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

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed upałem. W sobotę w kilku regionach zrobi się bardzo gorąco. Temperatura w cieniu ma sięgać nawet 33 stopni Celsjusza.

Ostrzeżenia IMGW dla 10 województw

Ostrzeżenia IMGW dla 10 województw

Źródło:
tvnmeteo.pl

Pogoda na dziś. Sobota 27.07 w niewielkiej części kraju przyniesie opady deszczu i burze. Najlepszej aury można spodziewać się na wschodzie Polski. Będzie spory rozrzut temperatury. Termometry wskażą od 22 do 31 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - sobota 27.07. Miejscami może zagrzmieć, do 31 stopni na termometrach

Pogoda na dziś - sobota 27.07. Miejscami może zagrzmieć, do 31 stopni na termometrach

Źródło:
tvnmeteo.pl

Przed nami dynamiczny pogodowo weekend. Miejscami termometry pokażą nawet 32 stopnie, ale nad krajem będzie wędrował front przynoszący opady i burze. Kolejne dni przyniosą spokojniejszą, ale miejscami chłodniejszą aurę.

W weekend nadciągnie żar. A co czeka nas później?

W weekend nadciągnie żar. A co czeka nas później?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Martwe małże wypełniły chorwacką zatokę Mali Ston. W niektórych hodowlach zginęło prawie 90 procent mięczaków. Pomór zwierząt ma być powiązany z rekordowo wysoką temperaturą wód Adriatyku.

Zginęło 90 procent małży. "Bezprecedensowa katastrofa" w Chorwacji

Zginęło 90 procent małży. "Bezprecedensowa katastrofa" w Chorwacji

Źródło:
PAP

Do silnego wstrząsu doszło na włoskich Polach Flegrejskich. Wstrząsy o magnitudzie 4,0 były odczuwalne w sąsiednim Neapolu. Chociaż nie doszło do poważnych uszkodzeń, aktywność sejsmiczna w tych okolicach budzi niepokój mieszkańców.

Wstrząsy w rejonie najgroźniejszego superwulkanu Europy

Wstrząsy w rejonie najgroźniejszego superwulkanu Europy

Źródło:
PAP, ANSA, tvnmeteo.pl

Rekordowa fala ulewnych deszczy nawiedziła północno-wschodnie regiony Japonii, powodując powodzie i osuwiska ziemi. Japońskie władze poinformowały o co najmniej dwóch ofiarach śmiertelnych.

Woda porwała radiowóz. Nie żyje policjant

Woda porwała radiowóz. Nie żyje policjant

Źródło:
PAP, Reuters, The Japan Times, Kyodo News

Filipińska Straż Przybrzeżna walczy ze skutkami zatonięcia tankowca MT Terra Nova u wybrzeży prowincji Bataan. Jak podały lokalne media, na wodach Zatoki Manilskiej rozciąga się plama ropy sięgająca kilku kilometrów. Chociaż uszkodzenie statku miało być stosunkowo niewielkie, służby przygotowują się na najgorszy scenariusz.

"Przygotowujemy się na najgorszy scenariusz"

"Przygotowujemy się na najgorszy scenariusz"

Źródło:
BBC, inquirer.net

Trzęsienie ziemi o magnitudzie 5,0 nawiedziło Teksas. Do zdarzenia doszło w piątek rano czasu lokalnego. Aktywność zarejestrowano bardzo płytko pod ziemią, przez co była odczuwalna na dość dużym obszarze.

Seria trzęsień ziemi w Teksasie

Seria trzęsień ziemi w Teksasie

Źródło:
USGS, KCBD

Ponad 60 tysięcy hektarów lasu spłonęło już w pożarze Park, który w środę wybuchł w północnej Kalifornii. Żywioł rozprzestrzenia się w błyskawicznym tempie. Lokalne służby poinformowały o zatrzymaniu mężczyzny, który jest podejrzewany o wywołanie pożaru.

Niebo czerwone jak krew, dziesiątki tysięcy hektarów w ogniu

Niebo czerwone jak krew, dziesiątki tysięcy hektarów w ogniu

Źródło:
Reuters, CNN, AP

42-letni turysta z Belgii trafił do szpitala z oparzeniami trzeciego stopnia, których doznał w Dolinie Śmierci w Kalifornii - jednym z najgorętszych miejsc na ziemi. Mężczyzna miał stracić klapki, chodząc po gorących wydmach.

W klapkach po Dolinie Śmierci. Finał w szpitalu

W klapkach po Dolinie Śmierci. Finał w szpitalu

Źródło:
CNN, tvnmeteo.pl

W trakcie ogromnego pożaru Park w Kalifornii powstało bardzo rzadkie i niebezpieczne zjawisko - ogniste tornado. Można zobaczyć je na nagraniu.

Ogniste tornado. Wirujący słup ognia na nagraniu

Ogniste tornado. Wirujący słup ognia na nagraniu

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Rowerzysta w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie natknął się na leśnej drodze na samicę niedźwiedzia grizli z młodymi. Zwierzę prawdopodobnie wystraszyło się i dlatego zaatakowało mężczyznę. Ten obronił się, uderzając niedźwiedzicę w pysk.

Jechał rowerem, grizli "natychmiast powalił go na ziemię"

Jechał rowerem, grizli "natychmiast powalił go na ziemię"

Źródło:
PAP, cbc.ca, vicnews.com

Dwójka astronautów pozostanie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) do czasu, aż inżynierowie nie zakończą prac nad usterkami w ich statku - poinformowała w czwartek NASA. W sobotę minie 50 dni, odkąd załoga Starlinera przebywa w przestrzeni kosmicznej.

Mieli wrócić na Ziemię w czerwcu. NASA nadal nie wie, kiedy to nastąpi

Mieli wrócić na Ziemię w czerwcu. NASA nadal nie wie, kiedy to nastąpi

Źródło:
PAP, NASA

Z powodu upału w marokańskim mieście Bani Mallal w ciągu 24 godzin zmarło 21 osób - podał w czwartek resort zdrowia. W środę w tym regionie temperatura sięgała 48 stopni Celsjusza.

21 zgonów w 24 godziny w jednym mieście. Przez upał

21 zgonów w 24 godziny w jednym mieście. Przez upał

Źródło:
PAP, africanews.com

Tajfun Gaemi w czwartek lokalnego czasu uderzył we wschodnie wybrzeże Chin. Władze szacują, że dotkniętych przez żywioł jest ponad 600 tysięcy osób. Ogłoszo drugi najwyższy poziom alarmu powodziowego. Wcześniej przeszedł przez Tajwan i Filipiny, gdzie zginęło ponad 20 osób.

Setki tysięcy ewakuowanych, odwołane loty. Sytuacja "ponura i skomplikowana"

Setki tysięcy ewakuowanych, odwołane loty. Sytuacja "ponura i skomplikowana"

Źródło:
PAP, BBC, AP

Miliardy ludzi zmagają się z epidemią ekstremalnych upałów. Jeśli jest jedna rzecz, która łączy nasz podzielony świat, to fakt, że jest coraz bardziej gorąco - komentował w czwartek ostatnie rekordy temperatury na świecie sekretarz generalny ONZ Antonio Guterres. Podkreślił, że "upały, choć niewidoczne, są bardziej zabójcze niż inne skutki zmiany klimatu" i wezwał kraje do podjęcia pilnych działań w celu zmniejszenia skutków tych zmian i ochrony ludności.

"Ekstremalne upały to nowa nienormalność"

"Ekstremalne upały to nowa nienormalność"

Źródło:
PAP, Reuters, un.org, tvnmeteo.pl

Ogień szaleje w Parku Narodowym Jasper w Kanadzie. Ewakuowano z niego około 25 tysięcy osób - poinformował na konferencji prasowej Mike Ellis, przedstawiciel prowincji Alberta.

"To największy koszmar, jaki mógł spotkać naszą społeczność"

"To największy koszmar, jaki mógł spotkać naszą społeczność"

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, CBC, Alberta Wildfire, BBC

W amerykańskim mieście New Gloucester w stanie Maine baribal przewrócił karmnik dla ptaków i uciekł z przymocowaną do niego kamerą. Całe zdarzenie zostało uchwycone na nagraniu skradzionego urządzenia.

Przewrócił karmnik dla ptaków i uciekł z kamerą. Nagranie

Przewrócił karmnik dla ptaków i uciekł z kamerą. Nagranie

Źródło:
Reuters

Utwór Missy Elliott został wysłany... na Wenus. NASA dokonała transmisji za pomocą anteny wchodzącej w skład sieci Deep Space Network. "The Rain (Supa Dupa Fly)" to pierwsza hip-hopowa piosenka, która trafiła w przestrzeń pozaziemską.

Hip-hopowy hit wysłany na Wenus

Hip-hopowy hit wysłany na Wenus

Źródło:
PAP, NASA

Włochy przygotowują się na uderzenie antycyklonu afrykańskiego Charon. Przyniesie on kolejną falę upałów z temperaturą sięgającą 40 stopni w miastach. Atak gorąca, który miał trwać do końca lipca, będzie nękać kraj także w sierpniu.

Kolejne uderzenie antycyklonu Charon. Jak długo potrwa fala upałów we Włoszech

Kolejne uderzenie antycyklonu Charon. Jak długo potrwa fala upałów we Włoszech

Źródło:
PAP, ilgiornale.it, milanopavia.news, ANSA

Do ponad 250 wzrosła liczba ofiar śmiertelnych osuwisk, które w poniedziałek zeszły w południowej Etiopii. Według Organizacji Narodów Zjednoczonych w katastrofie mogło zginąć dwa razy więcej osób. W rejonie trwają akcje poszukiwawcze oraz ewakuacja mieszkańców.

Pod lawiną skał i ziemi mogło zginąć nawet 500 osób

Pod lawiną skał i ziemi mogło zginąć nawet 500 osób

Źródło:
Reuters, UN OCHA

Waran z Komodo, największa współcześnie żyjąca jaszczurka, posiada cienką warstwę żelaza pokrywającą zęby - wynika z najnowszych badań. Zdaniem naukowców, ta dość nietypowa cecha pozwala mu skutecznie zabijać ofiary i zdobywać pożywienie.

Zęby warana z Komodo są pokryte żelazem

Zęby warana z Komodo są pokryte żelazem

Źródło:
Nature, phys.org, The Guardian

Oceany stają się zbyt głośne dla zwierząt. Badania przeprowadzone przez australijskich naukowców wykazały, że dźwięki emitowane przez źródła antropogeniczne mogą zagłuszać naturalne odgłosy oceanu. Utrudnia to życie m.in. ostrygom, które mają problemy z kierowaniem się w optymalne miejsca do żerowania.

Hałas nie daje żyć mieszkańcom oceanów

Hałas nie daje żyć mieszkańcom oceanów

Źródło:
University of Adelaide, EEA

Po raz pierwszy w historii naukowcom udało się sfotografować planetę, która nie była wcześniej obserwowana z Ziemi. Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba ich oczom ukazała się niezwykła egzoplaneta, sklasyfikowana jako super-Jowisz.

Ta planeta jest sześć razy cięższa niż Jowisz. Naukowcom udało się ją sfotografować

Ta planeta jest sześć razy cięższa niż Jowisz. Naukowcom udało się ją sfotografować

Źródło:
PAP, mpia, National Geographic

Naukowcy opisali "nowe El Nino" - anomalię pogodową kształtującą pogodę na świecie. Pojawia się na Pacyfiku nieopodal Australii i ma wpływ na całą półkulę południową. Jak twierdzą badacze, odkrycie może pomóc w tworzeniu dokładniejszych modeli klimatycznych i prognozowaniu pogody.

Naukowcy odkryli "nowe El Nino"

Naukowcy odkryli "nowe El Nino"

Źródło:
University of Reading, tvnmeteo.pl

W Parku Narodowym Yellowstone w USA wybuchł gejzer, gdy w pobliżu stała grupa ludzi. Na dużą wysokość z ziemi wystrzeliła gorąca para i fragmenty skał. Świadkowie zarejestrowali ten moment na nagraniu. Według służb nikomu nic się nie stało. Obszar w pobliżu gejzeru jest tymczasowo zamknięty.

Nagła eksplozja w parku narodowym. Ludzie rzucili się do ucieczki

Nagła eksplozja w parku narodowym. Ludzie rzucili się do ucieczki

Źródło:
CNN, volcanoes.usgs.gov, tvnmeteo.pl