Удаан хугацааны турш аймшигт дүрүүд, агаарт анивчсан дүрсүүд, хүмүүсийг сандаргаж, айдаст автуулсан. Өнөө үед эрдэмтэд байгалийн олон нууц, тэр дундаа оптик үзэгдлүүдийг илчилсэн. Тэдний мөн чанар нь эрт дээр үеэс судлагдсан байгалийн нууцыг гайхшруулдаггүй. Өнөөдөр ахлах сургуульд оптик үзэгдлийг 8-р ангид физикийн хичээлээр заадаг тул ямар ч сурагч тэдгээрийн мөн чанарыг ойлгох боломжтой.
Үндсэн ойлголт
Эртний эрдэмтэд хүний нүд хамгийн нарийхан тэмтрүүлтэй зүйлийг мэдрэх замаар хардаг гэж үздэг. Тэр үед оптик бол харааны судлал байсан.
Дундад зууны үед оптик нь гэрэл ба түүний мөн чанарыг судалдаг байв.
Өнөөдөр оптик нь янз бүрийн орчинд гэрлийн тархалт, түүний бусад бодисуудтай харилцан үйлчлэлийг судалдаг физикийн нэг хэсэг юм. Алсын хараатай холбоотой бүх асуудлыг физиологийн оптик судалдаг.
Оптик үзэгдлүүд нь гэрлийн цацрагийн янз бүрийн үйлдлүүдийн илрэл юм. Тэдгээрийг агаар мандлын оптик судалдаг.
Агаар мандал дахь ер бусын үйл явц
Дэлхий гараг агаар мандал гэж нэрлэгддэг хийн бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн байдаг. Түүний зузаан нь хэдэн зуун километр юм. Дэлхийд ойртох тусам агаар мандал илүү нягт, чиглэлтэй байдагдээшээ сийрэг байна. Агаар мандлын бүрхүүлийн физик шинж чанар нь байнга өөрчлөгдөж, давхаргууд нь холилдсон байдаг. Температурыг өөрчлөх. Нягт, ил тод байдал.
Гэрлийн туяа нар болон бусад селестиел биеэс дэлхий рүү чиглэнэ. Тэд дэлхийн агаар мандлаар дамждаг бөгөөд энэ нь тэдний хувьд тодорхой оптик систем болж, шинж чанарыг нь өөрчилдөг. Гэрлийн туяа тусгаж, тарааж, агаар мандлаар дамжин өнгөрч, дэлхийг гэрэлтүүлдэг. Тодорхой нөхцөлд цацрагийн зам нь нугалж, янз бүрийн үзэгдэл үүсдэг. Физикчид хамгийн анхны оптик үзэгдлийг авч үздэг:
- нар жаргах;
- солонгын харагдах байдал;
- хойд гэрэл;
- мираж;
- гал.
Тэднийг сайтар харцгаая.
Нарыг тойрсон гало
Грекээр "halo" гэдэг үг нь "тойрог" гэсэн утгатай. Үүний үндэс нь ямар оптик үзэгдэл вэ?
Гало гэдэг нь агаар мандалд өндөрт орших үүлний талстуудад үүсдэг цацрагийн хугарал, тусгалын үйл явц юм. Энэ үзэгдэл нь харанхуй интервалаар хязгаарлагддаг нарны ойролцоо гэрэлтдэг туяа мэт харагдаж байна. Гало нь ихэвчлэн циклонуудын өмнө үүсдэг ба тэдгээрийн урьдал нь байж болно.
Усны дусал агаарт хөлдөж, зургаан талтай зөв призм хэлбэртэй болдог. Агаар мандлын доод давхаргад мөстөж буй мөсийг хүн бүр мэддэг. Дээд талд ийм мөсөн зүү нь босоо чиглэлд чөлөөтэй унадаг. Талст мөсөн хэсгүүд эргэлдэж, газарт бууж, зэрэгцээ байрлалтай байдаг.дэлхийтэй харилцах. Хүн линзний үүрэг гүйцэтгэж, гэрлийг хугалах талстуудаар дамжуулан алсын хараагаа чиглүүлдэг.
Бусад призмүүд хавтгай эсвэл зургаан цацрагтай од шиг харагддаг. Кристалууд дээр унасан гэрлийн туяа хугардаггүй эсвэл бусад олон процессыг мэдрэхгүй байж болно. Бүх үйл явц тод харагдах нь ховор тохиолддог, ихэвчлэн үзэгдлийн аль нэг хэсэг нь илүү тод харагддаг бол бусад нь муу дүрслэгддэг.
Бяцхан гэрэлт цагиргууд нь нарны эргэн тойронд 22 градусын радиустай тойрог юм. Тойргийн өнгө нь дотроосоо улаавтар, дараа нь шар, цагаан болж урсаж, хөх тэнгэртэй холилдоно. Тойргийн дотоод хэсэг нь харанхуй байна. Энэ нь агаарт нисч буй мөсөн зүү дэх гэрлийн хугарлын үр дүнд үүсдэг. Призм дэх цацрагууд 22 градусын өнцгөөр хазайдаг тул талстуудыг дайран өнгөрсөн цацрагууд ажиглагчид 22 градусаар хазайсан мэт харагдана. Тиймээс дотоод засал нь бараан харагдаж байна.
Улаан өнгө нь хугаралт багатай бөгөөд нарнаас хамгийн бага хазайлтыг харуулдаг. Дараагийнх нь шар өнгөтэй. Бусад туяа холилдож, цагаан өнгөтэй харагдана.
22 градусын эргэн тойронд 46 градусын цагираг бий. Нар руу 90 градусын өнцөгт байрлах мөсөн зүүнд гэрэл хугардаг тул дотоод хэсэг нь мөн улаан өнгөтэй байна.
90 градусын гэрэлт цагиргийг бас мэддэг, бага зэрэг гэрэлтдэг, бараг өнгөгүй эсвэл гадна талдаа улаан өнгөтэй байдаг. Эрдэмтэд энэ сортыг бүрэн судлаагүй байна.
Сарыг тойрон галоболон бусад зүйл
Энэ оптик үзэгдэл нь тэнгэрт цайвар үүлс, олон жижиг талст мөсөн бүрхүүл байх үед ихэвчлэн ажиглагддаг. Ийм болор бүр нь нэг төрлийн призм юм. Үндсэндээ тэдний хэлбэр нь сунасан зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг. Гэрэл урд талст бүсэд орж, эсрэг хэсгээс гарахад 22 градусаар хугарна.
Өвлийн улиралд гудамжны гэрлийн дэргэд хүйтэн агаарт гэрэлт цагираг харагддаг. Энэ нь дэнлүүний гэрлээс харагдаж байна.
Нарны эргэн тойронд гэрэлт цагираг мөн хүйтэн цастай агаарт үүсч болно. Цасан ширхгүүд агаарт байдаг, гэрэл үүлний дундуур дамждаг. Оройн нар жаргах үед энэ гэрэл улаан болж хувирдаг. Өнгөрсөн зуунд мухар сүсэгтнүүд ийм үзэгдлээс айдаг байсан.
Гэрэлт цагираг нь нарыг тойрон солонго өнгөтэй тойрог шиг харагдаж магадгүй. Агаар мандалд зургаан нүүртэй олон талст байдаг ч тэдгээр нь тусгадаггүй, харин нарны цацрагийг хугардаг бол энэ нь гарч ирдэг. Ихэнх цацрагууд тархсан, бидний нүдэнд хүрэхгүй. Үлдсэн цацрагууд нь хүний нүдэнд хүрдэг бөгөөд бид нарны эргэн тойронд цахилдаг тойрог байгааг анзаардаг. Түүний радиус нь ойролцоогоор 22 градус буюу 46 градус байна.
Худал нар
Эрдэмтэд гало тойрог нь хажуу талдаа үргэлж илүү гэрэлтдэг болохыг тэмдэглэжээ. Үүнийг босоо болон хэвтээ гэрэлт цагиргууд энд нийлдэгтэй холбон тайлбарлаж байна. Тэдний уулзвар дээр хуурамч нар гарч ирж болно. Энэ нь ялангуяа нар тэнгэрийн хаяанд ойрхон байх үед ихэвчлэн тохиолддог бөгөөд энэ үед бид босоо тойргийн хэсгийг харахаа больсон.
Хуурамч нар бол бас оптик үзэгдэл, нэг төрлийн гало юм. Үүнээс болж харагдаж байнахадаас шиг хэлбэртэй зургаан нүүртэй мөсөн талстууд. Ийм талстууд агаар мандалд босоо чиглэлд эргэлдэж, хажуугийн нүүрэнд гэрэл хугардаг.
Хэрэв жинхэнэ нарны дээгүүр гало тойргийн гадаргуугийн хэсэг л харагдаж байвал гурав дахь "нар" үүсч болно. Энэ нь нумын сегмент эсвэл ойлгомжгүй хэлбэрийн гэрэлтдэг цэг байж болно. Заримдаа хуурамч нар жинхэнэ нарнаас ялгагдахын аргагүй хурц гэрэлтдэг.
Солонго
Энэ бол өөр өөр өнгө бүхий бүрэн бус тойрог хэлбэртэй агаар мандлын оптик үзэгдэл юм.
Эртний шашнууд солонгыг тэнгэрээс газар хүртэлх гүүр гэж үздэг байв. Аристотель солонго нь нарны гэрлийн дуслын тусгалаас болж үүсдэг гэж үздэг. Ямар оптик үзэгдэл хүнийг солонго шиг баярлуулж чадах вэ?
17-р зуунд Декарт солонгын мөн чанарыг судалжээ. Хожим нь Ньютон гэрлээр туршилт хийж, Декартын онолыг баяжуулсан боловч хэд хэдэн солонго үүссэн, тэдгээрт бие даасан өнгөний сүүдэр байхгүй байгааг ойлгож чадаагүй юм.
Солонгын бүрэн онолыг 19-р зуунд Английн одон орон судлаач Д. Эри танилцуулсан. Тэр бол солонгын бүх үйл явцыг илчилж чадсан хүн юм. Түүний боловсруулсан онолыг өнөөдөр ч хүлээн зөвшөөрсөөр байна.
Нарны эсрэг талын тэнгэрийн бүсэд нарны гэрэл борооны усны хөшиг рүү тусахад солонго үүснэ. Солонгийн төв нь нарны алслагдсан хэсэгт байрладаг, өөрөөр хэлбэл хүний нүдэнд харагдахгүй байдаг. Солонгийн нум нь энэ төв цэгийг тойрсон тойргийн хэсэг юм.
Солонгон дээрх өнгийг тодорхой дарааллаар байрлуулсан. Тэр тогтмол. Дээд ирмэг дээр улаан, доод талд нил ягаан байна. Тэдний хооронд өнгө нь хатуу зохицуулалттай байдаг. Солонго нь одоо байгаа бүх өнгийг агуулдаггүй. Ногоон өнгө давамгайлж байгаа нь таатай цаг агаарт шилжиж байгааг илтгэнэ.
Аврора Бореалис
Энэ нь нарны салхины атом ба элементүүдийн харилцан нөлөөллийн улмаас агаар мандлын дээд соронзон давхаргад гэрэлтэж буй гэрэл юм. Аврора нь ихэвчлэн ногоон эсвэл цэнхэр өнгөтэй, ягаан, улаан өнгөтэй байдаг. Тэдгээр нь тууз эсвэл толбо хэлбэртэй байж болно. Тэдний тэсрэлт ихэвчлэн шуугиантай дуу чимээ дагалддаг.
Мираж
Энгийн гайхамшигт хууран мэхлэлт ямар ч хүнд танил байдаг. Жишээлбэл, халсан асфальт дээр жолоодох үед усны гадаргуу шиг сармагчин гарч ирдэг. Энэ нь хэнд ч гайхах зүйл биш юм. Гайхамшигт үзэгдлийн дүр төрхийг ямар оптик үзэгдэл тайлбарладаг вэ? Энэ асуудлыг илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
Мираж гэдэг нь агаар мандал дахь оптик физик үзэгдэл бөгөөд үүний үр дүнд нүд нь ердийн нөхцөлд харагдахгүй байгаа объектуудыг хардаг. Энэ нь гэрлийн цацраг нь агаарын давхаргуудаар урсах үед хугардагтай холбоотой юм. Хэт хол зайд байгаа объектууд нь жинхэнэ байрлалтайгаа харьцуулахад дээшлэх эсвэл унах, эсвэл гажуудсан, хачин жигтэй хэлбэрт орж болзошгүй.
Эвдэрсэн Сүнс
Энэ бол нар жаргах эсвэл нар мандахад өндөрт байгаа хүний сүүдэр ойролцоох үүлэн дээр буухдаа үл ойлгогдох харьцаатай болдог үзэгдэл юм. Үүнийг тайлбарлавманантай нөхцөлд гэрлийн туяа усны дуслуудаар тусах, хугарах. Энэ үзэгдлийг Германы Харз уулсын нэг өндөрлөгөөс нэрлэжээ.
Гэгээн Элмогийн гал
Эдгээр нь далайн хөлөг онгоцны тулгуур дээрх цэнхэр эсвэл нил ягаан өнгийн гэрэлтдэг багс юм. Уулархаг өндөрлөг, гайхалтай өндөр барилга дээр гэрэл гарч ирж болно. Энэ үзэгдэл нь цахилгаан хурцадмал байдал нэмэгдэж байгаатай холбоотойгоор дамжуулагчийн төгсгөлд цахилгаан гүйдэл үүсдэг.
Эдгээр нь 8-р ангийн хичээл дээр авч үзсэн оптик үзэгдлүүд юм. Оптик төхөөрөмжүүдийн талаар ярилцъя.
Оптик дахь дизайн
Оптик төхөөрөмжүүд нь гэрлийн цацрагийг хувиргадаг төхөөрөмж юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь ихэвчлэн харагдахуйц гэрэлд ажилладаг.
Бүх оптик төхөөрөмжийг хоёр төрөлд хувааж болно:
- Дэлгэцэн дээрх зургийг авах төхөөрөмжүүд. Эдгээр нь камер, кино камер, проекцийн төхөөрөмж юм.
- Хүний нүдтэй харьцдаг боловч дэлгэцэн дээр зураг үүсгэдэггүй төхөөрөмжүүд. Энэ бол томруулдаг шил, микроскоп, дуран юм. Эдгээр төхөөрөмжийг харааны төхөөрөмж гэж үздэг.
Камер нь хальсан дээрх объектын дүрсийг авахад ашигладаг оптомеханик төхөөрөмж юм. Камерын дизайн нь камер болон линзийг бүрдүүлдэг линзийг агуулдаг. Линз нь хальсан дээр баригдсан объектын урвуу жижиг дүрсийг үүсгэдэг. Энэ нь гэрлийн үйлчлэлээс үүдэлтэй.
Зураг нь эхэндээ үл үзэгдэх боловч хөгжиж буй шийдлийн ачаар харагдах болно. Энэ зургийг гэж нэрлэдэгсөрөг, дотор нь тод газар харанхуй, эсрэгээр нь харагддаг. Гэрэл мэдрэмтгий цаасан дээр сөрөг зүйлээс эерэг зүйлийг хий. Зураг томруулагч ашиглан зургийг томруулна.
Томруулдаг шил нь объектыг харж байхад нь томруулдаг линз буюу линзний систем юм. Томруулдаг шилийг нүдний хажууд байрлуулж, объект тодорхой харагдах зайг сонгоно. Томруулдаг шил ашиглах нь тухайн объектыг харах өнцгийг нэмэгдүүлэхэд суурилдаг.
Өнцөг томруулахын тулд микроскоп ашиглана уу. Энэ төхөөрөмжид объектыг томруулах нь линз ба нүдний шилээс бүрдэх оптик системээс болж үүсдэг. Эхлээд харах өнцөг нь линзээр, дараа нь нүдний шилээр нэмэгддэг.
Тиймээс бид гол оптик үзэгдэл, төхөөрөмжүүд, тэдгээрийн төрөл зүйл, онцлогуудыг авч үзсэн.
