|
|
|
| 19 Юни 06, 15:34
/ Автор: CELERATOR
|
| Дисперсия, интерференция, дифракция на светлината |
|
Било през 1666 година. В спокойния английски град Кембридж младият учен Исаак Нютон се занимавал с нещо твърде странно в тъмната стая – той ловял “слънчеви зайчета” като на пътя им поставял стъклена триъгълна призма. От другата страна на призмата вместо бялата слънчева светлина се появявали различни цветове в една непрекъсната ивица – Нютон нарекъл тази ивица спектър. Горният край на спектъра бил винаги червен и незабележимо преминавал в оранжев, после жълт, зелен, небесносин и накрая син и виолетов. Нютон направил и обратното: с помощта на друга призма отново събрал отделните цветни лъчи в бяла светлина . Той направил и друго: върху дървен кръг нанесъл всички цветове на слънчевия спектър и бързо го завъртял на една ос – той изглеждал почти бял. Така Нютон установил, че слънчевата светлина е нееднородна – съставена от различни прости цветове, които повече не могат да се разлагат. Така се откриват и допълнителните цветове. Това се отнася и за светлината от различни изкуствени източници. През 1814 година немският майстор-оптик Фраунхофер изучавал спектрите на различните лампи и търсел да открие източник на едноцветна светлина, за да проверява качеството на изработваните от него увеличители стъкла. Той пропускал светлината от маслена или спиртна лампа през тесен процеп и я наблюдавал през тръба, в която била поставена триъгълна призма, при което винаги се появявали две ярки жълти линии в зрителното поле. Когато към прибора насочил слънчева светлина той забелязал нещо странно: ярката разноцветна ивица на слънчевия спектър била пресечена от множество тъмни линии, които винаги се появявали на едно и също място. Най-добре видимите тъмни линии той обозначил с латинските букви A, B, C, D и т.н. При това най-тъмната двойна линия се намирала точно на мястото на ярките жълти линии. Никой не можел да обясни на какво именно се дължи появяването на светлите линии в спектъра на лампата и на тъмните линии в спектъра на слънцето. Това направили Кирхоф и Бунзен. Двамата приятели, химикът и физикът Густав Кирхоф, обединили своите знания и уменията си, като извършили наистина забележителни открития. След много опити Роберт Бунзен изобретява проста и удобна горелка, която давала силен, чист и безцветен пламък. Когато с нея топял и издувал стъкло, Бунзен не можел да не забележи, че цветът на пламъка се изменя и това много ясно се проявявало при внасянето на различни вещества в пламъка на горелката. По-късно Бунзен и Кирхоф направят спектроскоп – уред за наблюдаване на спектри. За това послужила празна кутия от пури с две стари далекогледни тръби и стъклена призма. Двамата учени работели търпеливо, упорито и прецизно - Кирхоф усъвършенствал спектроскопа, а Бунзен приготвял съвсем чисти вещества. Когато в пламъка на горелката се поставяла чиста готварска сол (натриев хлорид) в зрителното поле се появявали двете ярки жълти линии – те се виждали във всички соли на натрия. Солите на калия оцветявали пламъка нежновиолетово, всички соли на лития давали по една яркочервена и една слабо забележима оранжева линия и т.н., като тези линии винаги се появявали на строго определени места. Те ясно се виждали и при смесване на различни соли, като се появявали на едни и същи места. Така целта, която си поставили Бунзен и Кирхоф, била постигната: те открили нов начин за химично изследване на веществата–спектралния анализ. Двамата учени разполагали с вълшебен инструмент, с помощта на който леко и просто разкривали тайните на света. Така загадката била разрешена – двете жълти линии в спектъра на пламъка на лампата и на всеки друг източник се дължали на наличието на нищожните количества натрий в тях. Как била разрешена загадката на фраунхоферовите линииω От друмондовата светлина се получавал чист непрекъснат спектър без нито една тъмна линия. Когато на пътя на тази светлина се постави пламъка на горелката, наситен със сол, веднага в спектъра се появила тъмната двойна линия D – изкуствена фраунхоферова линия. Обяснението би могло да бъде само едно – натриевият пламък не само изпуска жълти лъчи, но също така поглъща чуждите жълти лъчи, идващи от друг светещ източник, чието излъчване трябва да е много по-силно.
Качествен спектрален анализ
Всеки химически елемент има свой характерен спектър на излъчване, затова по линейния спектър на парите на някакво вещество може да се установи какви химически елементи влизат в състава му. Такъв метод за определяне на химичния състав на веществото се нарича качествен спектрален анализ.
Количествен спектрален анализ
В днешно време са разработени и широко се използват методите на количествения спектрален анализ, позволяващ по интензивността на светене на спектралните линии на химичния елемент да се определи неговото процентно съдържание в изследвания образец.
Прибори за получаване и изследване на спектри
За наблюдаване на спектрите се използуват спектроскопи. Най-разпространеният призматичен спектроскоп се състои от две тръби, между които се поставя триъгълна призма. В тръбата А, наречена колиматор, има тесен процеп. Пред процепа се поставя източникът на светлина, чийто спектър трябва да се изследва. Преминавайки през призмата, светлинните лъчи се насочват в зрителната тръба В, през която се наблюдава спектъра. Като материал за призмата трябва да се използва вещество с голяма дисперсия, т.е. вещество, даващо широк спектър. Ясно е, че за получаване на видимия спектър най-подходящ материал е тежкия флинт. Опционалния пакет за QAM/PSK Модулационни анализи позволява избиране на скоростта на символите, типа модулация, филтриращите методи за демодулиране на цифровите сигнали. Фамилията MS2711x портативни Спектрални Анализатори осигурява максимална гъвкавост при измервания в полеви условия и при приложения изискващи голяма мобилност. За разлика от традиционните спектрални анализатори, серията MS2711x се характеризира със солиден, извънредно олекотен дизайн с батерийно захранване, което позволява на потребителите да извършват спектрален анализ практически навсякъде и по всяко време.
1. Спектър на електромагнитните вълни – подреждането на всички електромагнитни вълни по честотата (дължина на вълната).
2. Спектър на светлината - обхваща част от спектъра на ЕМВ, която включва видимата светлина и невидимите инфрачервени и ултравиолетови лъчи (оптичен диапазон) в диапазона от 10 nm до 3,4.105 nm. Същността на това явление се обяснява с това, че различните лъчи влизащи в състава на бялата светлина, имат различен коефициент на пречупване. По-слабо се пречупват червените лъчи които имат по-голяма дължина на вълната, по-силно виолетовите които имат по-малка дължина на вълната. В получената цветна дъга с просто око могат да се различат около 13 цвята. Те приблизително са групирани в осем основни цвята и три цветни зони. Когато светлината съдържа колебание само с една дължина на вълната, се говори за монохроматично (едноцветно) излъчване. Обикновено срещаната в практиката светлина има сложен спектрален състав, т. е. представлява съчетание от няколко монохроматични излъчвания. Така че най-важната характеристика на светлината е нейният спектрален състав. Цялата група от спектрални излъчвания от 400 nm до 490 nm се наричат синьовиолетова или само синя зона от спектъра. Следва чувствително бързо променяне на цвета от 490 nm до 570 nm от синьозелен до жълтозелен и представлява зелената зона от спектъра. В участъка от 570 nm до 720 nm става ново чувствително променяне на цвета от жълт през оранжев до червен и образува червената зона от спектъра. Една част от източниците на светлина светят благодарение на превръщането на топлинната енергия в светлина, като цветът на светлината зависи от температурата, до която е нагрято тялото – това са така наречените “първични” източници на светлина или самосветещи източници. Друга част от източниците, които предизвикват светлинно усещане, не излъчват светлина, а отразяват светлина, излъчвана от първичните източници. Тези източници (несамосветещи) се наричат “вторични” източници на светлина. Мярка за спектралния състав на светлината е нейната цветна температура. Цветната температура е условна температура (в градуси по Келвин – 1o К=273+oС), до която би трябвало да се нагрее едно абсолютно черно тяло, така че да излъчва светлина със съответната дължина на вълната предизвикваща усещане за съответния цвят. При ниски температури то има вишнево- или тъмночервен цвят; с повишаване на температурата добива оранжев, а след това и жълт цвят. При сравнително висока температура изпуска зелено-синкави лъчи, като при стопяване достига синкаво-бял цвят. Това доказва , че температурата на нагряване предизвиква различно светене на телата. Цветът на телата се дължи на избирателното отразяване/поглъщане на светлината от багрилните вещества (пигменти), които съдържат.
Ето и цветната температура на някои светлинни източници:
Лампи с нагряване 2700 – 3000o К
Лампи с прегряване 3500o К
Свещ 1900o К
Електронна светкавица 5500o К
Луминесцентни лампи 4500 – 6500o К
Средна дневна светлина 5200o К
Дневна светлина при облачно време 6500o К
Излъчване на небето 12000 - 18000o К
3. Спектри на излъчване (емисионни) – получават се като излъчената светлина от източника се пропуска през стъклена призма или дифракционна решетка. Те биват:
а) непрекъснати – представляват съвкупност от всички дължини на вълните в широк диапазон; получават се от нагорещени твърди тела, течности и много плътни газове (каквото е Слънцето).
б) ивични – представляват съвкупност от отделни ивици, всяка от които обхваща някакъв интервал от дължини на вълните; получават се от възбудени газове, състоящи се от отделни молекули (молекулни спектри).
в) линейни – представляват съвкупност от състоящи се от отделни спектрални линии, всяка една от които съответства на точно определена дължина на вълната; получават се от възбудени пари и газове, състоящи се от отделни атоми (атомни спектри). Всеки химически елемент в състояние на нагорещен газ, състоящ се от отделни атоми, дава присъщ само за него линеен спектър с характерни за него цветни линии, винаги разположени на определени места от скалата.
4. Спектри на поглъщане (абсорбционни) – получават се като се пропусне бяла светлина през парите на нагорещен газ; представляват непрекъснат спектър, пресечен от отделни тъмни линии или ивици, разположени на точно определени места от скалата. Изследвайки спектрите на поглъщане, Кирхоф открива в 1859 г. закон, носещ неговото име: нагорещеният газ или пари поглъща от по-горещият източник тези лъчи, които той самият може да излъчва.
Простата светлина се нарича еднородна или монохроматична – това са електромагнитни вълни с една определена дължина на вълната. Получаването на бяла светлина чрез събиране на всички цветове се нарича синтез на бялата светлина. Допълнителни цветове - такива два цвята, при събирането на които се получава бяла светлина; такива са например жълтият и синият цвят. Опитът показва, че при смесването в различни пропорции на три основни цвята (червен, зелен и виолетов) може да се получи всеки друг цвят.
Спектър (от лат. spectrum – представяне, образ) - съвкупност от различни стойности, които може да приема дадена физична величина.
Оптическите спектри представляват съвкупност от пространствено разделени компоненти на електромагнитните вълни в областта на инфрачервеното, видимото и ултравиолетовото излъчване (в диапазона от 100 до 0,01 микрона).Оптическите спектри биват непрекъснати (във видимата област – непрекъсната цветна ивица, съставена от преливащи един в друг червен, оранжев, жълт, зелен, светлосин, тъмносин, виолетов цвят), излъчвани от нагорещени твърди тела и течности; линейни, състоящи се от отделни линии, изпускани от атомите (атомни спектри); ивични, състоящи се от ивици с различна широчина, излъчвани от молекулите (молекулни спектри). Оптическите спектри се разделят на спектри на излъчване (емисионни), спектри на поглъщане (абсорбционни), на разсейване и отражение. Емисионните спектри се получават от излъчването на твърди тела, течности и газообразни вещества при висока температура или в електрически разряд; абсорбционните спектри се получават при преминаване на светлината от източник с непрекъснат спектър през изследваната поглъщаща среда.
Друмондова светлина – тя се получава като от две тръбички се пускат едновременно водород и кислород и се запалват, при което водородът изгаря в чист кислород при висока температура и горещият му пламък се насочва към пръчка от чиста вар – пламъкът я нажежава до бяло и тя започва да излъчва ослепителна бяла светлина. Това за пръв е осъществено от англичанина Друмонд и получената светлина носи неговото име.
Спектрален анализ – физически метод за качествен и количествен анализ на състава на веществата на основата на изучаване на техните спектри – на излъчване (емисионен С.а.), на поглъщане (абсорбционен С.а.), комбинационно разсейване на светлината, луминесценция, рентгенов. Според задачите, които се решават, се различават С.а. на елементарния състав на веществото (атомен) и на молекулярния състав на веществото. С.а. е много чувствителен и широко се прилага в химията, астрофизиката, металургията, машиностроенето, геоложките изследвания, криминалистиката, екологията и др.
Качествен спектрален анализ – при провеждането му е необходимо да се направи пълен анализ на образеца (например желязо) или да се открие наличие на определени елементи в него.
Количествен спектрален анализ – основава се на зависимостта между интензитета на спектралните линии и концентрацията на елементите в образеца.
Слънчев спектър – това е непрекъснат спектър, на който са наложени около 20 хил. линии на поглъщане (фраунхоферови линии). Повече от 60 % от тях са отъждествени със спектралните линии на известните ни химични елементи. Изследването на фраунхоферовите линии ни дава сведения за химичния състав на атмосферата на Слънцето и за физичните условия в поглъщащите слоеве – по този начин на Слънцето са открити около 70 химични елемента.
Атлас на спектралните линии на Слънцето – Точен атлас на слънчевия спектър (digital solar spektrum atlas) – съставен с помощта на 4-метровия спектрограф на обсерваторията Маунт-Уилсън. На рис. е показана областта 3900-6900 A, т.е. от виолетовия цвят до червения. На всяка линия може да се постави в съответствие химически елемент; например линия D в средата на спектъра е свързана с натрия, линия На – с водорода. (A (ангстрьом) – единица за дължина: 1A =10-10 m)
Протуберанс – (от лат. protubero – издувам се), светещи образувания от нажежени газове, наблюдаващи се във вид на издатини на края на слънчевия диск, които могат да се издигат на височина до 40 хил. км.
Дисперсия на светлината (от лат. dispersus – разсейване) - терминът дисперсия е въведен от Нютон през 1672 г. за означаване на откритото от него явление - разлагането на бялата светлина на различни прости цветове при преминаването й през призма. Дисперсията на светлината представлява зависимостта на показателя на пречупване n на веществото от честотата (дължината на вълната ) на светлината. За вещества, прозрачни в дадена област на спектъра, n расте с увеличаването на честотата ( намаляване на дължината на вълната) и в съответствие с това се разпределят цветовете в спектъра. Вълновите свойства на светлината най-често се проявяват при явленията интерференция и дифракция на светлината. Интерференция се нарича явлението, при което в резултат на наслагването на две или повече кохерентни вълни се получава увеличение на амплитудата на резултантната вълна в едни области и намаление в други. Амплитудата на резултантната вълна е голяма там, където пристигането на гребена на едната вълна винаги е съпроводено с едновременното пристигане на гребена на втората вълна – двете вълни взаимно се усилват и в тази област се наблюдава интерференчен максимум. В други области гребенът на едната вълна винаги пристига едновременно с дола на другата вълна, което води до взаимо отслабване( гасене) на двете вълни – наблюдава се интерференчен минимум. Следователно при интерференция на светлинните вълни в пространството се наблюдават светли и тъмни области. За да може човек да вижда светлинните интерференчни максимуми и минимуми, трябва интерференчната картина да е постоянна. Светлинните вълни, подобно на механичните вълн, също пренасят енергия. Това е енергията на електромагнитното поле на вълната. Количествено, пренасяната светлинна енергия от вълната се определя с интензитета на светлинната вълна, от където следва че интензитета на светлината вълна е енергията пренесена от вълната за време през площ разположена перпендикулярно на посоката на разпространение на вълната. От теорията на Максуел следва, че интензитета на светлината е правопропорционален на квадрата на амплитудата на интензитета на електричното поле на вълната. Следователно в светлите области интензитета на светлината е увеличен, а в тъмните 0. Светлинната енергия в тъмните области не се превръща в друг вид. Тя просто не постъпва там. Интерференция на светлината за пръв път е наблюдавана от английстият физик Томас Юнг през 1801г. Сноп слънчева светлина преминава през цветен филтър, за да се отдели светлина с определена дължина на вълната, която след това осветява тесе процеп S в непрозрачен екран. Зад първия екран е поставен втори екран с два успоредни тесни процепа, разположени симетрично спямо процеп S. Светлинните вълни, преминали през процепите на втория екран, се наслагват върху трети, така че се наблюдава интерференчна картина – редуващи се светли и тъмни ивици. За да се изяснят условията за възникване на интерференчни максимуми и минимуми при опитът на Юнг, трябва да знаем как се разпространяват светлоинните вълни след като преминат през тесен процеп. През 1678г. Холандкия физик Х. Хюйгенс предлага геометричен метод за определяне положението в даден момент на вълновия фронт на светлинна или механична вълна, ако е известно неговото положение в един по-ранен момент. Приципът на Хюйгенс гласи: всички точки от даден вълнов фронт могат да се разглеждат като точкови източници на вторични сферични вълни, които се разпространяват само по посока на първичната вълна с характерната за вълните в дадена среда скорост. Вълновият фронт след време представлява повърхност допирателна към фронтовете на вторичните вълни. Всъщност всяка точка от пространството, до която достига фронтът на светлинната вълна, сама става източник на вторични сферични светлинни вълни със същата честота. Всички видове вълни дифрактират т.е. те се отклоняват от праволинеиното си разпространение когато срещнтат на пътя си преграда или преминат през отвор. Отконението зависи от дължината на вълната и от размера на преградата : колкото е по-голяма дължината на вълната, толкова по-силно се огъва вълната. Явлението дифракция на светлината се състой в това, че при преминаването и през малки отвори или покраи краищата на непрозрачни прегради тя изпитва отклонение от праволинеиното си разпространение. Ако поставим екран зад отвор върху него ще се наблюдават редуване на максимуми и минимуми на осветеност на екрана от такъв характер, както при интерференция на кохерентни вълни. Те се наричат дифракционни максимуми и минимуми на светлината или светлни и тъмни участъци, наречени дифракционни ивици. Това позволява да се направи извод, че природата на явленията дифракция и интерференция на светлината е една и съща. А причината за наличието им е вълновата природа на светлината. Отворът или преградата се явяват като източници на нови вълни, разпространяващи се във всички посоки - в пълно съответствие с принципа на Хюйгенс – Френел. Явлението дифракция на светлината ясно се наблюдава при размери на отвора, съизмерими с дължината на светлинната вълна. При преминаване на светлината през отвор и покрай прегради с размери от порядъка на дължината на светлинните вълни не може да се приложи геометричната отпика за описване разпространение на светлината в пространството. В тези случаи се разглежда вълновата прирова на светлината. Дифракционната решетка представлява съвкупност от голям брой много тесни отвори, разделени от непрозрачни прегради. Те представляват редуващи се малки участъци, отразяващи насочено светлината и такива, отразяващи дифузно светлината. Съгласно принципът на Хюйгенс – Френел всеки отвор на решетката става източник на сферични вълни. Излъчените от товорите вълни са кофетентни. При наслагването на тези вълни се разпространяват едновременно в пространството така че се получава интерференчна картина. Максимумите и минимумите на дифракционната картина съдържат целия спектър на бялата светлина и те се наричат дифракционни спектри. Поради това, че положението на всеки дифракционен максимум зависи от дължината на вълната, дифракционната решетка притежава свойството да разлага бялата светлина в спектър. Дифракционните спектри са по-качествени от спектрите, получени с призма. Явлението дифракция на светлината се използва за определяне дължината на светлнинните вълни и за получаване на спектри. Изтчници, които излъчват съгласувано, се наричат кохерентни източници, а излъчените от тях вълни-кохерентни вълни. Когото честотите на вълните са еднакви и вълните се излъчват съгласувано от източниците им интерференчната картина е постоянна. Съгласувано излъчват източници, когато фронтовете на излъчваните от тях вълни са едновременни или вълновият фронт н авълната от единия източник изпреварва вълновия фронт на вълната от другия източник с точно определен интервал от време.
Много от атмосферните явления така са навлезли в нашето ежедневие поради честото си появяване, че ние ги считаме за "най-обикновени" и не им обръщаме внимание. Така например никой не нарича необикновено явление синия цвят на небето, червения и уголемен диск на Луната и Слънцето при изгрев и залез, блещукането на звездите и др., макар че малцина биха дали правилен отговор на въпроса за причините, които ги предизвикват. Понякога обаче тези обикновени явления стават "необикновени": червеният диск на залязващото Слънце е причудливо деформиран; на небето се появяват няколко слънца; наред с обикновената дъждовна дъга се появява друга, която може и да пресича първата; във въздуха се виждат дървета, постройки, или даже цели селища; в облаците се движат сенки и "призраци", и много други. Там, където тези явления се наблюдават извънредно рядко, те наистина са необикновени. В същото време за други места, поради честото си появяване, са станали обикновени. И така, като говорим за "необикновени" явления в атмосферата, това не значи, че при тяхното появяване са намесени някакви свръхестествени сили, а само, че на пръв поглед те наистина са загадъчни и необясними. Днес, когато науката е достигнала такова голямо развитие, всеки човек трябва да има правилно разбиране за тези "обикновени" и "необикновени" явления, които той наблюдава ежедневно във въздушния океан – атмосферата
Астрономична рефракция
Обикновено сме свикнали да считаме, че светлината се разпространява в атмосферата по права линия. В действителност това не е така. Пътят на светлинния лъч би бил праволинеен, ако плътността на въздуха беше една и съща от земната повърхност до горната граница на атмосферата. Но, както е известно, атмосферата около Земята се състои от въздушни пластове с различна плътност, която с увеличаване на височината постепенно намалява. При това на 2-3 хиляди километра височина атмосферата постепенно преминава в междупланетното пространство. Схематично можем да си представим атмосферата като съставена от концентрични слоеве с постоянна плътност, като всеки по-долен слой има по-голяма плътност от лежащия над него. фиг.1. Лъч, който идва от Слънцето или звездите, навлизайки в атмосферата, ще преминава от слой с по-малка плътност към слой с по-голяма плътност. Тогава на границата между два слоя той ще се пречупва, като се приближава към перпендикуляра в точката на падането си. Пречупването е толкова по-голямо, колкото разликата в плътностите на двата слоя е по-голяма и лъчът пада по-наклонено към граничната повърхност. Това изкривяване на лъча се нарича рефракция.
Удължаване на деня
Ако си представим слоевете, на които разделихме мислено атмосферата, безкрайно тънки и безкрайно много, пътят на лъча ще бъде непрекъсната крива, обърната с вдлъбнатата си страна към Земята. Ако сме в точка А на земната повърхност (фиг. 1), ще видим Слънцето или друго небесно светило, от което идва лъчът, не в неговата истинска посока АS, а по посока на допирателната в точка А към истинския път на лъча. С други думи, ще видим небесното светило по-високо, отколкото е в действителност. Разликата между истинското и видимото положение ще бъде най-голяма при изгрев и залез, когато то е близо до хоризонта. Когато е в зенита отклонение няма, защото лъчите падат перпендикулярно на границите между слоевете и не се пречупват. Ние виждаме Слънцето известно време, след като то фактически е залязло зад хоризонта, и известно време преди действителното му изгряване. В резултат на това денят се удължава. Това удължение е най-малко около екватора на Земята. В средните географски ширини то достига десетина минути. В полярните области, където равнината на видимото движение на Слънцето сключва много малък ъгъл с хоризонта, продължителността на полярния ден може да се увеличи поради рефракцията с няколко денонощия.
Сплеснат диск на Слънцето и Луната при хоризонта
Ако внимателно се вгледаме в диска на Слънцето при изгрев или залез, ще забележим, че той не е правилен кръг, а е сплеснат във вертикална посока. Поради рефракцията на лъчите, която е най-голяма непосредствено до хоризонта и бързо намалява с отдалечаване от него, долният край на Слънцето се оказва "повдигнат" повече отколкото горния, в резултат на което диаметърът на диска във вертикална посока намалява с около 1/5 и той ни изглежда сплеснат. Същото се наблюдава и с диска на Луната.
Блещукане на звездите
В ясна и безлунна нощ, спирайки за по-дълго време погледа си върху някоя от по-ярките звезди, например Сириус, който през зимните месеци е съвсем близо до хоризонта, забелязваме как леко трепти, променяйки същевременно яркостта и цвета си. Казва се, че звездата блещука. Причините за това явление не са някакви изменения в звездата, а промените, които търпи светлинният лъч при преминаването си през атмосферата. Ако атмосферата беше в абсолютен покой, то ние не бихме и забелязали, че виждаме небесното светило не на истинското му място, а по-високо поради рефракцията. Но тъй като въздухът е в непрекъснато движение, което води до разместване на слоевете, то идващите от звездите светлинни лъчи при преминаването си през атмосферата ще бъдат подложени на случайни смущения и ще се пречупват повече или по-малко, в резултат на което звездата леко ще трепти, изменяйки постоянно своето видимо положение на небето. Това трептене е най-силно когато звездата е близо до хоризонта. С рефракцията се обяснява и промяната на яркостта и цвета на звездите. При сравнително спокойна атмосфера, вследствие на дисперсията на светлината, идваща от звездата (разлагането на бялата светлина на съставните и цветове при изкривяване на лъчите в атмосферата), последната би изглеждала леко разтеглена във вид на лентичка с подредени един след друг цветове - най-отгоре червеният, а най-долу виолетовият. Но тъй като атмосферата е в непрекъснато движение, то различните цветни лъчи достигат до окото на наблюдателя по различни пътища. Наслагвайки се, те най-често дават бяла светлина с по-голяма или по-малка яркост в зависимост от състоянието на атмосферата.
Земна рефракция
При определени метеорологични условия, най-често при сравнително тихо време, се създават условия за плавно изменение на плътността на въздуха с височината над големи площи - намаляване или увеличаване. В такъв случай светлинните лъчи, идващи в окото на наблюдателя от земни източници на светлината или от различни предмети, се закривяват, обръщайки вдлъбнатата или изпъкналата си страна към Земята в зависимост от това, дали плътността на въздуха намалява или расте с височината. В този случай казваме, че имаме земно изкривяване или земна РЕФРАКЦИЯ.
"Потъване" или "издигане" на хоризонта
В изключително редки случаи в дни с много добра видимост се наблюдава забележително явление: на хоризонта ясно се виждат различни обекти, като високи дървета, постройки и др., които при обикновени условия не се виждат. Създава се впечатление, че възвишенията, които са ги закривали, са станали по-ниски и са ги открили за погледа ни. Дори ни се струва, че тези обекти са съвсем близо до нас. Ако обаче на око измерим разстоянието до тях и после го сравним с истинското, ще видим, че сме направили голяма грешка. Обратно, понякога отдалечени от нас обекти, които при нормални условия се виждат, като че ли потъват зад хоризонта, който ни изглежда съвсем близо. Ако например се намираме на морския бряг, то в първия случай можем да видим идващите кораби по-рано, отколкото при нормални условия, а във втория морето ще ни изглежда вдлъбнато вместо изпъкнало, както е в действителност поради кълбовидността на Земята. (картинка)
Тези явления се обясняват с изкривяването на лъчите в атмосферата. Така например, когато ниско до земната или водната повърхност е студено, а нагоре температурата се повишава (плътността на въздуха намалява), светлинен лъч, идващ от обекта, ще се закриви с вдлъбнатата си страна към Земята. Тогава ние ще видим обекта, който при нормални условия е невидим, тъй като поради рефракцията хоризонтът се е "повдигнал".
Миражи
Когато над значителни площи от земната повърхност се създадат условия за бързо намаляване или увеличаване на плътността на въздуха с височината, се наблюдават интересни явления, наречени миражи. Различаваме четири вида миражи:
ГОРЕН МИРАЖ В средните географски ширини, включително и в нашата страна, през зимните месеци на годината има случаи, когато няколко дни поред нощем е ясно и много студено. Поради силното топлинно излъчване от снежната покривка нейната температура спада много ниско. Силно изстиват и долните въздушни слоеве, непосредствено прилепващи до нея, докато по-високите са значително по-топли. Такова изменение на температурата във височина в метеорологията се нарича инверсия. Тя се запазва и известно време след изгрева на Слънцето, докато долните въздушни слоеве се нагреят от нагрятата вече от слънчевите лъчи земна повърхност, издигат се нагоре и се смесят с околния въздух. Тогава един лъч, изхождащ от даден предмет, навлизайки от долните въздушни слоеве с по-голяма плътност към по-горните, в които плътността на въздуха е по-малка, постепенно се закривява. На известна височина той става успореден на земната повърхност, след което се връща към нея. Казва се, че на тази височина е станало пълно вътрешно отражение. Достигайки до Земята, лъчът попада в окото на наблюдателя. Тогава той ще види обекта високо във въздуха в посока, обратна на тази, определена от посоката на лъча преди падането му в окото. Получава се интересна картина-във въздуха се виждат доста ясно обекти: дървета, постройки или даже цели селища, параходи, и др. Наред с образите във въздуха могат да се наблюдават и самите обекти, ако те не са зад хоризонта.
Условия за образуване на горен мираж се създават и в пустините рано сутрин, когато въздухът долу още е много студен поради голямото понижение на температурата през нощта. Тогава пътуващите в пустинята кервани виждат цели оазиси пред себе си. Тези видения ги примамват дълбоко в пустинята и там загиват.
ДОЛЕН МИРАЖ Да си представим, че около обедните часове на горещ летен ден пътуваме с някое превозно средство или пеш по асфалтирано шосе. Изведнъж лентата на шосето пред нас се превръща като че ли в река. Вижда се как синкавата "водна повърхност" леко се вълнува, сякаш подухвана от вятъра. И ако срещу нас се зададе например камион, то заедно с него виждаме и образа му под него, като че ли той наистина върви под водата. Вижда се и образ на крайпътните дървета, също както в реката или езерото се отразяват дърветата на брега. Как се обяснява това явлениеω Асфалтираното шосе през деня силно се нагрява от Слънцето. Нагрява се и непосредствено прилежащият до него въздух, а температурата на по-горните слоеве бързо спада. Тогава един лъч, изхождащ от даден обект, по посока към Земята ще навлиза от по-плътните горни въздушни слоеве към долните, плътността на които бързо намалява, и ще се изкривява, обръщайки изпъкналата си страна към Земята, докато най после, след пълно вътрешно отражение, се обърне нагоре. А наблюдателят вижда предмета по посока на обърнатия лъч, т. е. заедно с обекта вижда и образа му под него. И понеже в атмосферата винаги има, макар и слаби движения, образът на небето леко се вълнува и създава впечатление на леко вълнуваща се водна повърхност.
СТРАНИЧЕН МИРАЖ
От разгледаните два вида миражи става ясно, че ако мислено си представим земната повърхност изправена отвесно, то вместо над или под истинския обект неговите образи ще се появяват встрани от него, вляво или вдясно. В случая казваме, че имаме страничен мираж. Условията за такъв мираж се създават например около нагретите фабрични комини и други отвесни нагрети стени.
СЛОЖЕН МИРАЖ. ФАТА МОРГАНА При описаните дотук условия на мираж имахме плавно намаляване или увеличаване на плътността на въздуха във височина. Понякога поради различни причини това изменение става неравномерно и тогава се създават условия за наблюдаване на многократен горен мираж: над обекта се виждат няколко негови образа, при това някои обърнати. Когато тези образи, съответно уголемени, се наслагат един върху друг, се получава една фантастична картина. Понякога това са цели градове с грамадни постройки, светещи прозорци, дървета и т.н. Този сложен мираж носи специалното име "Фата моргaна". В миналото са смятали, че това е дело на магьосницата Моргана.
Необходимо условие за наблюдението на миражите е времето да бъде тихо. В противен случай вятърът размесва различните въздушни слоеве и миражи не се наблюдават.
Брокенов призрак.
Това явление носи името си от планината Брокен в Германия, където най-често е било наблюдавано. В планинските места сутрин или вечер, когато Слънцето е ниско до хоризонта, а на срещуположната му страна има екран от облаци или мъгла, местните жители или туристи понякога виждат върху този екран огромни човешки сенки, в някои случаи доста ясно очертани. Понякога около главите на фигурите се виждало цветно сияние, подобно на това, което се рисува около главите на светците по иконите. Това е карало хората да вярват, че на небето се явяват пратеници на бога. Това явление се е наблюдавало и в България - в Стара планина, Пирин и Рила. Обяснение на това внушително и на пръв поглед загадъчно явление е много просто. Случайно в момента на изгрева или залеза на Слънцето на някой от най-високите върхове на планината се е намирал човек. Понеже Слънцето е ниско, неговата сянка се проектира направо върху облака, съответно уголемена като върху екран. Един турист, за да се увери, че върху облака вижда собствената си сянка, започнал да подскача и да хвърля шапката си нагоре. Сянката повтаряла всяко негово движение.
Разсейване на светлината в атмосферата и свързаните с това явления
Светлинните лъчи, преминавайки през атмосферата, не само се изкривяват, но и се разсейват от молекулите на въздуха и намиращите се в него малки водни капчици и прашинки. Това разсейване е причина за множество явления, на повечето от които ние почти не обръщаме внимание поради това, че дълбоко са навлезли в нашето ежедневие.
Синият цвят на небето
Може би няма атмосферно явление, което човек да е наблюдавал по-често в живота си, от красивия син цвят на небето встрани от Слънцето. Но въпреки това столетия наред не е могло да се разгадае тайната на тази окраска на небето. Предполагало се е например, че самата атмосфера във височина е оцветена в синьо. Но ако това беше така, ние щяхме да виждаме небесните светила сини, каквито изглеждат през синьо стъкло. Великият италиански учен и художник Леонардо да Винчи е смятал, че небето е синьо, защото бялата слънчева светлина възприемаме на фона на черното космическо пространство. Известно е обаче, че при смесването на черен и бял цвят се получава сив, така че това схващане е неправилно. Едва в края на миналия век беше дадено правилно научно обяснение на това явление. Установи се, че причината за него се крие в разсейването на слънчевите лъчи преди всичко от молекулите на въздуха и от частиците, намиращи се във въздуха. Когато слънчевите лъчи падат върху молекулите или частиците, те се разсейват във всевъзможни направления. Но бялата светлина е съставена от 7 основни цвята: червен, оранжев, жълт, зелен, небесно син, син и виолетов. Оказва се, че различните цветни лъчи се разсейват в различна степен - най-много виолетовите, а най-малко червените. Приближавайки се към Земята, преките слънчеви лъчи претърпяват многократно разсейване от въздушните молекули и частици така, че те обедняват на виолетови и сини лъчи, а стават по-богати на червени, оранжеви и жълти. В същото време разсеяните във всички направления сини и виолетови лъчи след многобройни срещи с други молекули рано или късно достигат до земната повърхност от всички страни на небосвода. Тъй като преки лъчи идват в нашето око само откъм страната на Слънцето, то поради това в другите части небето ни изглежда синьо. Въпреки това пряката слънчева светлина не ни изглежда червена, защото все пак в нея са останали достатъчно лъчи от последните три цвята, така че, смесвайки се с другите, образуват бяла светлина.
Заря и зора
Невъзможно е да се опише с думи красотата и многообразието на явленията заря и зора, състоящи се в оцветяване на небосвода над Слънцето при залез и изгрев. Древните гърци са смятали, че сутрин и вечер идва на Земята прекрасната богиня Аврора. Причините за тези явления бяха установени едва след като станаха известни законите за разсейване на светлината в атмосферата. По-горе споменахме, че когато Слънцето е високо над хоризонта, то не ни изглежда оранжево, червено или жълто, защото въпреки по-силното разсейване на сините лъчи, голямо количество от тях все пак остава в пряката светлина и тя изглежда бяла или с жълт оттенък. С приближаването на Слънцето към хоризонта се увеличава пътят, който лъчите изминават в атмосферата. Когато слънцето е на самия хоризонт, лъчите му изминават около 35 пъти по-дълъг път, отколкото от зенита. Обаче колкото по-дълъг път изминат лъчите в атмосферата, толкова повече те се разсейват и отслабват. Затова при изгрев и залез може да се гледа срещу Слънцето без опасност за повреждане на очите. Поради това, че най-много се разсейват виолетовите и сините лъчи, след като са изминали такъв дълъг път в атмосферата, те са успели напълно да се разсеят. Тогава до нас достигат само червените и оранжевите лъчи. Затова при изгрев и залез виждаме диска на Слънцето и Луната червени. Щом по-долните атмосферни слоеве се огряват от червените лъчи на залязващото или изгряващото Слънце, то ясно е, че общата окраска на небосвода ще бъде червена. В действителност на този общ фон имаме богато разнообразие на цветове. На голяма височина атмосферата е чиста и почти не съдържа прах и водни капки. Там разсейването става от молекулите на въздуха и е причина за синия цвят на небето. На по-малка височина съдържанието на прах и водни капки е по-голямо. Те също разсейват най-много сините лъчи, но не толкова, колкото въздушните молекули. Поради това цветът на тези слоеве е бледосин или даже зеленикав. Най-после долните въздушни слоеве съдържат най-много прах и големи водни капки, които почти еднакво разсейват всички видове лъчи. Но поради дългия път, изминат от тях в атмосферата, в края на краищата тези слоеве са оцветени предимно в червени, оранжеви и жълти тонове. Във всеки отделен случай съчетаването на цветовете зависи от метеорологичните условия и характера на въздушните маси.
Светлинни явления в облаците
Облаците в атмосферата се състоят от водни капки, ледени кристалчета или двете заедно, в зависимост от това, на каква височина над Земята се намират. Преминаването на светлинните лъчи през тях е свързано с редица красиви явления, повечето от които са ни добре познати.
Дъждовна дъга
Дъждовната дъга се появява толкова често, че едва ли има някой, който да не я е виждал. Но макар и толкова често явление, никога не се наблюдават две абсолютно еднакви дъги. Броят на цветовете в тях, яркостта на отделните цветове и тяхната променливост, широчината на дъгата и др. зависят от метеорологичните условия, които никога не могат да се случат абсолютно еднакви. Обяснението на детайлите в дъгата е предмет на сложна математическа теория, разработена през последните години от съветският учен К. С. Шифрин. Дъждовната дъга, както всеки е забелязал, се появява когато на едната страна на небосвода има облаци и вали, а на срещуположната грее слънце. Тогава, като се застане с гръб към него, почти винаги може да се види дъгата. На външната, изпъкнала страна се намира червеният цвят, следван от оранжевия, жълтия и т.н., а на вътрешната - виолетовият. Обаче наблюдаването на всичките седем цвята на дъгата е рядкост, обикновено преобладава някой от тях. Колкото Слънцето е по-близко до хоризонта, толкова дъгата е по-голяма, а с издигането му тя като че ли постепенно се потопява зад хоризонта и около обедните часове не се наблюдава. Тези особености на дъгата се обясняват с пречупването, разлагането и отражението на светлината от дъждовните капки в атмосферата. Когато един светлинен лъч падне върху дъждовна капка, най-много се отклоняват от първоначалната си посока след пречупването виолетовите лъчи, а по-малко - червените.
фиг.1. фиг.2. Между тях се намират останалите цветове, на които се разлага белият лъч. Когато достигнат срещуположната част на капката, граничеща с въздуха, те частично се пречупват и напускат капката, а частично се отразяват, оставайки вътре в нея. Отново достигнали граничната повърхност, те се пречупват и я напускат в различни посоки. Такова пречупване и отражение става от всички капки, върху които падат слънчевите лъчи. Върху дадена капка обаче не пада само един лъч, а много лъчи, и то в различни точки от нейната повърхност. Следователно от капката ще излязат множество цветни лъчи, различно отклонени спрямо първоначалната си посока. Измежду тях съществува един тесен сноп лъчи, в който съставните цветни лъчи най-малко се отклоняват и на излизане от капката са почти успоредни. Според теорията на дъгата продължението на излезлия от капката червен лъч сключва с направлението на първоначалния бял лъч ъгъл 42 градуса, а на виолетовия - 40 градуса. Следователно ъгълът между двата гранични цветни лъча след напускането на капката е 2 градуса. Да си представим, че сме с гръб към Слънцето, а пред нас вали дъжд (фиг.2). Мислената права линия, която съединява Слънцето с окото ни, ще "пресече" небосвода в центъра на дъгата. Да вземем една капка, която се намира на височина 42 градуса над тази права. И тъй като всички лъчи, пречупени през нея и сключващи с посоката на слънчевите лъчи ъгъл 42 градуса са червени, само те ще паднат в окото ни. Всички други лъчи ще минат над окото ни и няма да бъдат видени. Следователно всички капки, разположени както разгледаната спрямо Слънцето и наблюдателя, ще изпращат до нас само червени лъчи. По същия начин се образуват и другите цветове на дъгата. От всичко казано става ясно, че дъгата не се намира на някакво определено място като реален предмет, а положението и зависи от взаимното разположение на Слънцето, наблюдателя и капките. Двама наблюдатели, намиращи се на различни места, виждат не една и съща дъга, а различни дъги, образувани от различни съвкупности от капки. Наблюдател, който се движи, също ще вижда различни дъги.
Двойна дъга
Твърде често наред с основната дъга над нея се наблюдава още една, наречена вторична. Цветовете в нея са обратно разположени на тези в основната и са по-малко ярки. Двете заедно образуват двойна дъга.
Вторична дъга се наблюдава, когато слънчевите лъчи се отразяват вътре в капката два пъти и напускайки я, попадат в окото на наблюдателя. Необходимо е Слънцето да бъде на определена височина над хоризонта, така че падналите върху долната страна на капката лъчи след двукратно отражение да я напуснат достатъчно наклонени към Земята, за да могат да достигнат до нея. След напускане на капката виолетовите лъчи ще се окажат най-наклонени към Земята, а червените, заедно с останалите, ще се разположат над тях. При това ъгълът между червените и виолетовите лъчи е 3 градуса, а не 2, както при основната.
Хало
Под това име се обединяват редица светлинни явления, наблюдавани най-често поотделно и много рядко заедно, в случаите, когато Слънцето или Луната са покрити от полупрозрачни облаци, състоящи се от ледени кристалчета. Преминавайки през тях, светлинните лъчи се пречупват и разлагат, както това ставаше при капките, и дават различните форми на хало. В метеорологията тези облаци се наричат перести и пересто-слоести. Водната пара е една от съставните части на атмосферата и се съдържа в нея във вид на водни капки и ледени кристали. Известно е, че когато поради ниската температура парата преминава в твърдо състояние, не се образуват безформени парчета лед, а кристалчета с най-различна форма. Такива кристали с форма на шестостенна призма се съдържат в пересто-слоестите облаци и затова хало се наблюдава само при тях. На излизане от кристала лъчът променя първоначалната си посока, сключвайки с нея някакъв ъгъл. При това е разложен на съставните си цветни лъчи. Измежду тези ъгли, както и при образуването на дъгата, има един минимален, който при въртенето на шестостенната призма-кристал около нейната ос, се изменя много бавно. В математическата теория на това явление се доказва че, ако пречупващият ъгъл е 60 градуса, ъгълът на отклонението ще бъде 22 градуса.
КРЪГ С РАДИУС 22 ГРАДУСА Всеки от съдържащите се огромен брой шестостенни ледени кристали в облака ще изпраща във всевъзможни посоки цветни лъчи. Част от тях попадат и в окото на наблюдателя, обуславяйки общата яркост на облака. Измежду огромния брой кристали винаги ще се намери достатъчно голямо количество, ориентирани така, че напусналите ги лъчи да бъдат минимално отклонени от първоначалната си посока. Попаднали в окото на наблюдателя, те ще се задържат по-дълго време в него. Това ще бъдат кристалите, разположени по една окръжност с център Слънцето и радиус, който се определя от минималния ъгъл на отклонение - 22 градуса. Кръгът е оцветен откъм вътрешната страна в червено, а отвън - виолетово.
КРЪГ С РАДИУС 46 ГРАДУСА Има същото разположение на цветовете. но е по-голям. Тъй като изисква широка площ, заета от еднороден по строеж облак, обикновено се наблюдават само части от него. Образува се при пречупващ ъгъл 90 градуса (например когато лъчите влизат през основата, а излизат през някоя от стените на кристала).
ХОРИЗОНТАЛЕН БЯЛ КРЪГ Разположен е на височината на Слънцето и успоредно на него. Бял е, защото лъчите не се пречупват и разлагат, а само се отразяват. Ако пресече кръговете с радиуси 22 и 46 градуса, ще видим множество слети образи на Слънцето, образуващи светлия бял кръг.
"Летящи чинии" През 1947 г. един американец съобщил, че по време на полет със самолет е забелязал необикновени предмети във въздуха, наподобяващи група самолети, движещи се с невероятно голяма скорост. Нарекъл ги "летящи чинии". След това в печата се появяват множество съобщения за такива тайнствени летящи тела. Някои предполагаха, че това са нови военни машини, а други ги смятаха за космически кораби от Марс. Всичко това обаче е зрителна измама. Причините за нея могат да бъдат някоя от формите на хало, обикновен самолет при специални условия на осветление, ярка следа от метеор, непрекъснато деформираща се и т. н.
Венци
Наблюдават се около Слънцето, Луната и някои по-ярки звезди, когато са закрити от тънка пелена от водни или ледени облаци. Представляват непосредствено разположени до светилото или малко отдалечени от него цветни пръстени. От вътрешната страна е разположен синият, а от външната червеният цвят (обратно на кръговете на хало). Това е така, защото причина за венците е дифракцията на светлината (отклонението на лъчите при преминаването им през тесни отвори). При венците лъчите преминават между облачните капчици и ледените кристалчета, които трябва да бъдат приблизително еднакви по големина.
Глория
При Брокенов призрак около главата на сянката може да се наблюдава ярко сияние, подобно на венците. Обяснява се с разсейването на светлината и дифракцията.
Иризиращи облаци
При ниско и високо Слънце над хоризонта високите облаци, които го покриват, понякога са красиво оцветени с нежно преливащи се един в друг цветове. Наричат ги още седефени облаци. По-плътните облаци от вида на слоесто-кълбестите и подобните на тях имат така ослепително блестящи краища, че с просто око е трудно да се гледа срещу тях. Понякога цветовете са подредени в ивици, както при дъгата. Такива облаци се образуват при отражение на слънчевата светлина от различните части на правилно ориентирани ледени пластинки и наслагване на падналите в окото отразени лъчи (интерференция).
Задоблачно сияние
При ниско до хоризонта Слънце, закрито от плътни облаци преди или след дъжд (когато в атмосферата има голямо количество водни капки), понякога се наблюдава как от облака във всички посоки излизат снопове лъчи, отделени с тъмни ивици. Някои народи казват в такива случаи, че Слънцето "пие вода", или "стои на краката си". Причина за това явление е неравномерното разпределение на облачните частици. Там, където тяхната концентрация е по-голяма, те хвърлят сянка и обратно.
Полярни сияния
Няма съмнение, че най - величествените по своята красота и мащаби атмосферни явления са полярните сияния. Разбира се, никаква рисунка или фотография, а още по малко словесно описание е в състояние да предаде действителната красота на това природно явление. Понякога неправилно се наричат "Северни сияния", защото честотата на появяването им е по-голяма и най-добре се проявяват в полярните области - около северния и южния магнитен полюс (до 100 дни през годината), но се наблюдават и в по-малките широчини (също и в България). Полярно сияние е било наблюдавано и на екватора (м. януари, 1909 г.), а на широчината на Москва се наблюдават веднъж на 10 - 15 години. Полярните сияния представляват светене на силно разредените газове в горните слоеве на атмосферата. Установено е, че появяването им е съпроводено с така наречените магнитни бури, които предизвикват кратковременни, но значителни изменения на магнитното поле на Земята. Появяването на магнитните бури е свързано с повишена слънчева активност, по време на която върху повърхността на Слънцето се появяват огромни петна и в космическото пространство се изхвърлят мощни потоци от заредени частици (корпускулярно лъчение), които се движат с огромни скорости. Дълго време, преди да навлязат в земната атмосфера, те попадат "в плен" на магнитното поле на Земята и се отклоняват към полюсите, където полето е най-силно. Магнитното поле на тези движещи се заредени частици (като своеобразен електричен ток) се наслагва с магнитното поле на Земята и предизвиква магнитни бури. Тези заредени частици, съсредоточени от земното магнитно поле в полярните области, при среща с молекулите на въздуха и при ударите им с тях предизвикват процеси, съпроводени с излъчване на разноцветна светлина. С това се обяснява красивото сияние. Поради голямата скорост на частиците, с която те навлизат в пространството около Земята, магнитните полюси не са успели да ги съберат само в областите около тях. Те проникват и по на юг, в средните, а понякога и в ниските географски ширини, и предизвикват редките за тези места полярни сияния. Някои учени допускат, че полярните сияния се дължат и на краткотрайни избухвания на ултравиолетовата радиация на Слънцето, която силно йонизира високите въздушни слоеве, а електрически натоварените частици под влияние на земното магнитно поле се отклоняват към полярните области. Полярните сияния се отличават с голямо разнообразие на формите и характера на появяване. Полярните сияния във вид на драперии са най-красивата форма. Това са истински огромни светлинни завеси от отделни вертикални тъкани и светли ивици с постоянно менящи се цвят и яркост и леко полюляващи се, като че ли са подухвани от вятъра. Отделните ленти са оцветени жълто или жълтозелени, а долните им части понякога са тъмночервени. Характерно е, че долната граница е рязко очертана на тъмния фон на небето, като че ли отрязана с ножица. Друга добре известна форма на полярните сияния е тази, подобна на прожекторни снопове. Светлите ивици не са с лъчиста структура. Техният наклон спрямо хоризонта и яркостта им се менят, а цветът постепенно преминава от оранжево жълт към червен и бледозелен. Неосведоменият наблюдател може да си помисли, че това е светлина от няколко прожектора, намиращи се зад хоризонта. Полярните сияния често възникват и във вид на дъга над хоризонта като огромна арка. Откъм вдлъбнатата си страна тя е рязко ограничена от тъмното небе, а външната завършва с множество тънки лъчи, подобни на ресни, които понякога може и да ги няма. Наред с тези ясно изразени форми се наблюдават и различни комбинации от тях, а също така безформено сияние, неподвижно или пулсиращо. Сиянията с правилна характерна форма възникват между 90 и 200 км, а останалите между 200 и 1000 км. |
|
