Këndi i përthyerjes së ajrit. Dukuritë që lidhen me përthyerjen e dritës

Proceset që lidhen me dritën janë një komponent i rëndësishëm i fizikës dhe na rrethojnë në tonat jetën e përditshme kudo. Më të rëndësishmet në këtë situatë janë ligjet e reflektimit dhe thyerjes së dritës, mbi të cilat bazohet optika moderne. Përthyerja e dritës është një pjesë e rëndësishme e shkencës moderne.

Efekti i shtrembërimit

Ky artikull do t'ju tregojë se çfarë është fenomeni i përthyerjes së dritës, si dhe si duket ligji i përthyerjes dhe çfarë rrjedh prej tij.

Bazat e një dukurie fizike

Kur një rreze bie në një sipërfaqe që ndahet nga dy substanca transparente që kanë të ndryshme dendësia optike(për shembull, gota të ndryshme ose në ujë), disa nga rrezet do të reflektohen, dhe disa do të depërtojnë në strukturën e dytë (për shembull, ato do të përhapen në ujë ose gotë). Kur lëviz nga një medium në tjetrin, një rreze zakonisht ndryshon drejtimin e saj. Ky është fenomeni i përthyerjes së dritës.
Reflektimi dhe thyerja e dritës është veçanërisht e dukshme në ujë.

Efekti i shtrembërimit në ujë

Duke parë gjërat në ujë, ato duken të shtrembëruara. Kjo është veçanërisht e dukshme në kufirin midis ajrit dhe ujit. Vizualisht, objektet nënujore duket se janë pak të devijuar. Dukuria fizike e përshkruar është pikërisht arsyeja pse të gjitha objektet duken të shtrembëruara në ujë. Kur rrezet godasin xhamin, ky efekt është më pak i dukshëm.
Përthyerja e dritës është një fenomen fizik që karakterizohet nga një ndryshim në drejtimin e lëvizjes rreze dielli në momentin e lëvizjes nga një mjedis (strukturë) në tjetrin.
Për të përmirësuar të kuptuarit këtë proces, merrni parasysh një shembull të një rrezeje që godet ujin nga ajri (në mënyrë të ngjashme për xhamin). Duke vizatuar një pingul përgjatë ndërfaqes, mund të matet këndi i thyerjes dhe kthimit rreze drite. Ky indeks (këndi i thyerjes) do të ndryshojë kur rrjedha depërton në ujë (brenda xhamit).
Kushtojini vëmendje! Ky parametër kuptohet si këndi i formuar nga një pingul i tërhequr në ndarjen e dy substancave kur një rreze depërton nga struktura e parë në të dytën.

Kalimi me rreze

I njëjti tregues është tipik për mjedise të tjera. Është vërtetuar se ky tregues varet nga dendësia e substancës. Nëse rrezja bie nga një strukturë më pak e dendur në një strukturë më të dendur, atëherë këndi i shtrembërimit të krijuar do të jetë më i madh. Dhe nëse është anasjelltas, atëherë është më pak.
Në të njëjtën kohë, një ndryshim në pjerrësinë e rënies do të ndikojë edhe në këtë tregues. Por marrëdhënia mes tyre nuk mbetet konstante. Në të njëjtën kohë, raporti i sinuseve të tyre do të mbetet vlerë konstante, e cila pasqyrohet me formulën e mëposhtme: sinα / sinγ = n, ku:

• n është një vlerë konstante që përshkruhet për secilën substancë specifike (ajër, qelq, ujë, etj.). Prandaj, cila do të jetë kjo vlerë mund të përcaktohet duke përdorur tabela të veçanta;
• α – këndi i rënies;
• γ – këndi i thyerjes.

Për të përcaktuar këtë fenomen fizik dhe u krijua ligji i thyerjes.

Ligji fizik

Ligji i thyerjes së flukseve të dritës na lejon të përcaktojmë karakteristikat e substancave transparente. Vetë ligji përbëhet nga dy dispozita:

• pjesa e parë. Rrezja (incidenca, e modifikuar) dhe pingulja, e cila u rivendos në pikën e rënies në kufi, për shembull, të ajrit dhe ujit (xhami, etj.), do të vendosen në të njëjtin rrafsh;
• pjesa e dytë. Raporti i sinusit të këndit të rënies me sinusin e të njëjtit kënd të formuar gjatë kalimit të kufirit do të jetë një vlerë konstante.

Përshkrimi i ligjit

Për më tepër, në momentin që rrezja del nga struktura e dytë në të parën (për shembull, kur kalon fluksi ndriçues nga ajri, përmes xhamit dhe përsëri në ajër), do të ndodhë gjithashtu një efekt shtrembërimi.

Një parametër i rëndësishëm për objekte të ndryshme

Treguesi kryesor në këtë situatë është raporti i sinusit të këndit të incidencës me një parametër të ngjashëm, por për shtrembërim. Siç del nga ligji i përshkruar më sipër, ky tregues është një vlerë konstante.
Për më tepër, kur vlera e pjerrësisë së rënies ndryshon, e njëjta situatë do të jetë tipike për një tregues të ngjashëm. Ky parametër ka vlerë të madhe, meqenëse është një karakteristikë integrale e substancave transparente.

Treguesit për objekte të ndryshme

Falë këtij parametri, ju mund të dalloni në mënyrë mjaft efektive midis llojeve të xhamit, si dhe të ndryshëm gurë të çmuar. Është gjithashtu e rëndësishme për përcaktimin e shpejtësisë së lëvizjes së dritës brenda mjedise të ndryshme Oh.

Kushtojini vëmendje! Shpejtësia më e lartë e rrjedhës së dritës është në vakum.

Kur lëvizni nga një substancë në tjetrën, shpejtësia e saj do të ulet. Për shembull, diamanti, i cili ka indeksin më të lartë të thyerjes, do të ketë një shpejtësi të përhapjes së fotonit 2.42 herë më të lartë se ajri. Në ujë, ato do të përhapen 1.33 herë më ngadalë. Për lloje të ndryshme xhami këtë parametër varion nga 1.4 në 2.2.

Kushtojini vëmendje! Disa gota kanë një indeks thyerjeje prej 2.2, që është shumë afër diamantit (2.4). Prandaj, nuk është gjithmonë e mundur të dallosh një copë xhami nga një diamant i vërtetë.

Dendësia optike e substancave

Drita mund të depërtojë përmes substanca të ndryshme, të cilat karakterizohen nga dendësi të ndryshme optike. Siç thamë më parë, duke përdorur këtë ligjështë e mundur të përcaktohet karakteristika e densitetit të mediumit (strukturës). Sa më i dendur të jetë, aq më e ngadaltë është shpejtësia me të cilën drita do të përhapet nëpër të. Për shembull, qelqi ose uji do të jenë optikisht më të dendur se ajri.
Përveç faktit që ky parametër është një vlerë konstante, ai pasqyron edhe raportin e shpejtësisë së dritës në dy substanca. Kuptimi fizik mund të shfaqet si formula e mëposhtme:

Ky tregues tregon se si shpejtësia e përhapjes së fotoneve ndryshon kur lëviz nga një substancë në tjetrën.

Një tregues tjetër i rëndësishëm

Kur një fluks drite lëviz nëpër objekte transparente, polarizimi i tij është i mundur. Vërehet gjatë kalimit të një fluksi drite nga media izotropike dielektrike. Polarizimi ndodh kur fotonet kalojnë nëpër xhami.

Efekti i polarizimit

Polarizimi i pjesshëm vërehet kur këndi i incidencës së fluksit të dritës në kufirin e dy dielektrikëve ndryshon nga zero.

Shkalla e polarizimit varet nga këndet e incidencës (ligji i Brewster-it).

Reflektim i plotë i brendshëm Duke përfunduar tonën ekskursion i vogël

, është ende e nevojshme të konsiderohet një efekt i tillë si reflektim i plotë i brendshëm.

Fenomeni i shfaqjes së plotë Për tu shfaqur këtë efekt është e nevojshme të rritet këndi i incidencës së fluksit të dritës në momentin e kalimit të tij nga një mjedis më i dendur në një mjedis më pak të dendur në ndërfaqen midis substancave. Në një situatë kur ky parametër tejkalon një vlerë të caktuar kufizuese, atëherë fotonet që ndodhin në kufirin e këtij seksioni do të pasqyrohen plotësisht. Në fakt, ky do të jetë fenomeni ynë i dëshiruar.

Pa të, ishte e pamundur të bëhej fibër optike.

konkluzioni

Zbatimi praktik i sjelljes së fluksit të dritës ka dhënë shumë, duke krijuar një sërë pajisjesh teknike për të përmirësuar jetën tonë. Në të njëjtën kohë, drita ende nuk ia ka zbuluar njerëzimit të gjitha mundësitë e saj dhe potenciali i saj praktik ende nuk është realizuar plotësisht.
Si të bëni një llambë letre me duart tuaja

• Si të kontrolloni performancën e një shiriti LEDα është këndi ndërmjet rrezes rënëse të dritës dhe pingulit me ndërfaqen ndërmjet dy mediave, i rivendosur në pikën e rënies (Fig. 1).

• Këndi i reflektimitβ është këndi ndërmjet rrezes së reflektuar të dritës dhe asaj pingule me sipërfaqen reflektuese, e rivendosur në pikën e rënies (shih Fig. 1).

• Këndi i thyerjesγ është këndi ndërmjet rrezes së përthyer të dritës dhe këndit pingul me ndërfaqen ndërmjet dy mediave, i rivendosur në pikën e rënies (shih Fig. 1).

• Nën rreze kuptojnë vijën përgjatë së cilës transferohet energjia e një vale elektromagnetike. Le të biem dakord që të përshkruajmë rrezet optike në mënyrë grafike duke përdorur rrezet gjeometrike me shigjeta. NË optika gjeometrike

• natyra valore e dritës nuk merret parasysh (shih Fig. 1). Rrezet që dalin nga një pikë quhen divergjente dhe ata që janë mbledhur në një moment - konvergjente

.

• Një shembull i rrezeve divergjente është drita e vëzhguar e yjeve të largët, dhe një shembull i rrezeve konvergjente është kombinimi i rrezeve që hyjnë në bebëzën e syrit tonë nga objekte të ndryshme.
• Gjatë studimit të vetive të rrezeve të dritës, u krijuan eksperimentalisht katër ligje themelore të optikës gjeometrike:
• ligji i përhapjes drejtvizore të dritës;
• ligji i pavarësisë së rrezeve të dritës;

ligji i reflektimit të rrezeve të dritës;

ligji i thyerjes së rrezeve të dritës. Përthyerja e dritës.

• Matjet kanë treguar se shpejtësia e dritës në lëndë υ është gjithmonë më e vogël se shpejtësia e dritës në vakum Përthyerja e dritës c Raporti i shpejtësisë së dritës në vakum:

në shpejtësinë e tij në një mjedis të caktuar υ quhet

indeksi absolut i thyerjes \(n=\frac(c)(\upsilon).\) Fraza " tregues absolut thyerje mesatare».

"Zëvendësohet shpesh nga" indeksi i thyerjes së mediumit Konsideroni një incident me rreze kufi i sheshtë seksioni dy media transparente me indeks refraktiv media transparente n

• 1 dhe 2 në një kënd të caktuar α (Fig. 2)..

Ndryshimi në drejtimin e përhapjes së një rreze drite kur kalon nëpër ndërfaqen midis dy mediave quhet

• përthyerja e dritës

Ligjet e thyerjes:

• raporti i sinusit të këndit të rënies α me sinusin e këndit të thyerjes γ është një vlerë konstante për dy media të dhëna

\(\frac(sin \alpha)(sin \gamma)=\frac(n_2)(n_1).\) Rrezet rënëse dhe ato të thyera shtrihen në të njëjtin rrafsh me një pingul të tërhequr në pikën e rënies së rrezes me rrafshin e ndërfaqes midis dy mediave.:

• Për përthyerje kryhet Parimi i kthyeshmërisë së rrezeve të dritës një rreze drite që përhapet përgjatë rrugës së një rrezeje të përthyer, e përthyer në një pikë

O

• ato. media transparente 2 > media transparente 1, pastaj α > γ \(\left(\frac(n_2)(n_1) > 1, \;\;\; \frac(sin \alpha)(sin \gamma) > 1 \djathtas)\) (Fig. 3, a);
• Nëse media transparente 2 < media transparente 1, pastaj α< γ (рис. 3, б).

Oriz. 3

Përmendja e parë e thyerjes së dritës në ujë dhe xhami gjendet në veprën e Claudius Ptolemeut "Optika", botuar në shekullin II pas Krishtit. Ligji i përthyerjes së dritës u vendos eksperimentalisht në 1620 nga shkencëtari holandez Willebrod Snellius. Vini re se, pavarësisht nga Snell, ligji i thyerjes u zbulua gjithashtu nga Rene Descartes.

Ligji i përthyerjes së dritës na lejon të llogarisim rrugën e rrezeve në sisteme të ndryshme optike.

Në ndërfaqen midis dy mediave transparente, reflektimi i valës zakonisht vërehet njëkohësisht me përthyerjen. Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, shuma e energjive të pasqyruara W o dhe të përthyer W np e valëve është e barabartë me energjinë e valës rënëse W n:

W n = W np + W o.

Reflektim total

Siç u përmend më lart, kur drita kalon nga një mjedis optikisht më i dendur në një mjedis optikisht më pak të dendur ( media transparente 1 > media transparente 2), këndi i thyerjes γ bëhet më i madh se këndi i incidencës α (shih Fig. 3, b).

Ndërsa këndi i incidencës α rritet (Fig. 4), në një vlerë të caktuar prej α 3, këndi i thyerjes do të bëhet γ = 90°, d.m.th., drita nuk do të hyjë në mjedisin e dytë. Në kënde më të mëdha se α 3 drita do të reflektohet vetëm. Energjia e valës së thyer Wnp do të bëhet e barabartë me zero, dhe energjia e valës së reflektuar do të jetë e barabartë me energjinë e rënies: W n = W o. Rrjedhimisht, duke filluar nga ky kënd i incidencës α 3 (në tekstin e mëtejmë do të shënohet me α 0), e gjithë energjia e dritës reflektohet nga ndërfaqja midis këtyre mediave.

Ky fenomen quhet reflektim total(shih Fig. 4).

• Këndi α 0 në të cilin fillon reflektimi total quhet këndi kufizues i reflektimit total.

Vlera e këndit α 0 përcaktohet nga ligji i thyerjes, me kusht që këndi i thyerjes γ = 90°:

\(\sin \alfa_(0) = \frac(n_(2))(n_(1)) \;\;\; \left(n_(2)< n_{1} \right).\)

Letërsia

Zhilko, V.V. Fizikë: tekst shkollor. Manual për arsimin e përgjithshëm të klasës së 11-të. shkolla nga rusishtja gjuha trajnim / V.V Zhilko, L.G. - Minsk: Nar. Asveta, 2009. - fq 91-96.

1308. A është e mundur që një rreze të kalojë përmes ndërfaqes ndërmjet dy mediave të ndryshme pa u përthyer? Nëse po, atëherë në çfarë kushtesh?
po. Në kushtet e rënies vertikale në ndërfaqen midis dy mediave të ndryshme.

1309. Sa është shpejtësia e dritës:
a) në ujë,
b) në gotë,
c) në diamant?

1310. Llogaritni indeksin e thyerjes së qelqit në raport me ujin kur një rreze drite kalon nga uji në gotë.

1311. Figura 161 tregon një rreze që shkon në mënyrë të pjerrët në skajin e një pllake qelqi dhe më pas del në ajër. Vizatoni shtegun e rrezes në ajër.

1312. Figura 162 tregon një rreze që bie nga ajri mbi faqen e një pllake qelqi, kalon nëpër të dhe del në ajër. Vizatoni shtegun e rrezes.

1313. Rrezja nga rrjedhat e ajrit të mërkurën A (Fig. 163). Gjeni indeksin e thyerjes së mediumit A.

1314. Dendësia optike e ajrit rritet kur i afrohet sipërfaqes së Tokës. Si do të ndikojë kjo në rrugën e rrezes që hyn në atmosferë:
a) vertikalisht,
b) në mënyrë të pjerrët?
A) për një rreze që hyn në atmosferë vertikalisht shpejtësia do të ulet
B) për një rreze që hyn në atmosferë në mënyrë të pjerrët, shpejtësia do të ulet dhe trajektorja do të përkulet.

1315. Kur shikoni përmes xhamit të trashë, objektet duken të zhvendosura. Pse?
Për shkak se duke kaluar nëpër xhami, rrezet e dritës përthyhen. Duke ndryshuar kështu drejtimin e saj.

1316. Pse shkëlqejnë planetët në qiell? edhe të lehta, dhe yjet vezullojnë?

1317. Hëna është sferike, por neve nga Toka sipërfaqja e saj duket e sheshtë, jo konveks. Pse?

1318. Kur shikojmë poshtë përmes ujit deri në fund të rezervuarit, duket më afër se sa është në të vërtetë. Pse?
Sepse drita thyhet kur kalon përmes ndërfaqes ujë-ajër. Dhe fundi duket më afër se sa është në të vërtetë.

1319*. Lexoni problemin e mëparshëm. Përcaktoni sa herë thellësia aktuale është më e madhe se thellësia e dukshme.

1320*. Guri shtrihet në fund të lumit në një thellësi prej 2 m (Fig. 164). Nëse e shikojmë nga lart, në çfarë thellësie do të na shfaqet?

1321. Një shufër e drejtë ulet në ujë (Fig. 165). Vëzhguesi shikon nga lart. Si i duket atij fundi i shufrës?

Shufra do të duket më afër nën ujë se sa është në të vërtetë. Për shkak të thyerjes së rrezeve në kufirin ujë-ajër.

1322. Ekziston një prizëm xhami i zbrazët i mbushur me ajër në ujë. Vizatoni shtegun e një rrezeje që përplaset në një nga faqet refraktive të një prizmi të tillë. A mund të themi se një prizëm i tillë devijon një rreze drite që kalon nëpër të dy herë drejt bazës?
Kur një rreze kalon nga uji në ajër, rrezja devijohet lart horizontalisht, sepse Këndi i thyerjes në ajër është më i madh se këndi i rënies në ujë. Pas kalimit nëpër prizëm, rrezja bie në ndërfaqen ajër-ujë. Pastaj përthyhet, duke devijuar pak më lart.

1323. Indeksi i thyerjes së ujit është 1.33, terpentina është 1.51. Gjeni indeksin e thyerjes së terpentinës në raport me ujin.

1325. Përcaktoni shpejtësinë e dritës në një diamant indeksi i thyerjes së të cilit është 2,4.

1326. Vizato shtegun e rrezes kur kalon nga xhami në ajër, nëse këndi i rënies është 45° dhe indeksi i thyerjes së qelqit është 1,72.

1327. Gjeni këndi kufizues plot reflektimi i brendshëm Për kripë guri(n=1.54).

1328. Përcaktoni zhvendosjen e traut gjatë kalimit në një pllakë xhami plan-paralele me trashësi d=3 cm, nëse trari bie në kënd 60°. Indeksi i thyerjes së xhamit n=1.51.

1329. Gjeni pozicionin e figurës së një objekti që ndodhet në një distancë prej 4 cm nga sipërfaqja e përparme e një pllake paralele rrafshore 1 cm e trashë, e argjenduar në anën e pasme, duke supozuar se indeksi i thyerjes së substancës së pllakës është 1,51.

1330. Një pjatë e trashë qelqi është zhytur plotësisht në ujë. Vizatoni rrugën e rrezes që vjen nga ajri përmes ujit dhe pllakës. (Xhami është një mjedis optikisht më i dendur se uji).

1331. Ndonjëherë objektet që vëzhgojmë përmes dritares duken të lakuara. Pse?
Sepse xhami nuk është krejtësisht i barabartë dhe i lëmuar. Kjo është për shkak të shpërndarjes jo uniforme të planit optik të xhamit.

1332. Figura 166 tregon burim pikë drita S, e vendosur përballë një prizmi trekëndor. Nëse e shikojmë S-në përmes një prizmi, ku do të na shfaqet kjo pikë? Vizatoni rrugën e rrezeve.

1333. Rrezja e dritës shkon pingul me njërën nga faqet e një prizmi trekëndor drejtkëndor xhami (Fig. 167). Vizatoni shtegun e rrezes përmes prizmit.

Kryerja e eksperimentit

Secili prej jush ndoshta e ka vënë re se në një gotë me ujë, luga që del jashtë në kufirin midis ujit dhe ajrit duket se ka një lloj pamjeje të thyer. Ne shohim saktësisht të njëjtën pamje në bregun e një liqeni ose lumi, nga rezervuari i të cilit duket bari në rritje. Kur e shikojmë na krijohet përshtypja se në kufirin e ujit dhe ajrit kjo fije bari duket se anashkalohet. Sigurisht, ne e kuptojmë shumë mirë se këto objekte mbeten të njëjta si para se të binin në ujë. Por ajo që ne vëzhgojmë dhe ajo që krijon një efekt të tillë vizual është thyerja e dritës ndërsa ajo përhapet.

Nga materiali që keni studiuar tashmë mësimet e mëparshme, duhet të mbani mend se për të përcaktuar se në cilin drejtim do të devijojë një rreze drite kur kalon nëpër kufirin që ndan dy media, duhet të dimë se në cilën prej tyre shpejtësia e dritës është më e vogël dhe në cilën është më e madhe.

Për qartësi më të madhe, ne do të bëjmë një eksperiment të vogël me ju. Le të marrim, për shembull, një disk optik dhe të vendosim një pllakë xhami në qendër të tij. Tani le të përpiqemi të drejtojmë një rreze drite mbi këtë pjatë. Dhe çfarë shohim? Ajo që pamë ishte se në vendin ku kalon kufiri ajër-xham reflektohet drita. Por, përveç faktit që drita reflektohej, shohim edhe se si depërtoi brenda xhamit dhe në të njëjtën kohë ndryshoi edhe drejtimin e përhapjes së saj.

Tani shikoni se si tregohet në figurë:

Tani le të përpiqemi të përcaktojmë këtë fenomen.

Përthyerja e dritës është një fenomen që ndryshon drejtimin e lëvizjes së një rreze drite në momentin e kalimit nga një mjedis në tjetrin.

Le të kthehemi përsëri në vizatimin tonë. Në të shohim se AO tregon rrezen rënëse, OB është rrezja e reflektuar dhe OE është rrezja e përthyer. Çfarë do të ndodhte nëse e merrnim dhe drejtonim traun në drejtim të OE? Ajo që ndodhi është se, sipas ligjit të "kthyeshmërisë së rrezeve të dritës", kjo rreze do të dilte nga xhami në drejtimin OA.

Nga kjo rezulton se ato media që janë të afta të transmetojnë dritë, si rregull, kanë dendësi të ndryshme optike dhe shpejtësi të ndryshme Sveta. Dhe në mënyrë që të kuptoni se shpejtësia e dritës varet nga dendësia. Domethënë, sa më i madh të jetë dendësia optike e mediumit, aq më e ulët do të jetë shpejtësia e dritës dhe në të njëjtën kohë do të përthyhet më fort dritën që vjen nga jashtë.

Si ndodh thyerja e dritës?

Për herë të parë një fenomen i tillë si thyerja e dritës ndodhi në shekullin e 17-të. At Maignan dha një shpjegim. Sipas deklaratave të tij, rrjedh se kur drita kalon nga një medium në tjetrin, rrezja e saj ndryshon drejtimin e saj, gjë që mund të krahasohet me lëvizjen ". fronti i ushtarit", e cila ndryshon drejtimin e saj gjatë ecjes me stërvitje. Le të imagjinojmë një livadh përgjatë të cilit po ecën një kolonë ushtarësh, dhe më pas ky livadh bllokohet nga toka e punueshme, kufiri i të cilit shkon në një kënd në raport me pjesën e përparme.

Ushtarët që kanë arritur në tokën e punueshme fillojnë të ngadalësohen dhe ata ushtarë që nuk kanë arritur ende në këtë kufi vazhdojnë udhëtimin e tyre me të njëjtën shpejtësi. Dhe më pas ajo që ndodh është se ushtarët që kanë kaluar vijën dhe po ecin nëpër tokën e punueshme fillojnë të mbeten prapa vëllezërve të tyre, të cilët ende po ecin nëpër livadh, dhe kështu gradualisht kolona e trupave fillon të rrotullohet. . Për të ilustruar këtë proces, mund të shikoni figurën më poshtë.

Ne vëzhgojmë saktësisht të njëjtin proces me një rreze drite. Për të zbuluar se në cilin drejtim do të devijojë rrezja e dritës në momentin që kalon kufijtë e dy mediave, duhet të keni një ide se në cilën prej tyre shpejtësia e dritës do të jetë më e madhe dhe në cilën, përkundrazi. , më pak.

Dhe meqenëse tashmë kemi një ide se drita është valë elektromagnetike, atëherë gjithçka që dimë për shpejtësinë e përhapjes valët elektromagnetike, vlen edhe për shpejtësinë e dritës.

Duhet të theksohet se në një vakum shpejtësia e dritës është maksimale:

Në materie, shpejtësia e dritës, ndryshe nga vakuumi, është gjithmonë më e vogël: v

Dendësia optike e mediumit

Dendësia optike e një mediumi përcaktohet nga mënyra se si rrezja e dritës përhapet nëpër medium. Optikisht më i dendur do të jetë mediumi që ka një shpejtësi më të ulët të dritës.

Një mjedis në të cilin shpejtësia e dritës është më e ngadaltë quhet "optikisht më e dendur";
Një mjedis në të cilin shpejtësia e dritës është më e madhe quhet "optikisht më pak i dendur".

Nëse marrim ajrin, qelqin dhe ujin për të krahasuar densitetin optik, atëherë kur krahasojmë ajrin dhe xhamin, qelqi ka një mjedis optikisht më të dendur. Gjithashtu, në krahasim me xhamin dhe ujin, qelqi do të jetë mediumi optikisht më i dendur.

Këndi i thyerjes

Nga kjo përvojë shohim se kur hyn në një mjedis që është më i dendur, një rreze drite devijon nga drejtimi që kishte në fillim dhe ndryshon drejtimin drejt pingulës, ku ndodhet ndërfaqja midis dy mediave. Dhe pas hyrjes në një mjedis që është optikisht më pak i dendur, në këtë rast rrezja e dritës devijohet në drejtim të kundërt.

"α" është këndi i rënies, "β" është këndi i thyerjes.

Përthyerja e dritës në një prizëm trekëndor

Duke përdorur ligjin e thyerjes së dritës, është e mundur të llogaritet shtegu i rrezeve për një prizëm qelqi trekëndor.

Në figurën 87 mund të ndiqni më në detaje rrugën e rrezeve në këtë prizëm:

Përthyerja e dritës në sy

A e keni vënë re ndonjëherë se kur e mbushni banjën me ujë, të krijohet përshtypja se aty ka më pak ujë sesa në të vërtetë. Në lidhje me lumin, pellgun dhe liqenin, shfaqet e njëjta pamje, por arsyeja e gjithë kësaj është pikërisht një fenomen i tillë si përthyerja e dritës.

Por, siç e kuptoni, edhe sytë tanë marrin pjesë aktive në të gjitha këto procese. Për shembull, në mënyrë që ne të mund të shohim një pikë specifike "S" në fund të një rezervuari, fillimisht është e nevojshme që rrezet e dritës të kalojnë nëpër këtë pikë dhe të hyjnë në syrin e personit që e shikon atë.

Dhe pastaj rrezja e dritës, pasi ka kaluar periudhën e thyerjes në kufirin e ujit me ajrin, do të perceptohet nga syri si dritë që vjen nga imazhi i dukshëm "S1", por ndodhet më lart se pika "S" në fundi i rezervuarit.

Thellësia imagjinare e rezervuarit "h" është afërsisht ¾ e thellësisë së tij të vërtetë H. Ky fenomen u përshkrua për herë të parë nga Euklidi.

Detyrë shtëpie

1. Jepni shembuj të përthyerjes së dritës që keni hasur në jetën e përditshme.

2. Gjeni informacion rreth eksperimentit të Euklidit dhe përpiquni ta përsërisni këtë eksperiment.

PËRTHYRJA E DRITËS KUR KALON NGA UJI NË AJËR

Një shkop i zhytur në ujë, një lugë në një gotë çaj, për shkak të thyerjes së dritës në sipërfaqen e ujit, na duket e përthyer.

Vendosni një monedhë në fund të një ene të errët në mënyrë që të mos duket. Tani derdhni ujë në enë. Monedha do të jetë e dukshme. Shpjegimi për këtë fenomen duket qartë nga video.

Shikoni fundin e rezervuarit dhe përpiquni të vlerësoni thellësinë e tij. Më shpesh, kjo nuk është e mundur të bëhet siç duhet.

Le të gjurmojmë më në detaje se si dhe në çfarë mase thellësia e rezervuarit na duket e reduktuar nëse e shikojmë nga lart.

Le të jetë H (Fig. 17) thellësia e vërtetë e rezervuarit, në fund të të cilit shtrihet një objekt i vogël, për shembull një guralec. Drita e reflektuar prej saj ndryshon në të gjitha drejtimet. Një rreze e caktuar rrezesh bie mbi sipërfaqen e ujit në pikën O nga poshtë në një kënd a 1, thyhet në sipërfaqe dhe hyn në sy. Në përputhje me ligjin e thyerjes, mund të shkruajmë:

por meqenëse n 2 = 1, atëherë n 1 sin a 1 = mëkat ϒ 1.

Rrezja e përthyer hyn në sy në pikën B. Vini re se në sy nuk hyn një rreze, por një tufë rrezesh, seksioni kryq i të cilave është i kufizuar nga bebëza e syrit.

Në figurën 17, trau është paraqitur me vija të holla. Megjithatë, ky tra është i ngushtë dhe ne mund të neglizhojmë prerjen e tij tërthore, duke e marrë atë si linjë AOB.

Syri projekton A në pikën A 1, dhe thellësia e rezervuarit na duket e barabartë me h.

Figura tregon se thellësia e dukshme e rezervuarit h varet nga vlera e vërtetë e H dhe nga këndi i shikimit ϒ 1.

Le ta shprehim këtë varësi matematikisht.

Nga trekëndëshat AOC dhe A 1 OC kemi:

Duke përjashtuar OS nga këto ekuacione, marrim:

Duke marrë parasysh që a = ϒ 1 dhe sin ϒ 1 = n 1 sin a 1 = n sin a, marrim:

Në këtë formulë, varësia e thellësisë së dukshme të rezervuarit h nga thellësia e vërtetë H dhe këndi i vëzhgimit nuk shfaqet në mënyrë eksplicite. Për ta paraqitur më qartë këtë varësi, le ta shprehim grafikisht.

Në grafikun (Fig. 18), vlerat e këndeve të vëzhgimit në gradë janë paraqitur përgjatë boshtit të abshisave, dhe thellësitë përkatëse të dukshme h në fraksione të thellësisë aktuale H janë paraqitur përgjatë boshtit të ordinatave në kënde të vogla vëzhgimi thellësia e dukshme

është rreth ¾ e vlerës aktuale dhe zvogëlohet me rritjen e këndit të shikimit. Kur këndi i shikimit është a = 47°, ndodh reflektimi total i brendshëm dhe rrezja nga uji nuk mund të dalë jashtë.

MIRAGES

Në një mjedis johomogjen, drita udhëton në mënyrë jolineare. Nëse imagjinojmë një mjedis në të cilin indeksi i thyerjes ndryshon nga poshtë lart dhe mendërisht e ndajmë atë në shtresa të holla horizontale,

atëherë, duke marrë parasysh kushtet për thyerjen e dritës gjatë kalimit nga shtresa në shtresë, vërejmë se në një mjedis të tillë rrezja e dritës duhet të ndryshojë gradualisht drejtimin e saj (Fig. 19, 20).

Rrezja e dritës i nënshtrohet një përkuljeje të tillë në një atmosferë në të cilën, për një arsye ose një tjetër, kryesisht për shkak të ngrohjes së tij të pabarabartë, indeksi i thyerjes së ajrit ndryshon me lartësinë (Fig. 21).

Ajri zakonisht nxehet nga toka, e cila thith energji nga rrezet e diellit. Prandaj, temperatura e ajrit zvogëlohet me lartësinë. Dihet gjithashtu se dendësia e ajrit zvogëlohet me lartësinë. Është vërtetuar se me rritjen e lartësisë indeksi i thyerjes zvogëlohet, kështu që rrezet që kalojnë nëpër atmosferë përkulen, duke u përkulur drejt Tokës (Fig. 21). Ky fenomen quhet thyerje normale atmosferike. Për shkak të thyerjes, trupat qiellorë na duken disi "të ngritur" (mbi lartësinë e tyre të vërtetë) mbi horizont.

Është llogaritur se përthyerja atmosferike "ngre" objektet e vendosura në një lartësi prej 30° me 1"40", në një lartësi prej 15° - me 3"Z", në një lartësi prej 5° - me 9"45". Për trupat e vendosur në horizont, kjo vlerë arrin 35". Këto shifra devijojnë në një drejtim ose në një tjetër në varësi të presionit dhe temperaturës së atmosferës. Megjithatë, për një arsye ose një tjetër, në shtresat e sipërme të atmosferës mund të ketë masa. të ajrit me një temperaturë më të lartë se shtresat më të ulëta Ato mund të sillen nga erërat nga vendet e nxehta, për shembull, nga një zonë e nxehtë e shkretëtirës, ​​nëse në këtë kohë ka ajër të ftohtë dhe të dendur të një anticikloni në shtresat e poshtme e thyerjes mund të rritet ndjeshëm dhe rrezet e dritës që dalin nga objektet tokësore lart në një kënd të caktuar në horizont, mund të kthehen përsëri në tokë (Fig. 22).

Megjithatë, mund të ndodhë që në sipërfaqen e Tokës, për shkak të ngrohjes së saj të fortë, ajri të nxehet aq shumë sa indeksi i thyerjes së dritës pranë tokës të bëhet më i vogël se në një lartësi të caktuar mbi tokë. Nëse moti është i qetë, kjo gjendje mund të vazhdojë për një kohë mjaft të gjatë. Më pas, rrezet nga objektet që bien në një kënd mjaft të madh në sipërfaqen e Tokës mund të përkulen aq shumë sa, duke përshkruar një hark pranë sipërfaqes së Tokës, ato shkojnë nga poshtë lart (Fig. 23a). Rasti i paraqitur në figurën 236 është gjithashtu i mundur.

Kushtet e përshkruara më sipër në atmosferë shpjegojnë shfaqjen e fenomeneve interesante - mirazhet atmosferike. Këto dukuri zakonisht ndahen në tre klasa. Klasa e parë përfshin më të zakonshmet dhe më të thjeshtat në origjinë, të ashtuquajturat mirazhe liqenore (ose më të ulëta), të cilat shkaktojnë kaq shumë shpresë dhe zhgënjim tek udhëtarët e shkretëtirës.

Matematikani francez Gaspard Monge, i cili mori pjesë në fushatën egjiptiane të vitit 1798, përshkruan përshtypjet e tij për këtë klasë të mirazheve:

“Kur sipërfaqja e Tokës nxehet fort nga Dielli dhe sapo fillon të ftohet para fillimit të muzgut, terreni i njohur nuk shtrihet më në horizont si gjatë ditës, por kthehet, siç duket, në rreth një ligë. në një përmbytje të vazhdueshme.

Fshatrat më larg duken si ishuj në një liqen të madh. Nën çdo fshat është reflektimi i tij i përmbysur, vetëm ai nuk është i mprehtë, detajet e vogla nuk duken, si një reflektim në ujë i tundur nga era. Nëse filloni t'i afroheni një fshati që duket sikur është i rrethuar nga një përmbytje, bregu i ujit imagjinar largohet, krahu i ujit që na ndante nga fshati ngushtohet gradualisht derisa zhduket plotësisht, dhe liqeni ... tani fillon prapa ky fshat, duke pasqyruar në vetvete fshatrat që ndodhen më tej” (Fig. 24).

Shpjegimi për këtë fenomen është i thjeshtë. Shtresat e poshtme të ajrit, të ngrohura nga toka, nuk kanë pasur ende kohë të ngrihen lart; indeksi i tyre i thyerjes së dritës është më i vogël se i sipërmi. Prandaj, rrezet e dritës që dalin nga objektet (për shembull, nga pika B në një palmë, Fig. 23a), duke u përkulur në ajër, hyjnë në sy nga poshtë. Syri nxjerr një rreze në pikën B 1. E njëjta gjë ndodh me rrezet që vijnë nga pika të tjera të objektit. Objekt i duket vëzhguesit i përmbysur.

Nga vjen uji? Uji është një reflektim i qiellit.

Për të parë një mirazh, nuk ka nevojë të shkosh në Afrikë. Mund të vërehet në një ditë të nxehtë dhe të qetë vere mbi sipërfaqen e nxehtë të një autostrade të asfaltuar.

Mirazhet e klasit të dytë quhen mirazhe të shikimit superior ose të largët. "Mrekullia e padëgjuar" e përshkruar nga N.V. Gogol është më e ngjashme me ta. Këtu janë përshkrimet e disa mirazheve të tilla.

Nga Cote d'Azur i Francës, në një mëngjes të hershëm të kthjellët, nga ujërat e Detit Mesdhe, nga përtej horizontit, ngrihet një zinxhir i errët malesh, në të cilin banorët njohin Korsikën. Distanca deri në Korsikë është më shumë se 200 km, kështu që linja e shikimit nuk bëhet fjalë.

Në bregdetin anglez, afër Hastings, ju mund të shihni bregdetin francez. Siç raporton natyralisti Nie Digue, “afër Reggio-s në Kalabria, përballë bregut sicilian dhe qytetit të Mesinës, zona të tëra të panjohura me tufa kullotëse, korije selvi dhe kështjella janë ndonjëherë të dukshme në ajër. Pas qëndrimit në ajër për një kohë të shkurtër, mirazhet zhduken.”

Mirazhet e shikimit të largët shfaqen nëse shtresat e sipërme të atmosferës rezultojnë të jenë veçanërisht të rralla për ndonjë arsye, për shembull kur ajri i nxehtë arrin atje. Pastaj rrezet që dalin nga objektet tokësore përkulen më fort dhe arrijnë në sipërfaqen e tokës, duke shkuar në një kënd të madh drejt horizontit. Syri i vëzhguesit i projekton ato në drejtimin në të cilin hyjnë në të.

Me sa duket, shkretëtira e Saharasë është fajtore për faktin se një numër i madh i mirazheve të shikimit të largët vërehen në bregdetin e Mesdheut. Masat e ajrit të nxehtë ngrihen mbi të, më pas barten në veri dhe krijojnë kushte të favorshme për shfaqjen e mirazheve.

Mirazhe superiore vërehen edhe në vendet veriore kur fryjnë erëra të ngrohta jugore. Shtresat e sipërme të atmosferës nxehen, dhe shtresat e poshtme ftohen për shkak të pranisë së masave të mëdha të shkrirjes së akullit dhe borës.

Ndonjëherë imazhet përpara dhe prapa të objekteve vërehen njëkohësisht. Figura 25-27 tregojnë saktësisht fenomene të tilla të vëzhguara në gjerësinë gjeografike të Arktikut. Me sa duket, mbi Tokë ka shtresa ajri më të dendura dhe më të rralla të alternuara, duke përkulur rrezet e dritës afërsisht siç tregohet në Figurën 26.

Mirazhet e klasës së tretë - vizioni me rreze ultra të gjatë - janë të vështira për t'u shpjeguar. Këtu është një përshkrim i disa prej tyre.

"Bazuar në dëshminë e disa personave të besueshëm," shkruan K. Flamarion në librin "Atmosphere", "mund të raportoj për një mirazh që u pa në qytetin e Verviers (Belgjikë) në qershor 1815. Një mëngjes banorët e qytetit panë një ushtri në qiell dhe ishte aq e qartë sa dallonin kostumet e artilerisë, një top me rrotë të thyer që do t'i binte... Ishte mëngjesi i betejës. të Waterloo!” Distanca midis Waterloo dhe Verviers në një vijë të drejtë është 105 km.

Ka raste kur mirazhet janë vërejtur në një distancë prej 800, 1000 ose më shumë kilometra.

Le të japim një rast tjetër goditës. Natën e 27 marsit 1898, në mes të Oqeanit Paqësor, ekuipazhi i anijes së Bremenit Matador u tremb nga një vegim. Rreth mesnatës, ekuipazhi vuri re një anije rreth dy milje (3.2 km) larg që po luftonte me një stuhi të fortë.

Kjo ishte edhe më befasuese duke qenë se kishte qetësi përreth. Anija kaloi rrjedhën e Matadorit dhe kishte momente kur dukej se një përplasje mes anijeve ishte e pashmangshme... Ekuipazhi i Matador pa se si, gjatë një goditjeje të fortë dallge në një anije të panjohur, drita në kapitenin. doli kabina, e cila dukej gjatë gjithë kohës në dy vrima. Pas ca kohësh, anija u zhduk duke marrë me vete erën dhe dallgët.

Çështja u sqarua më vonë. Doli se e gjithë kjo ndodhi me një anije tjetër, e cila në kohën e "vizionit" ndodhej 1700 km larg Matador.

Çfarë rrugësh merr drita në atmosferë në mënyrë që imazhet e qarta të objekteve të ruhen në distanca kaq të mëdha? Nuk ka ende një përgjigje të saktë për këtë pyetje. U bënë sugjerime për formimin e lenteve gjigante të ajrit në atmosferë, vonesën e një mirazhi dytësor, domethënë një mirazh nga një mirazh. Është e mundur që jonosfera * luan një rol këtu, duke reflektuar jo vetëm valët e radios, por edhe valët e dritës.

Me sa duket, dukuritë e përshkruara kanë të njëjtën origjinë si mirazhet e tjera të vëzhguara në dete, të quajtura "Holandezi fluturues" ose "Fata Morgana", kur marinarët shohin anije fantazmë që më pas zhduken dhe u frikësojnë njerëzve supersticiozë.

YLBERT

Ylberi është një fenomen i bukur qiellor që gjithmonë ka tërhequr vëmendjen e njeriut. Në kohët e mëparshme, kur njerëzit dinin ende shumë pak për botën përreth tyre, ylberi konsiderohej një "shenjë qiellore". Pra, grekët e lashtë mendonin se ylberi ishte buzëqeshja e perëndeshës Iris.

Një ylber vërehet në drejtim të kundërt me Diellin, në sfondin e reve të shiut ose shiut. Një hark shumëngjyrësh zakonisht ndodhet në një distancë prej 1-2 km nga vëzhguesi, ndonjëherë mund të vërehet në një distancë prej 2-3 m në sfondin e pikave të ujit të formuara nga burimet ose spërkatjet e ujit.

Qendra e ylberit ndodhet në vazhdimin e vijës së drejtë që lidh Diellin dhe syrin e vëzhguesit - në vijën antisolare. Këndi ndërmjet drejtimit drejt ylberit kryesor dhe vijës antisolare është 41-42° (Fig. 28).

Në momentin e lindjes së diellit, pika antidiellore (pika M) është në vijën e horizontit dhe ylberi ka pamjen e një gjysmërrethi. Ndërsa Dielli lind, pika antisolare lëviz poshtë horizontit dhe madhësia e ylberit zvogëlohet. Ai përfaqëson vetëm një pjesë të një rrethi. Për një vëzhgues të vendosur lart, për shembull në. në një aeroplan, ylberi shihet si një rreth i plotë me hijen e vëzhguesit në qendër.

Shpesh vërehet një ylber dytësor, koncentrik me të parin, me një rreze këndore prej rreth 52° dhe ngjyrat janë të kundërta.

Kur lartësia e Diellit është 41°, ylberi kryesor pushon së qeni i dukshëm dhe vetëm një pjesë e ylberit dytësor del mbi horizont, dhe kur lartësia e Diellit është më shumë se 52°, as ylberi dytësor nuk është i dukshëm. Prandaj, në gjerësi gjeografike mes dhe ekuatoriale, ky fenomen natyror nuk vërehet kurrë gjatë orëve të mesditës.

Ylberi, si spektri, ka shtatë ngjyra kryesore që transformohen pa probleme në njëra-tjetrën. Lloji i harkut, shkëlqimi i ngjyrave dhe gjerësia e shiritave varen nga madhësia e pikave të ujit dhe numri i tyre. Pikat e mëdha krijojnë një ylber më të ngushtë, me ngjyra të theksuara, ndërsa pikat e vogla krijojnë një hark të turbullt, të zbehur dhe madje të bardhë. Kjo është arsyeja pse një ylber i ngushtë i ndritshëm është i dukshëm në verë pas një stuhie, gjatë së cilës bien pika të mëdha.

Teoria e ylberit u dha për herë të parë në 1637 nga R. Descartes. Ai shpjegoi ylberin si një fenomen që lidhet me reflektimin dhe thyerjen e dritës në pikat e shiut.

Formimi i ngjyrave dhe sekuenca e tyre u shpjegua më vonë, pas zbulimit të natyrës komplekse të dritës së bardhë dhe shpërndarjes së saj në medium. Teoria e difraksionit të ylberëve u zhvillua nga Ehry dhe Pertner.

Le të shqyrtojmë rastin më të thjeshtë: le të bjerë një rreze rrezesh diellore paralele mbi një pikëz në formë topi (Fig. 29). Një rreze që bie në sipërfaqen e një pikë në pikën A thyhet brenda saj sipas ligjit të përthyerjes: n 1 sin a = n 2 sin β, ku n 1 = 1, n 2 ≈ 1,33 janë indekset e thyerjes së ajrit dhe uji, përkatësisht, a është incidenca e këndit, β është këndi i thyerjes së dritës.

Brenda rënies, trau udhëton përgjatë vijës së drejtë AB. Në pikën B, rrezja është pjesërisht e thyer dhe pjesërisht e reflektuar. Vini re se sa më i vogël të jetë këndi i rënies në pikën B, dhe për rrjedhojë në pikën A, aq më i ulët është intensiteti i rrezes së reflektuar dhe aq më i madh është intensiteti i rrezes së thyer.

Rrezja AB, pas reflektimit në pikën B, kalon në një kënd β 1 " = β 1 dhe arrin në pikën C, ku ndodh edhe reflektimi i pjesshëm dhe thyerja e pjesshme e dritës. Rrezja e përthyer e lë rënien në një kënd y2, dhe rrezja e reflektuar mund të udhëtojë më tej në pikën D etj. Kështu, një rreze drite në një pikë pëson reflektime dhe përthyerje të shumta Me çdo reflektim, disa nga rrezet e dritës dalin jashtë dhe intensiteti i tyre brenda rënies zvogëlohet që del në ajër është rrezja që lë rënien në pikën B. Megjithatë, është e vështirë ta vëzhgosh atë, pasi humbet në sfondin e dritës së drejtpërdrejtë të diellit, ndërsa rrezet e thyera në pikën C krijojnë një ylber parësor në sfond. të një reje të errët dhe rrezet u përthyen në pikën D.

jepni një ylber dytësor, i cili, siç vijon nga sa më sipër, është më pak intensiv se ai primar.

Për rastin K=1 marrim Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 1 = 137° 30".

Prandaj, këndi i shikimit të një ylberi të rendit të parë është:

φ 1 =180° - 137°30" = 42°30"

Për rrezen DE" që jep një ylber të rendit të dytë, pra në rastin K = 2, kemi:

Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 2 = 236°38".

Këndi i shikimit të rendit të dytë të një ylberi φ 2 = 180° - 234°38" = - 56°38".

Nga kjo rezulton (kjo mund të shihet edhe nga figura) se në rastin në shqyrtim, një ylber i rendit të dytë nuk është i dukshëm nga toka. Në mënyrë që ajo të jetë e dukshme, drita duhet të hyjë në rënie nga poshtë (Fig. 30, b).

Kur merret parasysh formimi i një ylberi, duhet të merret parasysh edhe një fenomen - thyerja e pabarabartë e valëve të dritës me gjatësi të ndryshme, domethënë rrezet e dritës me ngjyra të ndryshme. Ky fenomen quhet dispersion. Për shkak të shpërndarjes, këndet e thyerjes ϒ dhe këndet e devijimit të rrezeve Θ në një pikë janë të ndryshme për rrezet me ngjyra të ndryshme. Rrjedha e tre rrezeve - e kuqe, jeshile dhe vjollcë - tregohet skematikisht në figurën 30, a për një hark të rendit të parë dhe në figurën 30, b për një hark të rendit të dytë.

Nga fotot shihet qartë se sekuenca e ngjyrave në këto harqe është e kundërt.

Më shpesh ne shohim një ylber. Ka shpesh raste kur dy vija ylber shfaqen njëkohësisht në qiell, të vendosura njëra mbi tjetrën; Ata vëzhgojnë, megjithatë, mjaft rrallë, dhe një numër edhe më të madh të harqeve qiellore të ylberit - tre, katër dhe madje pesë në të njëjtën kohë. Ky fenomen interesant u vëzhgua nga Leningradasit më 24 shtator 1948, kur pasdite katër ylber u shfaqën midis reve mbi Neva. Rezulton se ylberët mund të ndodhin jo vetëm nga rrezet e diellit direkte; Shpesh shfaqet në rrezet e reflektuara të Diellit. Kjo mund të shihet në brigjet e gjireve të detit, lumenjve të mëdhenj dhe liqeneve. Tre ose katër ylber të tillë - të zakonshëm dhe të pasqyruar - ndonjëherë krijojnë një pamje të bukur. Meqenëse rrezet e Diellit të reflektuara nga sipërfaqja e ujit shkojnë nga poshtë lart, ylberi i formuar në këto rreze ndonjëherë mund të duket krejtësisht i pazakontë.

Nuk duhet të mendoni se ylberët mund të shihen vetëm gjatë ditës. Ndodh edhe natën, megjithëse është gjithmonë i dobët. Ju mund të shihni një ylber të tillë pas një shiu nate, kur Hëna shfaqet nga prapa reve.

Njëfarë ngjashmërie e një ylberi mund të merret në eksperimentin e mëposhtëm. Merrni një balonë me ujë, ndriçojeni me rrezet e diellit ose një llambë përmes një vrime në një dërrasë të bardhë. Pastaj një ylber do të bëhet qartë i dukshëm në tabelë (Fig. 31, a), dhe këndi i divergjencës së rrezeve në krahasim me drejtimin fillestar do të jetë rreth 41-42° (Fig. 31,6). Në kushte natyrore, imazhi nuk shfaqet në retinën e syrit, dhe syri e projekton këtë imazh mbi retë.

Nëse një ylber shfaqet në mbrëmje para perëndimit të diellit, atëherë vërehet një ylber i kuq. Në pesë ose dhjetë minutat e fundit para perëndimit të diellit, të gjitha ngjyrat e ylberit përveç të kuqes zhduken, dhe ai bëhet shumë i shndritshëm dhe i dukshëm edhe dhjetë minuta pas perëndimit të diellit.

Një ylber mbi vesë është një pamje e bukur.

Mund të vërehet në lindjen e diellit në barin e mbuluar me vesë. Ky ylber ka formën e një hiperbole.

HALMOS

Duke parë një ylber në një livadh, do të vini re në mënyrë të pavullnetshme një aureolë të mahnitshme drite pa ngjyrë - një aureolë që rrethon hijen e kokës tuaj. Ky nuk është një iluzion optik apo një fenomen kontrasti. Kur hija bie në rrugë, haloja zhduket. Cili është shpjegimi për këtë fenomen interesant? Dewdrops patjetër luajnë këtu rol të rëndësishëm, sepse kur vesa zhduket, fenomeni zhduket.

Për të zbuluar shkakun e fenomenit, kryeni eksperimentin e mëposhtëm. Merrni një balonë sferike të mbushur me ujë dhe vendoseni në rrezet e diellit. Lëreni të përfaqësojë një pikë. Vendosni një copë letër prapa balonës afër saj, e cila do të veprojë si bar. Shikoni llambën në një kënd të ulët në lidhje me drejtimin e rrezeve rënëse. Do ta shihni të ndriçuar me shkëlqim nga rrezet e reflektuara nga letra. Këto rreze shkojnë pothuajse saktësisht drejt rrezeve të Diellit që bien mbi llambë. Merrni sytë pak anash dhe ndriçimi i ndritshëm i llambës nuk është më i dukshëm.

Këtu kemi të bëjmë jo me një rreze të shpërndarë, por me një rreze drite të drejtuar që buron nga një pikë e ndritshme në letër. Llamba vepron si një lente, duke e drejtuar dritën drejt nesh.

Një rreze rrezesh diellore paralele, pas përthyerjes në një llambë, jep në letër një imazh pak a shumë të fokusuar të Diellit në formën e një njolle të ndritshme. Nga ana tjetër, mjaft dritë e emetuar nga pika kapet nga llamba dhe, pas përthyerjes në të, drejtohet përsëri drejt Diellit, duke përfshirë edhe sytë tanë, pasi qëndrojmë me shpinë nga Dielli. Disavantazhet optike të thjerrëzave tona - llambës - sigurojnë një fluks drite të shpërndarë, por megjithatë fluksi kryesor i dritës që buron nga një pikë e ndritshme në letër drejtohet drejt Diellit. Por pse drita e reflektuar nga fijet e barit nuk është e gjelbër?

Ka një nuancë të lehtë të gjelbër, por në thelb është e bardhë, ashtu si drita e reflektuar në drejtim nga sipërfaqet e lëmuara të lyera, të tilla si reflektimet nga një dërrasë e zezë ose e verdhë ose xhami me njolla.

Por pikat e vesës nuk janë gjithmonë sferike. Ato mund të jenë të shtrembëruara. Më pas disa prej tyre e drejtojnë dritën anash, por ajo i kalon sytë. Pika të tjera, si ato të paraqitura në figurën 33, kanë një formë të tillë që drita që bie mbi to, pas një ose dy reflektimeve, drejtohet përsëri drejt Diellit dhe hyn në sytë e një vëzhguesi që qëndron me shpinën nga ai.

Së fundi, duhet theksuar një shpjegim më i zgjuar i këtij fenomeni: vetëm ato gjethe bari mbi të cilat bie drita e drejtpërdrejtë e Diellit, pra ato që nuk errësohen nga gjethet e tjera të Diellit. Nëse marrim parasysh se gjethet e shumicës së bimëve gjithmonë e kthejnë rrafshin e tyre drejt Diellit, atëherë është e qartë se do të ketë mjaft gjethe të tilla reflektuese (Fig. 33, e). Prandaj, aureolët mund të vërehen edhe në mungesë të vesës, në sipërfaqen e një livadhi të kositur pa probleme ose fushës së ngjeshur.

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve