, ısıl işlem veya şekillendirme sırasında bir püskürtme tabancasından sıcak bir cam yüzeye uygulanır. Yüksek sıcaklıklarda tuzlar, cam yüzeyine sıkıca bağlanan oksitlere dönüşür.

Aynı şekilde ışıktan koruyucu gözlük camları da yapılmaktadır.

Toplam iç ışık yansıması

Fırlatılan jetlerin içeriden aydınlatıldığı çeşme güzel bir manzaradır. Bu, normal koşullar altında aşağıdaki deney yapılarak gösterilebilir (Şekil 1). Uzun bir teneke kutuya alttan 5 cm yükseklikte yuvarlak bir delik açın ( a) 5-6 mm çapında. Soketli ampul dikkatlice selefon kağıda sarılmalı ve deliğin önüne yerleştirilmelidir. Kavanoza su dökmeniz gerekiyor. Deliğin açılması a, içeriden aydınlatılacak bir dere elde ediyoruz. Karanlık bir odada parlak bir şekilde parlıyor ve çok etkileyici görünüyor. Jet, ışık ışınlarının yoluna renkli cam yerleştirilerek herhangi bir renk verilebilir. B... Parmağınızı jetin yoluna koyarsanız, su püskürtülür ve bu damlacıklar parlak bir şekilde parlar.

Bu fenomenin açıklaması oldukça basittir. Bir ışık ışını su akışı boyunca geçer ve kavisli yüzeye sınırdan daha büyük bir açıyla çarpar, toplam iç yansımayı deneyimler ve sonra yine sınırdan daha büyük bir açıyla akışın karşı tarafına çarpar. Böylece ışın, onunla birlikte bükülerek akış boyunca geçer.

Ancak ışık jetin içine tamamen yansısaydı, dışarıdan görülemezdi. Işığın bir kısmı, içinde bulunan su, hava kabarcıkları ve çeşitli kirliliklerin yanı sıra jet yüzeyindeki düzensizlikler nedeniyle dağılır, bu nedenle dışarıdan görülebilir.

Silindirik ışık kılavuzu

Düz kavisli bir cam silindirin bir ucuna bir ışık demeti yönlendirirseniz, ışığın diğer ucundan çıkacağını fark edeceksiniz (Şekil 2); silindirin yan yüzeyinden neredeyse hiç ışık çıkmaz. Işığın cam silindirden geçişi, silindirin iç yüzeyine sınırlayıcıdan daha büyük bir açıyla düştüğünde, ışığın tekrar tekrar tam yansımayı deneyimlemesi ve sonuna ulaşmasıyla açıklanır.

Silindir ne kadar ince olursa, ışının yansımaları o kadar sık ​​meydana gelir ve silindirin iç yüzeyine sınırlayıcıdan daha büyük açılarda daha fazla ışık düşer.

Elmaslar ve Değerli Taşlar

Kremlin'de Rus elmas fonunun bir sergisi var.

Salondaki ışık biraz loş. Kuyumcuların kreasyonları vitrinlerde ışıldıyor. Burada "Orlov", "Şah", "Maria", "Valentina Tereshkova" gibi elmasları görebilirsiniz.

Elmaslardaki büyüleyici ışık oyununun sırrı, bu taşın yüksek bir kırılma indeksine (n = 2.4173) ve sonuç olarak küçük bir toplam iç yansıma açısına (α = 24˚30 ′) sahip olması ve sahip olduğu gerçeğinde yatmaktadır. beyaz ışığın basit renklere ayrışmasına neden olan daha büyük bir dağılım.

Ek olarak, bir pırlantadaki ışık oyunu doğru kesime bağlıdır. Bir pırlantanın yüzleri ışığı kristal içinde birçok kez yansıtır. Birinci sınıf elmasların yüksek şeffaflığı nedeniyle, içlerindeki ışık neredeyse enerjisini kaybetmez, sadece basit renklere ayrışır ve ışınları daha sonra çeşitli, en beklenmedik yönlerde patlar. Taş döndürüldüğünde, taştan çıkan renkler değişir ve birçok parlak renkli ışınların kaynağının kendisi olduğu görülür.

Kırmızı, mavimsi ve lila renklerinde renklendirilmiş pırlantalar bulunmaktadır. Bir pırlantanın parlaklığı kesimine bağlıdır. İyi kesilmiş, su geçirgen bir elmastan ışığa bakarsanız, taş tamamen opak görünür ve kenarlarının bir kısmı sadece siyah görünür. Bunun nedeni, toplam iç yansımaya maruz kalan ışığın zıt yönde veya yanlardan çıkmasıdır.

Üst kesime ana yönden bakarsanız, birçok renkle parlıyor ve yer yer parlıyor. Pırlantanın üst yüzlerindeki parlak ışıltıya pırlanta ışıltısı denir. Pırlantanın alt tarafı dışarıdan gümüşlenmiş gibi görünüyor ve metalik bir parlaklık veriyor.

En şeffaf ve en büyük elmaslar dekorasyon görevi görür. Küçük elmaslar, metal işleme makineleri için kesme veya taşlama aletleri olarak teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Elmaslar, sert kayalarda kuyu açmak için sondaj aletlerinin kafalarını güçlendirmek için kullanılır. Elmasın bu uygulaması, büyük ayırt edici sertliği nedeniyle mümkündür. Diğer değerli taşlarçoğu durumda, krom (yakut), bakır (zümrüt), manganez (ametist) gibi renklendirme elementlerinin oksitlerinin bir karışımı ile alüminyum oksit kristalleridir. Ayrıca serttirler, dayanıklıdırlar ve güzel bir renge ve “ışık oyununa” sahiptirler. Şu anda, yapay olarak büyük alüminyum oksit kristalleri elde edebiliyor ve bunları istenen renge boyayabiliyorlar.

Işığın dağılması olgusu, doğanın renklerinin çeşitliliği ile açıklanmaktadır. İngiliz bilim adamı Isaac Newton tarafından 17. yüzyılda prizmalarla bir dizi optik deney gerçekleştirildi. Bu deneyler, beyaz ışığın ana ışık olmadığını, bileşik olarak kabul edilmesi gerektiğini gösterdi (“homojen olmayan”); ana olanlar farklı renklerdir (“tek tip” ışınlar veya “tek renkli” ışınlar). Beyaz ışığın farklı renklere ayrışması, her rengin kendi kırılma derecesine sahip olması nedeniyle oluşur. Newton tarafından yapılan bu sonuçlar, modern bilimsel fikirlerle tutarlıdır.

Kırılma indisinin dağılımı ile birlikte ışığın absorpsiyon, iletim ve yansıma katsayılarının dağılımı gözlemlenir. Bu, cisimleri aydınlatırken çeşitli etkileri açıklar. Örneğin, kırmızı ışık için geçirgenliği büyük olan ve yeşil ışık için yansıma katsayısı küçük olan, ışığa karşı şeffaf bir cisim varsa, tam tersine: geçirgenlik küçüktür ve yansıma katsayısı büyükse, o zaman iletilen ışıkta vücut kırmızı, yansıyan ışıkta yeşil görünecektir. Bu tür özelliklere, örneğin, bitkilerin yapraklarında bulunan ve neden olan yeşil bir madde olan klorofil sahiptir. yeşil renk... Alkoldeki bir klorofil çözeltisi ışıkta bakıldığında kırmızı görünür. Yansıyan ışıkta aynı çözüm yeşil görünür.

Bazı cisimlerin soğurma katsayısı yüksek, ancak geçirgenlik ve yansıma katsayıları küçükse, böyle bir cisim siyah ve opak görünecektir (örneğin kurum). Çok beyaz, opak bir gövde (örneğin, magnezyum oksit), tüm dalga boyları için bire yakın bir yansımaya ve çok düşük geçirgenlik ve absorpsiyon katsayılarına sahiptir. Işığa tamamen şeffaf olan bir gövde (cam), düşük yansıma ve absorpsiyon katsayılarına ve tüm dalga boyları için bire yakın bir iletim katsayısına sahiptir. Renkli cam için bazı dalga boyları için geçirgenlik ve yansıma katsayıları pratik olarak sıfırdır ve buna göre aynı dalga boyları için absorpsiyon katsayısının değeri bire yakındır.

Işığın kırılması ile ilgili olaylar

Bazı serap türleri. Serapların daha geniş çeşitliliğinden birkaç tür seçiyoruz: alt seraplar, üst seraplar, çift ve üçlü seraplar, ultra uzun menzilli görme serapları olarak da adlandırılan “göl” serapları.

Yüksek derecede ısıtılmış bir yüzey üzerinde daha düşük ("göl") seraplar belirir. Üst seraplar, aksine, güçlü bir şekilde soğutulmuş bir yüzey üzerinde, örneğin, üzerinde görünür. soğuk su... Alt seraplar, kural olarak, çöllerde ve bozkırlarda gözlenirse, üst olanlar kuzey enlemlerinde gözlenir.

Üst seraplar çeşitlidir. Bazı durumlarda dik bir görüntü verirler, bazı durumlarda ise havada ters bir görüntü belirir. Seraplar, iki görüntü gözlendiğinde, biri basit diğeri ters çevrilmiş olarak iki katına çıkabilir. Bu görüntüler bir hava şeridi ile ayrılabilir (biri ufuk çizgisinin üstünde, diğeri altında olabilir), ancak doğrudan birbirleriyle yakın olabilirler. Bazen başka bir görüntü belirir - üçüncü bir görüntü.

Ultra uzun menzilli vizyonun serapları özellikle şaşırtıcı. K. Flammarion “Atmosphere” adlı kitabında böyle bir serap örneğini şöyle anlatıyor: “Birkaç güvenilir kişinin tanıklıklarına dayanarak, Haziran 1815'te Verviers (Belçika) şehrinde görülen bir seraptan bahsedebilirim. Bir sabah , şehrin sakinleri gökyüzünde orduyu gördü ve o kadar açıktı ki, topçuların kostümlerini ve hatta örneğin düşmek üzere olan kırık bir tekerleği olan bir topu ayırt etmek mümkündü ... Waterloo'daki savaşın sabahıydı!" Tanımlanan serap, görgü tanıklarından biri tarafından renkli suluboya olarak tasvir edilmiştir. Waterloo ile Verviers arasındaki düz hat mesafesi 100 km'nin üzerindedir. Bu tür serapların büyük mesafelerde - 1000 km'ye kadar - gözlemlendiği durumlar vardır. "Uçan Hollandalı" tam olarak bu tür seraplara atfedilmelidir.

Alt (“göl”) serapının açıklaması. Dünyanın yüzeyindeki hava çok sıcaksa ve bu nedenle yoğunluğu nispeten düşükse, yüzeydeki kırılma indisi daha yüksek hava katmanlarından daha düşük olacaktır. Hava kırılma indisi değişikliği n yükseklik ile H Dünya yüzeyine yakın durum için incelenen durum Şekil 3, a'da gösterilmiştir.

Yerleşik kurala göre, bu durumda dünya yüzeyine yakın ışık ışınları bükülecek ve yörüngeleri aşağı doğru kıvrılacaktır. Bir gözlemci A noktasında olsun. Belirli bir bölgeden gelen ışık demeti Mavi gökyüzü belirtilen eğriliği yaşayan gözlemcinin gözüne düşer. Bu, gözlemcinin gökyüzünün ilgili bölümünü ufuk çizgisinin üstünde değil, altında göreceği anlamına gelir. Aslında önünde mavi bir gökyüzünün görüntüsü olmasına rağmen, ona su görüyormuş gibi görünecek. Ufukta tepeler, palmiyeler veya başka nesneler olduğunu hayal edersek, gözlemci ışınların belirgin bükülmesi sayesinde onları baş aşağı görecek ve onları karşılık gelen nesnelerin var olmayan sudaki yansımaları olarak algılayacaktır. Böylece bir “göl” serap olan bir illüzyon ortaya çıkar.

Basit üst seraplar. Dünyanın veya suyun yüzeyindeki havanın ısıtılmadığı, aksine daha yüksek hava katmanlarına kıyasla belirgin şekilde soğutulduğu varsayılabilir; h yüksekliği ile n'deki değişim Şekil 4, a'da gösterilmektedir. İncelenen durumda, ışık ışınları, yörüngeleri yukarı doğru dışbükey olacak şekilde bükülür. Bu nedenle, şimdi gözlemci ufkun ötesinde kendisinden gizlenmiş nesneleri görebilir ve onları sanki yukarıda, ufuk çizgisi üzerinde asılı olarak görecektir. Bu nedenle, bu tür seraplara üst serap denir.

Üstün serap hem doğrudan hem de ters bir görüntü verebilir. Şekilde gösterilen canlı görüntü, havanın kırılma indisi yükseklikle nispeten yavaş azaldığında ortaya çıkar. Kırılma indisi hızla azaldığında, ters bir görüntü oluşur. Bu, varsayımsal durum dikkate alınarak doğrulanabilir - belirli bir h yüksekliğindeki kırılma indisi aniden azalır (Şekil 5). Nesnenin ışınları, gözlemci A'ya ulaşmadan önce, BC sınırından toplam iç yansıma yaşar, bu durumda, bu durumda, daha yoğun hava vardır. Üst serapın cismin ters bir görüntüsünü verdiği görülebilir. Gerçekte, hava katmanları arasında ani bir sınır yoktur, geçiş kademeli olarak gerçekleşir. Ancak yeterince ani yapılırsa, üst serap ters bir görüntü verecektir (Şek. 5).

İkili ve üçlü seraplar. Havanın kırılma indisi önce hızlı, sonra yavaş değişiyorsa, bu durumda I. bölgedeki ışınlar II. bölgeden daha hızlı bükülecektir. Sonuç olarak, iki görüntü belirir (Şek. 6, 7). Hava bölgesi I içinde yayılan ışık ışınları 1, nesnenin ters çevrilmiş bir görüntüsünü oluşturur. Esas olarak II. bölge içinde yayılan kirişler 2, daha az ölçüde kavislidir ve doğrudan bir görüntü oluşturur.

Üçlü bir serapın nasıl göründüğünü anlamak için, birbirini takip eden üç hava bölgesi hayal etmeniz gerekir: birincisi (yüzeye yakın), kırılma indisinin yükseklikle yavaş yavaş azaldığı, sonraki, kırılma indisinin hızla azaldığı üçüncü bölge ve üçüncü bölge, nerede kırılma indisi tekrar yavaş yavaş azalır. Şekil, kırılma indisinde yükseklikle birlikte dikkate alınan değişikliği göstermektedir. Şekil, üçlü serapın nasıl ortaya çıktığını göstermektedir. Işın 1 nesnenin alt görüntüsünü oluşturur, hava bölgesi I içinde yayılırlar. Işın 2 ters çevrilmiş bir görüntü oluşturur; II. hava bölgesine düştüğünde, bu ışınlar güçlü bir eğrilik yaşar. Kirişler 3, nesnenin üst doğrudan görüntüsünü oluşturur.

Ultra uzun menzilli vizyonun serabı. Bu serapların doğası en az çalışılan şeydir. Atmosferin şeffaf, su buharı ve kirlilikten arınmış olması gerektiği açıktır. Ama bu yeterli değil. Yerden belirli bir yükseklikte sabit bir soğutulmuş hava tabakası oluşmalıdır. Bu katmanın altında ve üstünde hava daha sıcak olmalıdır. Yoğun bir soğuk hava tabakasına düşen bir ışık ışını, sanki onun içinde "kilitlenir" ve bir tür ışık kılavuzu gibi onun içinde yayılır. Şekil 8'deki ışın yörüngesi her zaman havanın daha az yoğun bölgelerine doğru dışbükeydir.

Ultra uzun menzilli serapların ortaya çıkması, ışınların bazen doğanın yarattığı bu tür “ışık kılavuzları” içinde yayılmasıyla açıklanabilir.

Gökkuşağı güzel bir göksel fenomendir - her zaman bir insanın dikkatini çekmiştir. Eski günlerde, insanlar etraflarındaki dünya hakkında hala çok az şey biliyorken, gökkuşağı “göksel bir işaret” olarak kabul edildi. Böylece, eski Yunanlılar gökkuşağının tanrıça İris'in gülümsemesi olduğunu düşündüler.

Güneş'in karşı tarafında, yağmur bulutlarının veya yağmurun arka planına karşı bir gökkuşağı gözlemlenir. Çok renkli bir yay genellikle gözlemciden 1-2 km uzaklıkta bulunur ve bazen çeşmeler veya su spreyleri tarafından oluşturulan su damlacıklarının arka planına karşı 2-3 m mesafede gözlemlenebilir.

Gökkuşağının merkezi, Güneş'i ve gözlemcinin gözünü birleştiren düz çizginin devamında - güneş karşıtı çizgide bulunur. Ana gökkuşağının yönü ile güneş karşıtı çizgi arasındaki açı 41-42º'dir (Şekil 9).

Gündoğumu anında, güneş karşıtı nokta (M noktası) ufuktadır ve gökkuşağı yarım daire şeklinde görünür. Güneş yükseldikçe anti-güneş noktası ufkun altına düşer ve gökkuşağının boyutu küçülür. Bir dairenin yalnızca bir bölümünü temsil eder.

İlki ile eşmerkezli, yaklaşık 52º açısal yarıçapa ve ters renklere sahip bir yan gökkuşağı genellikle gözlenir.

Güneş'in yüksekliği 41º olduğunda, ana gökkuşağı artık görünmez ve ikincil gökkuşağının sadece bir kısmı ufkun üzerine çıkar ve Güneş 52º'den fazla olduğunda ikincil gökkuşağı da görünmez. Bu nedenle, ekvator orta enlemlerinde öğle saatlerinde bu doğal fenomen hiç gözlenmez.

Gökkuşağının yedi ana rengi vardır ve bunlar sorunsuz bir şekilde diğerine geçer.

Yay tipi, renklerin parlaklığı, şeritlerin genişliği, su damlacıklarının boyutuna ve sayılarına bağlıdır. Büyük damlalar, keskin bir şekilde ayırt edilen renklerle daha dar bir gökkuşağı oluştururken, küçük damlalar bulanık, soluk ve hatta beyaz bir yay oluşturur. Bu nedenle, büyük damlaların düştüğü bir fırtınadan sonra yaz aylarında parlak, dar bir gökkuşağı görünür.

Gökkuşağı teorisi ilk olarak 1637'de René Descartes tarafından verildi. Gökkuşağını, ışığın yağmur damlalarında yansıması ve kırılması ile ilişkili bir fenomen olarak açıkladı.

Renklerin oluşumu ve dizilişi daha sonra beyaz ışığın karmaşık doğası ve ortamdaki dağılımı çözüldükten sonra açıklanmıştır. Gökkuşağı kırınım teorisi Erie ve Partner tarafından geliştirilmiştir.

En basit durumu düşünebiliriz: Bir top şeklindeki damlacıkların üzerine paralel güneş ışınlarının bir demetinin düşmesine izin verin (Şekil 10). A noktasındaki bir damlanın yüzeyine düşen bir ışın, kırılma yasasına göre içinde kırılır:

n sin α = n sin β, burada n = 1, n≈1,33 -

sırasıyla hava ve suyun kırılma indisleri, α geliş açısı ve β ışığın kırılma açısıdır.

AB kirişi, damlanın içinde düz bir çizgide gider. B noktasında ışın kısmen kırılır ve kısmen yansır. B noktasındaki ve dolayısıyla A noktasındaki gelme açısı ne kadar küçükse, yansıyan ışının yoğunluğunun o kadar düşük ve kırılan ışının yoğunluğunun o kadar büyük olduğuna dikkat edilmelidir.

B noktasındaki yansımadan sonra β '= β b açısında meydana gelen AB ışını, kısmi yansıma ve ışığın kısmi kırılmasının da meydana geldiği C noktasına düşer. Kırılan ışın damlayı γ açısıyla terk ederken, yansıyan ışın daha ileri, D noktasına vb. geçebilir. Böylece damladaki ışık ışını çoklu yansıma ve kırılmaya maruz kalır. Her yansıma ile ışık ışınlarının bir kısmı dışarı çıkar ve damlanın içindeki yoğunlukları azalır. Havaya çıkan ışınların en yoğunu B noktasındaki damladan çıkan ışındır. Ancak doğrudan parlak güneş ışığının arka planında kaybolduğu için onu gözlemlemek zordur. Öte yandan, C noktasında kırılan ışınlar birlikte, kara bir bulutun arka planına karşı bir birincil gökkuşağı oluşturur ve D noktasında kırılan ışınlar, birincil olandan daha az yoğun olan ikincil bir gökkuşağı verir.

Bir gökkuşağının oluşumu göz önüne alındığında, bir fenomen daha dikkate alınmalıdır - farklı uzunluklardaki ışık dalgalarının, yani farklı renkteki ışık ışınlarının eşit olmayan kırılması. Bu fenomene dispersiyon denir. Dağılım nedeniyle, farklı renkteki ışınlar için damlacıktaki ışınların γ kırılma açıları ve Θ sapma açıları farklıdır.

Çoğu zaman bir gökkuşağı görürüz. Birbiri ardına yer alan gök kubbede iki gökkuşağı şeridinin aynı anda göründüğü sık durumlar vardır; daha da fazla sayıda gök yayı gözlemlenir - aynı anda üç, dört ve hatta beş. Bu ilginç fenomen, 24 Eylül 1948'de öğleden sonra Neva üzerindeki bulutlar arasında dört gökkuşağı göründüğünde Leningraders tarafından gözlemlendi. Gökkuşağının yalnızca doğrudan ışınlardan ortaya çıkmadığı ortaya çıktı; oldukça sık güneşin yansıyan ışınlarında görünür. Bu, deniz koylarının, büyük nehirlerin ve göllerin kıyılarında görülebilir. Üç veya dört gökkuşağı - sıradan ve yansıyan - bazen güzel resim... Güneş'in su yüzeyinden yansıyan ışınları aşağıdan yukarıya doğru gittiği için, ışınlarda oluşan gökkuşağı bazen tamamen sıra dışı görünebilir.

Gökkuşağının sadece gündüz görülebileceğini düşünmemek lazım. Geceleri de olur, ama her zaman zayıftır. Böyle bir gökkuşağını bir gece yağmurundan sonra, ay bulutların arkasından gözetlediğinde görebilirsiniz.

Bu deneyimden bir gökkuşağı görüntüsü elde edilebilir: Suyla dolu bir şişeyi güneş ışığıyla veya beyaz tahtadaki bir delikten bir lambayla aydınlatmanız gerekir. Daha sonra tahtada bir gökkuşağı açıkça görünecek ve ışınların ilk yöne göre sapma açısı yaklaşık 41-42 ° olacaktır. Doğal koşullarda ekran yoktur, görüntü gözün retinasında belirir ve göz bu görüntüyü bulutlara yansıtır.

Akşam gün batımından önce bir gökkuşağı belirirse, o zaman kırmızı bir gökkuşağı görülür. Gün batımından önceki son beş veya on dakika içinde, gökkuşağının kırmızı hariç tüm renkleri kaybolur, gün batımından on dakika sonra bile çok parlak ve görünür hale gelir.

Güzel bir manzara, çiy üzerindeki gökkuşağıdır. Güneş doğarken çiğle kaplı çimenlerin üzerinde gözlemlenebilir. Bu gökkuşağının abartılı bir şekli var.

Kutup ışıkları

Doğadaki en güzel optik fenomenlerden biri aurora borealis'tir.

Çoğu durumda, auroralar yeşil veya mavi-yeşildir ve ara sıra benekler veya pembe veya kırmızı bir kenarlık bulunur.

Auroralar iki ana biçimde gözlemlenir - şeritler şeklinde ve bulut benzeri noktalar şeklinde. Parlaklık yoğun olduğunda kurdele şeklini alır. Yoğunluğu kaybederek lekelere dönüşür. Bununla birlikte, birçok bant lekelenmeden önce kaybolur. Genellikle doğudan batıya binlerce kilometre boyunca uzanan dev bir perde veya perdeyi andıran kurdeleler gökyüzünün karanlık boşluğunda asılı duruyor gibi görünüyor. Bu perdenin yüksekliği birkaç yüz kilometredir, kalınlığı birkaç yüz metreyi geçmez ve o kadar hassas ve şeffaftır ki, içinden yıldızlar görülebilir. Perdenin alt kenarı oldukça keskin ve belirgin bir şekilde özetlenmiştir ve genellikle perdenin kenarını anımsatan kırmızı veya pembemsi renktedir, üst kenarın yüksekliği kademeli olarak kaybolur ve bu, alan derinliği konusunda özellikle etkili bir izlenim yaratır.

Dört tür aurora vardır:

Homojen ark - ışıklı şerit en basit, en sessiz şekle sahiptir. Aşağıdan daha parlaktır ve gökyüzünün parıltısının arka planına karşı yavaş yavaş yukarıya doğru kaybolur;

Radyant yay - bant biraz daha aktif ve hareketli hale gelir, küçük kıvrımlar ve damlamalar oluşturur;

Parlak şerit - aktivitede bir artışla, daha büyük kıvrımlar küçük olanların üzerine bindirilir;

Artan aktivite ile kıvrımlar veya halkalar muazzam bir boyuta genişler, şeridin alt kenarı pembe bir parıltıyla parlak bir şekilde parlar. Aktivite azaldığında, kıvrımlar kaybolur ve bant düzgün bir şekle döner. Bu, homojen bir yapının aurora'nın ana şekli olduğunu ve kırışıklıkların artan aktivite ile ilişkili olduğunu göstermektedir.

Farklı türden auroralar sıklıkla ortaya çıkar. Tüm kutup bölgesini kaplarlar ve çok yoğundurlar. Güneş aktivitesinde bir artış sırasında ortaya çıkarlar. Bu auroralar beyazımsı yeşil bir başlık olarak görünür. Bu tür auroralara fırtına denir.

Parlaklık açısından, auroralar, birbirlerinden bir büyüklük sırasına göre (yani 10 kez) farklılık gösteren dört sınıfa ayrılır. Birinci sınıf, zar zor fark edilen ve yaklaşık olarak eşit parlaklıkta auroralar içerir. Samanyolu, dördüncü sınıfın aurora'sı Dünya'yı dolunay kadar parlak bir şekilde aydınlatır.

Ortaya çıkan auroranın batıya doğru 1 km/sn hızla yayıldığına dikkat edilmelidir. Auroral patlamalar alanındaki atmosferin üst katmanları ısınıyor ve yukarı doğru akıyor, bu da bu bölgelerden geçen yapay Dünya uydularının yoğun yavaşlamasını etkiledi.

Auroralar sırasında, Dünya atmosferinde girdaplar belirir. elektrik akımları geniş alanları yakalamak. heyecanlandırıyorlar manyetik fırtınalar, sözde ek kararsız manyetik alanlar. Atmosfer parlarken, büyük olasılıkla atmosferdeki elektronların frenlenmesinin bir sonucu olan X-ışınları yayar.

Aurora'nın sık yanıp sönmelerine neredeyse her zaman gürültüye, çatırdamaya benzeyen sesler eşlik eder. Auroraların iyonosferdeki güçlü değişiklikler üzerinde büyük etkisi vardır ve bu da radyo iletişiminin koşullarını etkiler, yani radyo iletişimi büyük ölçüde bozulur, bu da güçlü parazite ve hatta alımın tamamen kaybolmasına neden olur.

Aurora borealis'in ortaya çıkışı.

Dünya, kuzey kutbu coğrafi güney kutbuna ve güney kutbu kuzeye yakın olan büyük bir mıknatıstır. Ve Dünya'nın manyetik alanının kuvvet çizgileri, Kuzey'in Dünya'nın manyetik kutbuna bitişik alandan çıkan jeomanyetik çizgilerdir. Tüm küreyi kaplarlar ve ona güney manyetik kutbu bölgesine girerek Dünya çevresinde bir toroidal ızgara oluştururlar.

Uzun bir süre, manyetik kuvvet çizgilerinin düzeninin dünyanın ekseni etrafında simetrik olduğuna inanılıyordu. Ama aslında, sözde "güneş rüzgarı", yani Güneş tarafından yayılan proton ve elektron akışının, Dünya'nın jeomanyetik kabuğuna yaklaşık 20.000 km yükseklikte çarptığı ortaya çıktı. Onu Güneş'ten uzaklaştırır, böylece Dünya'da bir tür manyetik "kuyruk" oluşturur.

Dünyanın manyetik alanına hapsolmuş bir elektron veya proton, jeomanyetik hat üzerinde sarmal şeklinde hareket eder. Güneş rüzgarından Dünya'nın manyetik alanına yakalanan bu parçacıklar iki kısma ayrılır: manyetik alan çizgileri boyunca bir kısım hemen Dünya'nın kutup bölgelerine akar, diğeri ise teroidin içine düşer ve onun içinde hareket eder, ABC kapalı eğrisi boyunca sol el kuralına göre mümkün olduğu gibi. Sonunda, jeomanyetik hatlar boyunca bu protonlar ve elektronlar, artan konsantrasyonlarının ortaya çıktığı kutup bölgelerine doğru akar. Protonlar ve elektronlar, atomların ve gaz moleküllerinin iyonlaşmasını ve uyarılmasını sağlar. Bunun için yeterli enerjiye sahiptirler. Protonlar Dünya'ya 10000-20000 eV (1 eV = 1,6 10 J) ve elektronlar 10-20 eV enerji ile geldiğinden. Ve atomların iyonlaşması için gereklidir: hidrojen için - 13.56 eV, oksijen için - 13.56 eV, azot için - 124.47 eV, uyarma için daha da azdır.

Nadir bir gaza sahip tüplerde, içinden akım geçtiğinde bunun nasıl olduğu ilkesine göre, uyarılmış gaz atomları alınan enerjiyi ışık şeklinde geri verir.

Spektral çalışmaların sonuçlarına göre yeşil ve kırmızı parıltı, uyarılmış oksijen atomlarına ve kızılötesi ve mor - iyonize nitrojen moleküllerine aittir. Bazı oksijen ve azot emisyon hatları 110 km yükseklikte ve oksijenin kırmızı parıltısı - 200-400 km yükseklikte oluşur. Bir sonraki zayıf kırmızı ışık kaynağı, üst atmosferde Güneş'ten gelen protonlardan oluşan hidrojen atomlarıdır. Böyle bir proton, bir elektronu yakaladıktan sonra, uyarılmış bir hidrojen atomuna dönüşür ve kırmızı ışık emisyonu yayar.

Güneş patlamalarından sonra, aurora patlamaları genellikle bir veya iki gün içinde meydana gelir. Bu, bu fenomenler arasında bir bağlantı olduğunu gösterir. Bir roket çalışması, auroral yoğunluğun daha fazla olduğu alanlarda, daha fazla yüksek seviye Gazların elektronlarla iyonlaşması. Bilim adamlarına göre, auroraların maksimum yoğunluğu okyanusların ve denizlerin kıyılarında elde edilir.

Aurora borealis ile ilgili tüm fenomenlerin bilimsel açıklamasında bir takım zorluklar vardır. Yani, parçacıkların belirli enerjilere hızlanma mekanizması tam olarak bilinmemektedir, dünyaya yakın uzaydaki hareket yörüngeleri net değildir, ışıma oluşum mekanizması tamamen açık değildir. farklı şekiller, seslerin kökeni belirsizdir, her şey iyonlaşma ve parçacıkların uyarılmasının enerji dengesinde nicel olarak yakınsamaz.

Kullanılmış Kitaplar:

1. "Doğada fizik", yazar - L. V. Tarasov, "Eğitim" yayınevi, Moskova, 1988.
2. "Doğada optik fenomenler", yazar - V. L. Bulat, "Eğitim" yayınevi, Moskova, 1974.
3. “Fizik Üzerine Konuşmalar, Bölüm II”, yazar - MI Bludov, “Prosveshchenie” Yayınevi, Moskova, 1985.
4. "Fizik 10", yazarlar - G. Ya. Myakishev BB Bukhovtsev, "Eğitim" yayınevi, Moskova, 1987.
5. V. A. Chuyanov tarafından derlenen "Genç Bir Fizikçinin Ansiklopedik Sözlüğü", "Pedagoji" yayınevi, Moskova, 1984.
6. "Slovo" Filoloji Derneği tarafından derlenen "Student's Handbook on Physics", Moskova, 1995.
7. "Fizik 11", N. M. Shakhmaev, S. N. Shakhmaev, D. Sh. Shodiev, "Eğitim" yayınevi, Moskova, 1991.
8. “Fizikte problem çözme”, V. A. Shevtsov, Nizhne-Volzhsky kitap yayınevi, Volgograd, 1999.

Sonsuz çeşitlilikte bir madde ve fenomen dünyası ile çevriliyiz.

Sürekli değişiyor.

Cisimlerde meydana gelen değişikliklere fenomen denir. Yıldızların doğuşu, gece ve gündüzün değişmesi, buzun erimesi, ağaçlardaki tomurcukların şişmesi, gök gürültülü fırtına sırasında şimşeklerin çakması ve benzeri - tüm bunlar doğal fenomenlerdir.

Unutmayalım ki cisimler maddelerden yapılmıştır. Bazı fenomenlerde cisimlerin maddelerinin değişmediğini, bazılarında ise değiştiğini unutmayın. Örneğin, bir kağıdı ikiye bölerseniz, meydana gelen değişikliklere rağmen kağıt kağıt kalır. Kağıt yanarsa kül ve dumana dönüşür.

İçinde bulunduğu fenomenler cisimlerin büyüklüğü, şekli, maddelerin durumu değişebilir, ancak maddeler aynı kalır, başkalarına dönüşmezler, fiziksel fenomenler denir(suyun buharlaşması, bir ampulün parlaması, tellerin sesi müzik aleti vb.).

Fiziksel olaylar son derece çeşitlidir. aralarında var mekanik, termal, elektrik, hafif ve benzeri.

Bulutların gökyüzünde nasıl yüzdüğünü, bir uçağın nasıl uçtuğunu, bir arabanın nasıl sürdüğünü, bir elmanın nasıl düştüğünü, bir tramvayın yuvarlandığını vb. hatırlayalım. Tüm bu fenomenlerde nesneler (bedenler) hareket eder. Bir cismin diğer cisimlere göre pozisyonundaki bir değişiklikle ilişkili olgulara denir. mekanik(Yunancadan çevrilen "mehane" makine parçası).

Birçok olaya sıcak ve soğuktaki değişiklikler neden olur. Bu durumda, vücutların kendi özelliklerinde değişiklikler meydana gelir. Şeklini, boyutunu değiştirirler, bu bedenlerin durumu değişir. Örneğin, ısıtıldığında buz suya, su buhara dönüşür; sıcaklık düştüğünde, buhar suya, su - buza dönüşür. Vücutların ısınması ve soğuması ile ilgili olaylara denir. termal(şek. 35).

Pirinç. 35. Fiziksel fenomen: bir maddenin bir halden diğerine geçişi. Su damlacıklarını dondurursanız, buz tekrar ortaya çıkar.

Düşünmek elektriksel fenomenler. "Elektrik" kelimesi Yunanca "elektron" kelimesinden gelir - kehribar Yün kazağınızı çabucak çıkardığınızda hafif bir çatırtı sesi duyduğunuzu hatırlayın. Aynısını zifiri karanlıkta yaparsanız, kıvılcımlar da göreceksiniz. Bu en basit elektrik olayıdır.

Başka bir elektrik olgusunu tanımak için aşağıdaki deneyi yapın.

Küçük kağıt parçaları alın ve masanın üstüne yerleştirin. Temiz, kuru saçı plastik bir tarakla tarayın ve kağıt parçalarına getirin. Ne oldu?

Pirinç. 36. Küçük kağıt parçaları tarağa çekilir

Sürtündükten sonra hafif nesneleri çekebilen cisimlere denir. elektrikli(şek. 36). Gök gürültülü fırtınalarda şimşekler, auroralar, kağıt ve sentetik kumaşların elektrifikasyonu elektriksel olaylardır. Bir telefonun, radyonun, televizyonun ve çeşitli ev aletlerinin çalışması, elektrik olaylarının insan kullanımına örnektir.

Işıkla ilişkili olaylara ışık denir. Işık, Güneş, yıldızlar, lambalar ve ateş böceği gibi bazı canlılar tarafından yayılır. Bu tür organlara denir aydınlık.

Gözün retinasında ışığa maruz kalma koşulu altında görüyoruz. Mutlak karanlıkta göremeyiz. Kendileri ışık yaymayan nesneler (örneğin ağaçlar, çimenler, bu kitabın sayfaları vb.) ancak ışık saçan bir cisimden ışık alıp yüzeylerinden yansıttıklarında görülebilir.

Genellikle gece lambası olarak bahsettiğimiz ay, gerçekte sadece bir tür güneş ışığı yansıtıcısıdır.

Doğanın fiziksel fenomenlerini inceleyen insan, onları günlük yaşamda, günlük yaşamda kullanmayı öğrendi.

1. Doğal olaylara ne denir?

2. Metni okuyun. İçinde hangi doğal fenomenlerin dendiğini listeleyin: “Bahar geldi. Güneş ısınıyor. Karlar eriyor, dereler akıyor. Ağaçlarda tomurcuklar şişti, kaleler uçtu. "

3. Hangi olaylara fiziksel denir?

4. Aşağıda listelenen fiziksel olaylardan ilk sütuna mekanik olayları yazın; ikincisinde - termal; üçüncü - elektrik; dördüncü, ışık fenomeni.

Fiziksel olaylar: şimşek çakması; kar erimesi; sahil; metallerin eritilmesi; elektrikli zilin çalışması; gökyüzünde gökkuşağı; güneşli tavşan; hareketli taşlar, suyla kum; kaynayan su.