Величезні за своїми масштабами, вони суть - породження взаємодії світла і атмосфери землі.
Земна атмосфера, як оптична система
Наша планета оточена газовою оболонкою, яку ми називаємо атмосферою. Володіючи найбільшою щільністю у земної поверхні і поступово розріж з підняттям вгору, вона досягає товщини більше сотні кілометрів. І це не застигла газова Середа з однорідними фізичними даними. Навпаки, атмосфера землі перебуває у постійному русі. Під впливом різних факторів, її шари перемішуються, міняють щільність, температуру, прозорість, переміщуються на великі відстані з різною швидкістю.
Для променів світла, що йдуть від сонця або інших небесних світил, земна атмосфера являє собою своєрідну оптичну систему з постійно змінюваними параметрами. Опиняючись на їх шляху, вона і відображає частину світла, розсіює його, пропускає його крізь всю товщу атмосфери, забезпечуючи освітленість земної поверхні, в певних умовах, розкладає його на складові і викривляє хід променів, викликаючи, тим самим, різні атмосферні явища. Найбільш незвичайні барвисті з них це сонячний захід, веселка, північне сяйво, міраж, сонячне і місячне гало.
В
Науки, займаються вивченням світлових явищ в атмосфері
В
В· Метеорологічна оптика - займається вивченням атмосферних явищ, пов'язаних з погодою (явища кольори неба і його забарвлення, поляризація небесного склепіння, явища міражу і неправильного заломлення і відбиття світла в атмосфері, мерехтіння зірок, веселка, кола і вінці близько світил).
В· Астрономія - докладно вивчає явище рефракції (Заломлення світла в атмосфері).
В· Атмосферний електрику - займається вивченням атмосферних явищ електричного походження (блискавка, вогні святого Ельма і ін.)
В· Атмосферна оптика - вивчає перетворення сонячної енергії та теплового випромінювання самої атмосфери і підстильної поверхні.
В
Колір неба
Явище блакитного забарвлення неба в Протягом дня, залежить виключно від розсіювання світла тими дрібними частинками, які постійно знаходяться в більш ніж достатній кількості в підвішеному стані не лише в нижніх, але і в порівняно високих шарах атмосфери. Лордом Рейлеем (Rayleigh) теоретично було доведено, що при досить малих розмірах такі частинки мають властивість відображати виключно тільки промені короткої довжини хвилі, тобто промені блакитні, сині, фіолетові . Для розуміння деяких явищ субатомного світу корисно уявити собі електрони прикріпленими до ядрам на жорстких пружинах. Реакція електрона на дії електричного поля світлової хвилі залежить від того, як частота хвилі співвідноситься з частотами власних коливань цієї уявної пружини. Розрахунки показують, що чим коротше довжина світлової хвилі, тим вище ймовірність її потрапляння в резонанс з власними частотами збудження електронів і, відповідно, тим частіше електрони будуть поглинати і знову випускати фотони відповідної частоти. Наслідком цього...
