|
Световые явления в атмосфере находятся в тесной связи с состоянием атмосферы. Метеорологическая оптика изучает по преимуществу те из них, которые наиболее тесно связаны с погодой, предоставляя остальные тем от-раслям науки, для которых они имеют большую важность. Так явления реф-ракции (преломления света в атмосфере) изучаются подробно астрономией; явления электрического происхождения - молния, огни св. Эльма - относят-ся к области атмосферного электричества; полярными сияниями, ввиду их связи с земным магнетизмом, занимается этот последний. На долю метеоро-логической оптики остаются явления цвета неба и его окраски, особенно при утренней и вечерней зорях, поляризация небесного свода, явления миража и неправильного преломления и отражения света в атмосфере, мерцание звезд, радуга, круги и венцы около светил и аналогичные этим последним венцы около земных предметов. Явления радуги, миража, мерцания звезд прямо обязаны своим происхождением известному состоянию атмосферы. Отсюда понятно, какую важную роль играют С. явления в метеорологии.
Цвет неба и его окраска при утренней и вечерней заре. Явление голубой окраски неба в течение дня, зависит исключительно от рассеяния света теми мелкими частицами, которые постоянно находятся в более чем достаточном количестве во взвешенном состоянии не только в нижних, но и в сравнитель-но даже высоких слоях атмосферы. Лордом Рэйлеем (Rayleigh) теоретически было доказано, что при достаточно малых размерах такие частицы обладают свойством отражать исключительно только лучи короткой длины волны, т. е. лучи голубые, синие, фиолетовые. Непосредственные наблюдения это вполне подтверждают. Чем больше таких частиц в воздухе, тем ярче кажется нам его голубая окраска; чем дальше удаляемся мы по небесному своду от светила, служащего источником света, тем больше, следовательно, отражений от час-тиц претерпит дошедший до нас луч и тем синее покажется нам небесный свод. Наоборот, чем дальше удаляемся мы от земной поверхности, тем меньше взвешенных частиц встречают в атмосфере доходящие до нас лучи и тем темнее кажется нам небо; при подъемах на очень высокие горы, при вы-соких полетах на воздушных шарах наблюдатели видят почти совершенно черное небо. Иной представляется наблюдателю окраска небесного свода вблизи светила, равно как и окраска последнего. Отражая лучи короткой длины волны, частицы, взвешенные в воздухе, становясь на пути С. лучей, пропустят остальные цвета спектра, а потому покажутся нам окрашенными в цвета, дополнительные к отраженным, т. е. в оранжево-красный цвет. К это-му отчасти прибавится еще прямое поглощение света - именно лучей волн короткой длины - водяными частицами, плавающими в атмосфере, а также явления дифракции света вблизи самого его источника. Поэтому как само светило, испускающее дошедшие до нас С. лучи, так и небесный свод вблизи него всегда кажутся нам желтовато-оранжевыми. Если вообще мы не видим резко этой окраски неба вблизи светила, то только потому, что яркость све-тила, ослепляя нас, мешает нам видеть слабые лучи, исходящие в его сосед-стве от небесного свода. Когда же светило в часы восхода или заката посыла-ет нам, находясь вблизи горизонта, свои лучи через огромную толщу атмо-сферы, окраска и самого светила, и небосклона вблизи него ясно делается желтой, оранжево-красной, даже и багрово-красной: нижние слои атмосфе-ры, через которые должны пройти при этом лучи, содержат тем больше взвешенных частиц, чем ближе к поверхности земли ствелется световой луч. Поэтому же при морозах, когда воздух переполнен плавающими в нем ка-пельками тумана, окраска светила и небосклона вокруг него является очень яркой, - особенно, если условия, напр. в больших городах, где воздух содер-жит массу пыли и копоти, благоприятствуют появлению тумана. Явления ок-раски неба в голубой цвет наблюдаются только при достаточно малых разме-рах отражающих лучи частиц; как только размеры этих последних перейдут некоторый предел, отражаемые ими лучи будут содержать и лучи других длин волн; - голубая окраска неба в этих случаях начинает переходить в бе-лесоватую; а при достаточном количестве сравнительно крупных частиц небо может принять совершенно белый цвет, как это наблюдается, напр., при об-разовании обширных скоплений мелких ледяных кристалликов и иголочек, наблюдаемых нами в виде растянутых покровов перисто-слоистых облаков.
|
|
1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики, пер. с англ., 2 изд. - М., 1973.
2. Ландсберг Г. С. Оптика, 4 изд. - М., 1957 (Общий курс физики, т. 3).
3. Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика. - М., 1961.
4. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона (1907г), Санкт-Петербург.
5. http://www.wikiznanie.ru/
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/
7. http://www.photosight.ru/
|
На уровень вверх
Купить