Волновая оптика в природе

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или
нарушает нормы русского языка (грамматические, орфографические, пунктуационные и другие).
Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии.

Содержание

1 Цветной мир

[править] Цветной мир

Цветной мир природы восхищает и удивляет каждого многообразием своих красок, хотя существует только три основных цвета: красный, синий, зеленый; все остальные цвета и их оттенки получаются путем смешения основных цветов. Как доказал Ньютон, белый свет имеет сложную структуру он состоит из всех цветов видимого спектра. Лучи разного цвета имеют разную скорость в среде и по-разному преломляются:

красные имеют максимальную скорость в среде и минимальную степень преломления;
фиолетовые, наоборот;
в вакууме волны разного цвета имеют одинаковую скорость света.

[править] Цвет неба

Земная атмосфера неоднородна, в ней находится множество мелких различных частиц, по-разному отражающих и рассеивающих солнечный свет. На мелких частицах в большей степени рассеивается коротковолновый свет, принадлежащий к сине-голубой области спектра, на более крупных частицах рассеивается свет всех длин волн:

в хорошую погоду в верхних слоях атмосферы находятся только мелкие частицы, рассеяние света на которых дает голубой фон неба;
облака состоят из скоплений сравнительно больших капелек воды и ледяных кристалликов, что и объясняет их белый цвет;
в нижних слоях атмосферы, в которых взвешены водяные и пылевые частицы разных размеров, образуется малонасыщенный цвет (серо-голубая дымка).

Как только Солнце скрывается за горизонтом, небо приобретает различный цвет: от красного у горизонта с переходом по направлению вверх к оранжевому, жёлтому и, наконец, темно-голубому и синему. Иногда над жёлтой зоной появляются пурпурные полосы, являющиеся результатом смешения длинноволновых и коротковолновых (рассеянных) лучей.

[править] Цвет солнца

По мере приближения светила к горизонту удлиняется путь света, идущего через атмосферу к наблюдателю. А так как сильнее всего рассеиваются коротковолновые лучи, то нам в глаза попадают преимущественно длинноволновые лучи, и Солнце на закате становится желтовато-оранжевым, а иногда и красным.

[править] Улыбка богини Ириды

Так в древности называли радугу. Радуга – это непрерывный спектр солнечного света, образованный в результате преломления, полного отражения и дисперсии света в каплях воды как призмах. Радуга формируется каплями воды на протяжении всего луча зрения, поэтому говорить о расстоянии до радуги некорректно. Верхняя полоса радуги находится не выше 41⁰ - 42⁰ над горизонтом. В это время Солнце находится невысоко над горизонтом за спиной наблюдателя, а центр радуги – под горизонтом. Чем выше Солнце над горизонтом, тем меньшую часть радуги мы видим. Когда Солнце поднимается выше 43⁰ над горизонтом, то радуга не видна. Но если подняться высоко над земной поверхностью, то можно увидеть все радужное кольцо. Нередки случаи, когда на небосводе появляются одновременно несколько радужных дуг. Формирование вторичных дуг обусловлено внутренним отражением (иногда двойным или кратным) луча света в каплях воды. В редких случаях наблюдается слабая лунная радуга.

[править] Флористический калейдоскоп красок в природе

Цвет непрозрачных объектов обусловлен их избирательной способностью поглощения и отражения света:

если поверхность тела поглощает все цвета спектра, то она выглядит чёрной;
если поверхность поглощает все цвета спектра в равных пропорциях, но часть света отражает, то она кажется серой;
если поверхность поглощает и отражает цвета спектра в разных пропорциях, то она будет цветной.

Например,

розы красные, т. к. они поглощают весь спектр, а волны красного цвета отражают;
одуванчики жёлтые, т. к. они отражают красные и зелёные длины волн, а остальные поглощают.

[править] Зеленый наряд планеты

К зелёному наряду планеты мы привыкли и поэтому не всегда задумываемся над тем, почему именно он зеленый. Растениям принадлежит существенная роль в жизни на Земле, т. к. в результате фотосинтеза в листьях растений вырабатывается кислород. Процесс фотосинтеза способствовал эволюции атмосферы нашей планеты, состав которой ранее был иным, чем теперь. Именно после появления в атмосфере достаточного количества кислорода, благодаря растениям, произошло окончательное «озеленение» планеты.

Так как фотосинтез протекает наиболее эффективно под действием света синего и красного участков спектра, растения приспособились отражать зеленый свет. Таким образом, отражая зеленый свет, листья приобрели зелёную окраску. А поскольку на зеленый участок спектра приходится максимум энергии солнечного излучения, зелёная окраска предохраняет листья от перегрева под действием солнечного света.

[править] Белый цвет снега

Снег состоит из прозрачных кристалликов, которые увеличивают число граней. Поэтому свет в снегу из-за многократного отражения и преломления в каждом кристаллике, мало проникает сквозь него. В результате снег кажется белым, а не прозрачным.

Информационные ресурсы:

на печатной основе:

Булат В.Л. Оптические явления в природе. – М., 1994. Объективное и субъективное восприятие цвета
Эллиот Л., Уилкокс У. Физика. – М., 1997

Интернет-ресурсы:

Категории: Википедия:Стилистически некорректные статьи | Волновая оптика