Zjawiska optyczne - jak powstają i gdzie możemy je obserwować?

Źródło:
TVN24.pl
Zorza polarna w Chojnicach
Zorza polarna w ChojnicachKontakt 24
wideo 2/5
Zorza polarna w ChojnicachKontakt 24

Zjawiska optyczne obserwujemy dzięki oddziaływaniu światła z materią. Mogą powstać na przykład w wyniku odbicia lub załamania promieni światła. Przykładami zjawisk optycznych są m.in. tęcza, zorza polarna czy fatamorgana. Wyjaśniamy, jak powstają zjawiska optyczne i gdzie można je zobaczyć.

Zjawiska optyczne występują w wyniku odbicia, załamania i rozproszenia światła przez cząstki stałe, kropelki cieczy i inne materie obecne w atmosferze.Zjawiska optyczne zachodzą w atmosferze, wiele z nich można obserwować na wszystkich szerokościach geograficznych. Najczęstsze zjawiska optyczne w przyrodzie to tęcza i halo, dużo rzadziej można obserwować miraż pustynny lub morski albo słup świetlny.

Zjawiska optyczne 

Zjawiska optyczne powstają na skutek oddziaływania światła z materią. Mogą zaistnieć dzięki rozproszeniu, odbiciu, załamaniu lub rozszczepieniu światła m.in. na kroplach wody i kryształkach lodu. Zjawiska optyczne powoduje także zakrzywienie drogi światła przy przejściu przez warstwy powietrza o różnej gęstości. Zjawiska optyczne obserwujemy naturalnie w przyrodzie, najczęściej są to tęcza i halo.

Podstawowe zjawiska optyczne

Najczęściej obserwowanym zjawiskiem jest odbicie światła. Do odbicia światła dochodzi, kiedy kierunek rozchodzenia się fali zmienia się na granicy dwóch ośrodków, odbijając się od jednego z nich. Mamy z nim do czynienia każdego dnia, patrząc w lustro lub obserwując odbicie w tafli szkła czy wody.

Kolejnym częstym zjawiskiem jest załamanie światła, zwane też refrakcją. O załamaniu światła mówimy, gdy promień świetlny przechodząc przez granicę ośrodków o różnych współczynnikach załamania, odchyla się. Można to zaobserwować np. zanurzając połowę ołówka w misce z wodą - będziemy mieć wtedy wrażenie, że jest on złamany przy styku wody i powietrza.

Często mamy też do czynienia z rozproszeniem światła. Ma ono miejsce, kiedy światło odbija się od powierzchni, która nie jest gładka, np. od kurzu, mgły. Promienie równoległe po zetknięciu się z taką powierzchnią rozszczepiają się (rozpraszają), biegnąc w różnych kierunkach.

Zjawiska optyczne w przyrodzie

Zjawiska optyczne w przyrodzie powstają wskutek przechodzenia światła przez atmosferę ziemską. Mamy wówczas do czynienia z następującymi zjawiskami optycznymi:

tęcza jest zjawiskiem optycznym, które powstaje w wyniku rozszczepienia światła słonecznego w kropli wody. Tęcza ma kształt łuku, kiedy patrzymy na nią z Ziemi, ale w rzeczywistości jest okręgiem. Łuk tęczy składa się z siedmiu kolorów: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo i fioletowego.

gloria - powstaje na niewielkich kroplach chmury i mgły, kiedy oświetlają je równoległe promienie słońca. W środku jest biała, ma średnicę kilku stopni, otaczają ją kolorowe pierścienie - czerwony (większy), niebieski (mniejszy). Czasami zdarza się, że gloria ma więcej pierścieni. Środek glorii wypada w cieniu patrzącej na to zjawisko osoby.

halo - to zjawisko optyczne w atmosferze, które można zobaczyć wokół Słońca lub Księżyca jako jasny, świetlisty pierścień. Halo może być białe lub w kolorach tęczy - od czerwonego do fioletowego. Halo powstaje na skutek załamania światła na kryształach lodu  w chmurach pierzastych piętra wysokiego (cirrostratus) lub we mgle lodowej. Światło następnie odbija się wewnątrz kryształków lodu.

zorza polarna - jest to zjawisko optyczne, które powstaje w wyniku zderzenia naenergetyzowanych cząstek gazu ze Słońca z górną warstwą atmosfery Ziemi. Zorze polarne można zaobserwować najczęściej w okolicach bieguna północnego i południowego. Mówi się, że wyglądają jak taniec niebieskich, zielonych, fioletowych, różowych, czerwonych, żółtych i białych świateł. 

Pozostałe zjawiska optyczne w atmosferze

Tęcza, halo, gloria i zorza polarna to nie jedyne zjawiska optyczne w przyrodzie. Inne zjawiska optyczne występujące w atmosferze to na przykład:

łuk okołohoryzontalny - to zjawisko zaliczane jest do halo, ponieważ powstaje w kryształach lodu. Przypomina tęczę z czerwonym kolorem na szczycie i znajduje się blisko horyzontu. Nad łukiem okołohoryzontalnym znajduje się Słońce, z którym tworzy on kąt ok. 46 stopni. Widzimy tylko niewielki fragment tego zjawiska optycznego. W Polsce widoczny jest od połowy maja do początku sierpnia.

wieniec (inaczej: aureola, lisia czapa) wygląda jak aureola wokół Słońca lub Księżyca. Widoczna poświata jest od zewnątrz czerwona, a wewnątrz niebieska. Wieniec powstaje, kiedy promień światła ugnie się w warstwie mgły albo cienkiej chmury przesłaniającej Słońce lub Księżyc.

miraż ( inaczej: fatamorgana) - gdy światło załamuje się w warstwach powietrza o różnej gęstości (temperaturze), powstaje obraz znajdującego się w oddali przedmiotu. Gdy powierzchnia ziemi jest bardzo gorąca, znajdujące się blisko niej powietrze jest o wiele bardziej nagrzane niż to wyżej. W tej sytuacji dochodzi do silnego załamania promieni słonecznych w pobliżu powierzchni i powstaje złudzenie, że znajduje się tam woda albo budynek. Miraże dzielimy na dolne i górne. Miraż dolny (pustynny) widzimy pod horyzontem, np. nad piaskiem pustynnym lub rozgrzanym asfaltem - wygląda wtedy jak duża kałuża. Miraż górny (morski) powstaje, kiedy powietrze przy powierzchni gruntu jest chłodniejsze niż to w wyższych warstwach. Promienie światła załamują się wówczas wielokrotnie w kolejnych warstwach powietrza, zakrzywiając się ku dolnej gęstszej (chłodniejszej). Załamanie promieni powoduje powstanie odbicia zwierciadlanego. Widz obserwuje wtedy odbicia przedmiotów, które znajdują się poza kierunkiem patrzenia. 

iryzacja (inaczej: tęczowanie, w biologii nazywane ubarwieniem strukturalnym) to tęczowe plamy ukazujące się np. na plamach benzyny, powierzchni macicy perłowej, minerałów oraz na bańkach z mydła. To zjawisko optyczne powstaje wskutek interferencji światła białego odbitego od przezroczystych lub półprzezroczystych materii, które składają się z wielu warstw substancji posiadających różne własności optyczne. 

słońce poboczne (inaczej: parhelion, słońce pozorne) występuje, kiedy mamy złudzenie, że na niebie jest więcej niż jedno Słońce. Tak naprawdę są to jasne plamy światła ok. 22 stopni na lewo i prawo od właściwego Słońca. Znajdują się na tej samej wysokości co Słońce. To zjawisko optyczne powstaje, kiedy temperatury są niskie, a w atmosferze znajdują się kryształki lodu, w których odbija się słońce.

widmo Brockenu (znane też jako zjawisko Brockenu lub mamidło górskie) - najczęściej obserwowane w górach. Można wtedy zobaczyć swój cień, czasem otoczony glorią, na znajdującej się niżej chmurze.

słup świetlny wygląda jak kolumna światła łącząca niebo z Ziemią. Słupy świetlne pojawiają się, kiedy światło odbija się od kryształków lodu. Możemy obserwować słupy słonecznie, kiedy źródłem światła jest Słońce (najczęściej widoczne są przed wschodem lub tuż po zachodzie słońca), słupy księżycowe, gdy promienie świetlne pochodzą od Księżyca. Słup świetlny może być wywołany też przez latarnię uliczną.

Autorka/Autor:red.//az

Źródło: TVN24.pl

Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock | zdjęcie ilustracyjne

Pozostałe wiadomości

O ile w niedzielę Polska będzie rozdarta między niżem a wyżem, tak na początku przyszłego tygodnia stery przejmie układ wysokiego ciśnienia. Oznacza to powrót pogodnej aury i wyższych temperatur. Taka sielanka nie potrwa jednak długo.

Wyż przejmie stery, ale nie na długo. Pogoda na pięć dni

Wyż przejmie stery, ale nie na długo. Pogoda na pięć dni

Źródło:
tvnmeteo.pl

Gdzie jest burza? W sobotę 6.09 wieczorem grzmi w części kraju. Wyładowaniom towarzyszą opady deszczu i silny wiatr. Śledź aktualną sytuację pogodową w Polsce w tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Wieczór głośny od grzmotów

Gdzie jest burza? Wieczór głośny od grzmotów

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW) ostrzega przed burzami. Wyładowaniom towarzyszyć mają obfite opady deszczu i silny wiatr. Sprawdź gdzie aura będzie groźna.

Uwaga na burze. W mocy żółte alarmy IMGW

Uwaga na burze. W mocy żółte alarmy IMGW

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Pogoda na jutro, czyli na niedzielę 7.09. W nocy w niektórych rejonach kraju popada i zagrzmi, w innych pojawią się zamglenia i mgły. Dzień przyniesie pochmurną aurę.

Pogoda na jutro - niedziela, 7.09. Mgły spowiją część kraju

Pogoda na jutro - niedziela, 7.09. Mgły spowiją część kraju

Źródło:
tvnmeteo.pl

Chińscy naukowcy stworzyli rośliny, które są w stanie ładować się światłem słonecznym i świecić w ciemności przez kilka godzin. Badacze uważają, że mogą one w przyszłości zastąpić małe lampki ogrodowe.

Rośliny jak z "Avatara". Świecą w ciemności różnymi kolorami

Rośliny jak z "Avatara". Świecą w ciemności różnymi kolorami

Źródło:
sciencedaily.com, CNN

W niedzielę dojdzie do całkowitego zaćmienia Księżyca. To jedno z najciekawszych zjawisk astronomicznych tego roku. Sprawdź, kiedy warto spojrzeć w niebo. 

W niedzielę czeka nas spektakularne zjawisko

W niedzielę czeka nas spektakularne zjawisko

Źródło:
timeanddate.com, PAP, tvnmeteo.pl, Z głową w gwiazdach

W południowej Kalifornii wybuchł potężny pożar. Nazwano go Pyrite Fire. Ogień szybko się rozprzestrzeniał, przez co władze podjęły decyzję o ewakuacji części mieszkańców.

Pożar trawi Kalifornię. Zarządzono ewakuację

Pożar trawi Kalifornię. Zarządzono ewakuację

Źródło:
Los Angeles Times, CBS News

Monsunowe ulewy spowodowały powodzie w północnych Indiach, które w ostatnich dniach zabiły kilkadziesiąt osób. Władze były zmuszone relokować tysiące mieszkańców, a wielu lokalnych rolników straciło plony i dobytek życia.

Najgorsze powodzie od trzech dekad. "Wszystko przepadło"

Najgorsze powodzie od trzech dekad. "Wszystko przepadło"

Źródło:
The Guardian, The Hindu, Reuters

Japonia zmaga się ze skutkami tajfunu Peipah, który we wtorek nawiedził kraj. Żywioł, który obecnie jest już burzą tropikalną, uszkodził wiele budynków i ranił ponad 20 osób, w tym niektóre poważnie.

Tajfun blisko stolicy. Ranni, zdmuchnięte budynki

Tajfun blisko stolicy. Ranni, zdmuchnięte budynki

Źródło:
Reuters, NHK

Burze przetaczały się w piątek nad Polską. Jak przekazali strażacy, w całym kraju przeprowadzono 480 interwencji związanych z silnym wiatrem i intensywnymi opadami deszczu. Od naszych czytelników otrzymaliśmy materiały z załamania pogody.

Uszkodzone dachy, zalane ulice. Ponad 400 interwencji po burzach

Uszkodzone dachy, zalane ulice. Ponad 400 interwencji po burzach

Aktualizacja:
Źródło:
Kontakt24, Sieć Obserwatorów Burz, PAP

Holenderscy naukowcy dokonali zaskakującego odkrycia - w ich kraju wyładowania atmosferyczne są odwrócone do góry nogami w porównaniu do wielu innych części świata. Teraz próbują się dowiedzieć, dlaczego tak jest.

W tym kraju pioruny biją na odwrót

W tym kraju pioruny biją na odwrót

Źródło:
ENEX, NOS

W Zielonej Górze trwa Winobranie. Na ponad tydzień Bachus, bóg wina, otrzymuje klucze do miasta i przejmuje nad nim władzę. Sprawdź, jakie atrakcje na nasz czekają w czasie tego święta.

Winobranie w Zielonej Górze. Miasto oferuje masę atrakcji

Winobranie w Zielonej Górze. Miasto oferuje masę atrakcji

Źródło:
tvnmeteo.pl

Sobota to kolejny dzień, który upłynie pod znakiem gwałtownych zjawisk pogodowych. Jak opowiadał prezenter tvnmeteo.pl Tomasz Wasilewski, nad Polską znajduje się "uwięziony" front atmosferyczny niosący opady, lokalnie także burze. Po jego zaniknięciu czeka nas jednak wyraźna zmiana na plus.

Deszcz zepsuł weekendową aurę, ale pogoda jeszcze nam to wynagrodzi

Deszcz zepsuł weekendową aurę, ale pogoda jeszcze nam to wynagrodzi

Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl

Lodowce Pamiru w Azji Środkowej były do tej pory uważane za najbardziej odporne na zmiany klimatu. Okazuje się jednak, że gwałtownie topnieją, co stwarza zagrożenie zarówno dla globalnego klimatu, jak i milionów mieszkańców regionu.

Miały być odporne na zmiany klimatu. Topnieją

Miały być odporne na zmiany klimatu. Topnieją

Źródło:
PAP

"Jeśli wrzesień z pogodą zaczyna, zwykle przez miesiąc pogoda trzyma". Możliwe więc, że aura właśnie rekompensuje Polsce letnie chłody. W pierwszych dniach września temperatura wzrasta u nas do blisko 30 stopni i jeszcze nie raz tę wartość osiągnie bądź przekroczy.

To może być naprawdę gorący wrzesień

To może być naprawdę gorący wrzesień

Źródło:
TVN24+

Światowa Organizacja Meteorologiczna opublikowała kolejny biuletyn dotyczący jakości powietrza i zmian klimatu. Ostrzega w nim przede wszystkim przed "koktajlem czarownic" uwalnianym przez pożary lasów.

Pożary lasów uwalniają "koktajl czarownic"

Pożary lasów uwalniają "koktajl czarownic"

Źródło:
WMO, France 24

Deszcz, błoto i sparaliżowane ulice - miasto Los Cabos w północno-zachodnim Meksyku zmaga się ze skutkami huraganu Lorena, który przyniósł ulewy i silny wiatr, mimo że ominął miasto o kilkaset kilometrów.

Paraliż miasta po przejściu huraganu

Paraliż miasta po przejściu huraganu

Źródło:
Reuters, NHC

Dwunastoletni Sadiq, cudem wydobyty spod gruzów zawalonego domu, stał się jednym z symboli tragedii, jaka dotknęła wschodni Afganistan. Seria potężnych trzęsień ziemi pochłonęła tam w ciągu czterech dni ponad dwa tysiące ofiar, pozostawiając setki rodzin bez dachu nad głową.

12-latek spędził pod gruzami kilka godzin. "Jakby nastąpił koniec świata"

12-latek spędził pod gruzami kilka godzin. "Jakby nastąpił koniec świata"

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

W hrabstwie Franklin w amerykańskim stanie Arkansas 72-letni mężczyzna został ciężko ranny w wyniku ataku niedźwiedzia czarnego. Zwierzę musiało zostać zastrzelone. Według lokalnych władz tego typu zdarzenia na tym obszarze zdarzają się bardzo rzadko.

"Z reguły, gdy wyczuje obecność człowieka, ucieka". Pierwszy taki atak od dawna

"Z reguły, gdy wyczuje obecność człowieka, ucieka". Pierwszy taki atak od dawna

Źródło:
KFSM, Arkansas Times

Poziom wody w rzekach położonych w prowincji Pendżab w Pakistanie jest niebezpiecznie wysoki. Z tego powodu w ciągu ostatniej doby ewakuowano z tego regionu ponad pół miliona osób - podała agencja informacyjna AP, powołując się na lokalnych urzędników.

W ciągu doby ewakuowano ponad pół miliona osób

W ciągu doby ewakuowano ponad pół miliona osób

Źródło:
PAP, AP News

W północnej części Indii doszło do osunięcia się ziemi. Jak poinformowały lokalne władze, zginęła co najmniej jedna osoba, a sześć zostało uwięzionych pod gruzami. Trwa akcja poszukiwawczo-ratunkowa.

Ludzie uwięzieni pod gruzami. Trwa akcja ratunkowa

Ludzie uwięzieni pod gruzami. Trwa akcja ratunkowa

Źródło:
Reuters

U wybrzeży Florydy doszło do ataku rekina na 8-latka, który uprawiał snorkeling. Stało się to na oczach jego ojca.

Rekin ugryzł 8-latka

Rekin ugryzł 8-latka

Źródło:
CNN, ABC News

Niezwykle jasny meteor przeleciał nad Polską. Jego lot został zarejestrowany przez kamery systemu Skytinel. Bolid był widoczny w wielu miejscach kraju.

Świetlista kula nad Polską

Świetlista kula nad Polską

Źródło:
Skytinel, tvnmeteo.pl

Najnowszy bilans ofiar śmiertelnych trzęsień ziemi w Afganistanie wzrósł w czwartek do ponad 2200 osób. Służby wciąż poszukują ocalałych we wschodnich prowincjach. W obliczu rosnących potrzeb i ograniczonych środków na pomoc, mieszkańcy mierzą się z pogłębiającym kryzysem humanitarnym.

Nie żyje już ponad dwa tysiące osób. "Wszystko zostało obrócone w ruinę"

Nie żyje już ponad dwa tysiące osób. "Wszystko zostało obrócone w ruinę"

Źródło:
Reuters, PAP

Ogromne wąwozy stają się coraz większym zagrożeniem dla mieszkańców afrykańskich miast - ostrzegają naukowcy. Najnowsze badanie przeprowadzone w Demokratycznej Republice Konga pokazuje olbrzymią skalę problemu. Eksperci ostrzegają, że jeśli to zagrożenie geologiczne nie zostanie powstrzymane w kolejnych latach, miliony osób będą musiały opuścić swoje domy.

Mogą wystąpić nagle i zdewastować wiele domów. Naukowcy ostrzegają

Mogą wystąpić nagle i zdewastować wiele domów. Naukowcy ostrzegają

Źródło:
phys.org

Skrzydlaty lew będący symbolem Wenecji został wykonany w Chinach i odbył długą wędrówkę do Europy - zasugerowali włoscy badacze. Do jego przybycia na Stary Kontynent mogli przyczynić się ojciec Marco Polo oraz chiński cesarz Kubilaj-chan.

Symbol Wenecji made in China? Zaskakująca teoria

Symbol Wenecji made in China? Zaskakująca teoria

Źródło:
phys.org, livescience.com

Północne regiony Kalifornii zmagają się z falą pożarów wywołanych uderzeniami piorunów. Według służb ogień zajął już ponad 5500 hektarów terenu na terenie trzech hrabstw. Płomienie zniszczyły między innymi zabytkową jednostkę osadniczą, która powstała w okresie gorączki złota.

Pożar w historycznym miejscu. "To jest druzgocące"

Pożar w historycznym miejscu. "To jest druzgocące"

Źródło:
CNN, AP, The Guardian, Reuters