Zajímavé jevy atmosférické optiky Jitka Prokšová KOF FPE ZČU Plzeň Obsah • Astronomická refrakce • Terestrická refrakce • Duha • Zelený paprsek • Soumrakové jevy • Koróny, glórie, perleťová oblaka • Halové jevy Průchod slunečního světla atmosférou • Lom a odraz (astronomická a terestrická refrakce) • Vnitřní odraz a disperze (duha, zelený paprsek) • Rozptyl světla (koróny, glórie, soumrakové jevy) • Ohyb a interference (iridescence) • Lom a odraz na ledových krystalcích (halové jevy) 1. Astronomická refrakce • vytvoření obrazu v jiném místě • objektivní optický klam • průchodem světla atmosférou dochází k zakřivení trajektorie Jevy podmíněné astronomickou refrakcí • Prodloužení trvání dne v našich z.š.: 8-12 min • Změna tvaru Slunce a Měsíce v blízkosti obzoru následkem refrakce spodní okraj kotouče zvýšen, kotouč se jeví zploštělý • Zelený paprsek Závislost astronomické refrakce R na zenitové vzdálenosti z 2. Terestrická refrakce • svrchní a spodní zrcadlení pokud hustota vzduchu klesá s výškou obzvláště rychle vrstvy s teplotními inverzemi totální odraz (vznik převráceného obrazu situace v místě za geometrickým obzorem) • vícenásobné zrcadlení Svrchní zrcadlení Spodní zrcadlení Experiment na refrakci v atmosféře Model atmosféry: roztok soli ve vodě Skleněné akvárium (30 x 50 x 35 cm) 8 litrů vody 0,5 kg soli, gumová hadička (1 m), laser ( He-Ne) 3. Duha • primární • sekundární • terciární • rozklad (disperze) slunečního světla na vodních kapkách • velikost vodních kapek 4. Zelený paprsek • Zelený paprsek (záblesk): rozklad (disperze) světla atmosférou • Disperze v blízkosti obzoru ž-f: 38´´ • Úhlový průměr Slunce 32´ • Složení barev, jen okraje (několik ´´) • Doba trvání zeleného záblesku ~ 1 s • Viditelnost záblesku 5. Soumrakové jevy • Astronomický soumrak (doba, kdy se Slunce nalézá pod obzorem, avšak rozptýlené světlo osvětluje ještě část oblohy) • Tloušťka osvětlené části oblohy při večerním nebo ranním soumraku (svítání) • Při soumraku rozptyluje zemská atmosféra sluneční záření do výšky zhruba 80 km • Občanský soumrak (doba po západu Slunce, pokud světelné poměry umožňují četbu běžného tisku) • Při bezoblačné obloze: • Trvání soumraku (z.š., stav atmosféry atd.) – tabulka (trvání soumraků: v min) 1.1. 1.4. 1.7. 1.10. Poznámka: krepuskulární paprsky • Objektivní optický klam • Analogie: sbíhavost rovnoběžných kolejí 6. Koróny, glórie, perleťová oblaka 7. Halové jevy • Mezi Sluncem (Měsícem) a okem P: oblak ledových krystalků • Odraz, lom světla na ledu • Vznik skvrn, proužků, prstenců a oblouků (bělavé, perleťové, duhové) http://ukazy.astro.cz/ http://www.sundog.clara.co.uk/ Kategorie halových jevů (podle četnosti výskytu): • Malé halo • Vedlejší slunce malého hala • Horní a dolní dotykový oblouk malého hala • Halový sloup • Cirkumzenitální oblouk • Velké halo (vzácné jevy: např. Lowitzovy oblouky, Parryho oblouk) Malé halo • bělavý kruh nebo jeho část ( ) • vstup a výstup paprsků pláštěm destičky • lom na lámavém úhlu Malé halo a velké halo - rozdíly Vedlejší slunce malého hala Dotykové oblouky malého hala Halový sloup Cirkumzenitální oblouk • Slunce níže než nad obzorem (při nesplnění této podmínky brání vzniku jevu totální odraz paprsků uvnitř ledových krystalků) • vertikální orientace hlavní osy sloupku, lom paprsků na lámavém úhlu • vystupující paprsek z krystalku při zpětném promítnutí na nebeskou klenbu opisuje oblouk kolem zenitu Vzácně: Parryho oblouk, Lowitzovy oblouky Kde najdete víc informací? Hosnedl J.: Optické jevy v atmosféře Bednář J.: Pozoruhodné jevy v atmosféře www.pef.zcu.cz/pef/kof/cz/st/dp/hosnedl.shtml http://ukazy.astro.cz/ http://www.sundog.clara.co.uk/