Lekkie słupy na niebie. Słupy świetlne Słupy świetlne na niebie

Słupy świetlne stworzone przez Słońce często mylone są z mistycznymi przejawami boskiego światła, a legendy o ognistych mieczach niebiańskich mieszkańców najprawdopodobniej powstały w wyniku niesamowitego zjawiska naturalnego - kiedy zachodzące lub wschodzące Słońce oświetla chmury cirrus, a słup słoneczny wydaje się aby przywiązać je do ziemi.

Promienie świetlne wpadają do atmosfery naszej planety z prędkością przekraczającą 300 tys. km/s. Zderzając się z powietrzem, często tworzą niezwykłe efekty optyczne i iluzje o niesamowitej urodzie, w tym słupy świetlne, których grubość jest równa średnicy Słońca lub innego źródła światła, które je wygenerowało.

Same słupy świetlne są dość powszechną wersją halo (zjawiska optycznego wokół źródła światła) – a osoby widzące po raz pierwszy takie oddziaływanie kryształków lodu ze światłem ciał niebieskich często mają wątpliwości co do ich naturalnego pochodzenia, tak bardzo przypominają promienie reflektorów.

Są to lekkie słupy na niebie, absolutnie pionowa świecąca kolumna z niewyczerpanym zapasem energii, która rozciąga się od Słońca lub Księżyca do Ziemi lub odwrotnie, do nieba podczas wschodu lub zachodu słońca na niebie (w tym czasie muszą być blisko horyzontu). Obserwator, w zależności od swojego położenia, może obserwować to zjawisko zarówno nad, jak i pod gwiazdą.

Kolejną interesującą cechą słupa światła jest to, że z pewnością będzie miał ten sam kolor, co źródło, z którego promienie go wygenerowały. Na przykład, jeśli Słońce jest czerwone - to czerwone, pomarańczowo - pomarańczowe.

Najczęściej zjawisko to można zaobserwować zimą, w ujemnych temperaturach (poniżej -20°C), kiedy w atmosferze tworzy się ogromna liczba kryształków lodu, zdolnych odbijać promienie świetlne. Często zdarza się, że słupy słoneczne można zobaczyć w wyższych temperaturach (w zależności od innych warunków klimatycznych towarzyszących wydarzeniu).

Edukacja

To niesamowite zjawisko możemy zaobserwować dzięki grze światła z kryształkami lodu, które tworzą się w górnych warstwach atmosfery – najczęściej w chmurach typu cirrus (nawet cirrostratus), które znajdują się w odległości przekraczającej 8 tys. km nad poziomem morza. W zimnych porach roku kryształy te formują się nieco niżej, dzięki czemu słupy świetlne są znacznie łatwiej zauważalne, a w tym okresie przyjmują wyraźniejszy kształt.

Kolumna światła wygląda następująco:

1. Światło Słońca (Księżyca) odbija się od spadających płaskich, sześciokątnych lub kolumnowych maleńkich kryształków lodu. Kiedy spadają, sześciokątne kryształy przyjmują całkowicie płaską, poziomą pozycję. Kolumnowe – wręcz przeciwnie, schodzą w stojących rzędach. „Wiszące” w zimnej atmosferze kryształy pełnią rolę pryzmatu, załamując i odbijając promień światła.
2. Światło po odbiciu wizualnie rozszerza się i tworzy unoszącą się w powietrzu soczewkę, z której wyłania się mocny strumień – słup słoneczny. Obserwator dostrzeże to niesamowite zjawisko tylko wtedy, gdy twarz odbijająca światło zostanie zwrócona w stronę jego oka.
3. To, które kryształy utworzą kolumnę świetlną, będzie zależeć od tego, gdzie dokładnie w tym momencie będzie znajdować się ciało niebieskie. Jeśli będzie ustawione pod kątem sześciu stopni nad powierzchnią Ziemi, wówczas kolumny świetlne utworzą się z płaskich sześciokątnych kryształów, ale jeśli Słońce (Księżyc) znajdzie się pod kątem dwudziestu stopni nad poziomem morza, świecąca kolumna będzie utworzone przez kryształy kolumnowe.

Słup światła często towarzyszy okręgowi parhelicznemu w postaci jasnego paska, który obiega całe niebo na tej samej wysokości co ciało niebieskie. Jeśli obserwator będzie miał szczęście, będzie mógł zobaczyć nie tylko świecącą kolumnę, ale także zamknięty okrąg przechodzący przez prawdziwe Słońce.

Sztuczne zjawisko

Źródłem światła do wystąpienia tego zjawiska mogą być nie tylko ciała niebieskie, ale także sztuczne urządzenia (na przykład reflektory, światła ogrodowe lub miejskie) umieszczone na powierzchni ziemi. Im niżej znajduje się źródło światła, tym dłuższa będzie wiązka światła – dlatego sztuczne filary często okazują się dłuższe niż te utworzone przy pomocy naturalnych opraw.

Zwykle kryształki lodu odparowują, zanim dotrą do powierzchni ziemi, gdy temperatura na zewnątrz jest poniżej zera, a płaskie spadające kryształki lodu w pobliżu ziemi przekształcają się w rodzaj lodowej mgły, która jest w stanie wyświetlić światła gruntu, tworząc kolumny niezwykle podobne do filarów światła.

W północnych regionach globu podczas mroźnej zimy można zobaczyć niesamowite zjawisko - słupy światła.

Wydawałoby się, że jest to zwykłe światło z reflektora skierowanego w stronę nieba. Zjawiska te mają jednak naturalne pochodzenie.

Informacje ogólne

Zimą, gdy temperatura powietrza spada do -20°C, na niebie można zobaczyć poziome kolumny światła. Tworzą się po zachodzie słońca lub przed wschodem słońca, gdy Słońce znajduje się na horyzoncie. Aby to niesamowite zjawisko atmosferyczne mogło wystąpić, musi panować wysoka wilgotność powietrza i zimna pogoda.

Ciekawostka: ludzie od dawna wierzyli, że to naturalne zjawisko ma boskie pochodzenie, przypisywano mu wiele nadprzyrodzonych znaków. Jedna z legend głosi, że osoba, która dostrzeże to zjawisko na horyzoncie, stanie się potężna i bogata, a ciała niebieskie zapewnią mu ochronę. W niektórych częściach świata ludzie nadal wierzą, że pojawienie się takich zjawisk, które zachodzą pod wpływem światła i obserwuje się je w zimnych porach roku, zapowiada wzmożony mróz.

Wraz z rozwojem ufologii zaczęły pojawiać się niesamowite fakty, że kolumny światła tworzą kosmici, którzy obserwują nas ze swoich spodków, zbliżając się do Ziemi. Często pojawiały się rysunki i nagrania wideo przedstawiające, jak osoba za pomocą świetlistej kolumny podnosi się na talerz z kosmitami, a potem nic o tym nie pamięta.

Fizycy rozwiali wszelkie mity na temat pochodzenia słupów świetlnych. Okazało się, że pojawienie się takiego pionowego światła zależy od nasycenia cirrusów i powietrza kryształkami lodu. W mroźną pogodę kryształy znajdujące się blisko powierzchni ziemi odbijają światło Księżyca, planet, gwiazd lub Słońca. Przyczyną powstawania tego niezwykłego zjawiska mogą być również zwykłe lampy, reflektory samochodowe i reflektory.

Opis zjawiska

Planety, konstelacje i Słońce wysyłają na naszą planetę promienie, które spotykając się z kryształkami lodu w zimnych regionach, załamują się, tworząc świetlistą kolumnę.

Słup słoneczny trudno nazwać zjawiskiem naturalnym, wygląda bardzo podobnie do pionowej wiązki reflektora. Grubość słupa światła jest zwykle równa średnicy źródła, które wysłało wiązkę światła na ziemię. Kolumna jest dość mocna i jasna, w jej wnętrzu widać, jak kryształki lodu mienią się i świecą.

Jak powstają?

Kryształki lodu biorące udział w powstawaniu tego naturalnego zjawiska mają płaski sześciokątny kształt lub tworzą małą kolumnę. Promień światła może odbić się od każdej twarzy, dlatego też rozmieszczenie kryształów odgrywa ważną rolę.

Podczas wyglądu, jak nazywa się również kolumnę świetlną, widać, że nie tylko ma ona tę samą średnicę, co tworzące ją źródło światła, ale także odzwierciedla jej kolor. Dość często, w mroźną pogodę, jadąc poza granice miasta, można zaobserwować pędzące w niebo aureole o zupełnie innych kolorach. Im niższe źródło, tym jaśniejsze i intensywniejsze zjawisko naturalne.

Zjawisko uważane za podobne do słupów słonecznych nazywa się. Igły odbijają jednak krótkie smugi światła, a ich wygląd utrzymuje się tylko przez krótki czas. Powód pojawienia się igieł jest ten sam - podczas mroźnej zimowej pogody w niskich temperaturach kryształki lodu opadające na ziemię odbijają światło padające na nie z małych źródeł. Nawet latarka może spowodować, że krótkie, ostre smugi światła odbiją się od kryształków lodu.

Sztuczne pochodzenie

Znając specyfikę tworzenia kolumny światła, wielu mieszkańców północnych regionów planety nauczyło się tworzyć piękny blask. Aby uzyskać wielokolorowe aureole sztucznego pochodzenia, ludzie specjalnie malują lampy o dużej średnicy w różnych kolorach i umieszczają je na tej samej wysokości. Zjawisko to nazywane jest „lasem świetlnym” i jest bardzo podobne do słupów słonecznych powstających w wyniku odbicia wiązki światła od naturalnych źródeł światła – planet.

Najczęściej pojawienie się „jasnego lasu” wynika z obecności sztucznych źródeł odbicia światła. Mogą to być latarnie uliczne, żarówki, reflektory samochodowe. Ludzie od dawna wiedzą, jak sztucznie stworzyć jasny las, ponieważ to zjawisko atmosferyczne jest niezwykle piękne.

Odmiany

Zjawisko będące efektem optycznym wynikającym z rozproszenia światła w kryształkach lodu nazywane jest halo. Dość często w zimnych porach roku widać świetlisty okrąg wokół Słońca lub latarnię uliczną - to jest aureola. Istnieje wiele odmian aureoli: należą do nich również słupy słoneczne i „lekki las”.

Pojawienie się jasnych słupów i aureoli zapewnia mroźna pogoda i wilgotne powietrze nasycone zamarzniętymi kryształkami wody.

Czasami słupowi słonecznemu towarzyszy inne zjawisko naturalne - okrąg parheliczny. Jest to jasny pasek widoczny na niebie na wysokości Słońca. Wygląda jak błędne koło otaczające Słońce.

Natura naszej planety jest niezwykle różnorodna, każdego dnia dostarcza nam niesamowitych odkryć. Słupy słoneczne często utożsamiane są z zorzą polarną, jednak pochodzenie tych naturalnych zjawisk jest zupełnie inne.

Najciekawszym zjawiskiem w przyrodzie, które można zaobserwować dość często, jest pojawienie się słupów świetlnych, które zdają się łączyć niebo z ziemią. Wiele ludów wzięło swój wygląd za różne znaki - zarówno dobre, jak i złowieszcze.
Niektórzy uznawali je za przejaw boskiej łaski, inni zaś za zagrożenie poważnymi zniszczeniami, zarazą i głodem.

CO TO JEST ZA ZJAWIsko

Kolumny światła pojawiające się na niebie to całkowicie pionowe, jasno świecące kolumny rozciągające się od słońca (lub księżyca) do ziemi lub od niej do źródła światła podczas zachodu lub wschodu słońca, czyli gdy źródło światła znajduje się nisko nad horyzontem . Można je zobaczyć nad lub pod słońcem (księżycem), wszystko zależy od położenia obserwatora. Kolor słupka jest w tym momencie identyczny z odcieniem oprawy: jeśli jest żółty, to zjawisko jest takie samo.

Słup świetlny (lub słoneczny) to jeden z najczęstszych rodzajów halo, zjawiska wizualnego, efektu optycznego, który jest pionowym paskiem światła rozciągającym się od słońca podczas zachodu lub wschodu słońca. Zjawisko to jest spowodowane sześciokątnymi, płaskimi lub kolumnowymi kryształkami lodu o prawie poziomych, równoległych płaskich powierzchniach.

Jak naukowcy interpretują słupy świetlne – bardzo powszechną wersję halo – tak zwane zjawisko optyczne, które pojawia się w pewnych warunkach wokół źródła światła? Kiedy po raz pierwszy widzisz to zjawisko, trudno uwierzyć w naturalną naturę jego pochodzenia - podobieństwo do promieni reflektora jest tak wyraźne.

Tak naprawdę światło słońca (lub księżyca) oddziałuje z kryształkami lodu powstałymi w warstwach atmosfery, które je odbijają. To wyjaśnienie jest zbyt proste, charakteryzuje mechanizm pojawiania się zjawiska, ale nie wyjaśnia warunków, w jakich możliwe staje się pojawienie się słupów świetlnych. Zastanówmy się, w jakich okolicznościach występuje to zjawisko i co to oznacza.

FILARY ŚWIETLNE: JAK WYGLĄDAJĄ I DLACZEGO JE WIDZIMY

Najczęściej takie efekty optyczne pojawiają się w zimnych porach roku. Wynika to z faktu, że aby pojawiła się kolumna, w ziemskiej atmosferze muszą uformować się kryształki lodu, a słońce musi znajdować się wystarczająco nisko. Przy niskich temperaturach powietrza w atmosferze tworzy się wiele sześciokątnych kryształków lodu, które są w stanie odbijać promienie świetlne.

Często jednak zdarza się, że podobny efekt występuje w cieplejszych porach roku. Może to nastąpić w okresie, gdy na niebie obserwuje się chmury cirrus - tworzą się w nich również kolumnowe sześciokątne kryształki lodu

Promienie słoneczne lub księżycowe wpadające do atmosfery z prędkością ponad 300 tys. km na sekundę zderzają się z zawieszonymi w powietrzu kryształkami lodu. To właśnie ta okoliczność ma fundamentalne znaczenie dla pojawienia się aureoli. Gra świateł z tymi kry lodowymi pozwala zaobserwować oszałamiające zjawisko, które powstaje na wysokości około 8 km. W chłodne dni kryształki lodu tworzą się znacznie niżej, dzięki czemu słupy świetlne (zdjęcie prezentowane w artykule) mają bardzo wyraźne kontury i są lepiej odbierane wizualnie. Spektakl jest niesamowity – piękny i emocjonujący.

FORMACJA FILAROWA

Naukowcy prześledzili kilka opcji powstawania efektu optycznego, w zależności od kształtu kryształów i lokalizacji źródła światła. Lekkie słupy wyglądają następująco: Jeśli kryształki lodu mają płaski, sześciokątny kształt, to spadając, przyjmują pozycję poziomą, natomiast słupkowe - w równych, stojących rzędach. Wisząc na zimnym powietrzu, działają jak pryzmat załamując padającą na nie wiązkę światła.

Odbite światło tworzy rodzaj soczewki, unoszącej się w powietrzu i przepuszczającej przez siebie potężną wiązkę. To, które kryształy biorą udział w tworzeniu tego efektu (płaskie czy kolumnowe), zależy od umiejscowienia oprawy w danym momencie. Ustawione pod kątem 6˚ do powierzchni ziemi są to płaskie sześciokąty. Jeśli słońce znajduje się pod kątem 20˚, wówczas słup światła powstaje w wyniku załamania w kryształach kolumnowych.

Z blogów: -"...Babcia opowiadała mi, że przed wojną ludzie widzieli na niebie słupy światła. Ona z koleżankami jechała do fabryki na poranną zmianę, a przed wejściem był tłok Zapytali, dlaczego nie wchodzą, i pokazali im niebo, a na niebie o świcie są szerokie, jasne pasy.
Nie wiem, czy filary są takie, czy nie…”

ZJAWIsko SZTUCZNEGO POCHODZENIA

Tak więc zimno i wilgoć są głównymi czynnikami tworzącymi korzystne warunki wstępne dla tworzenia się zawieszonych kryształków lodu, przeciętych z sześciu stron, w atmosferze ziemskiej. Potrafią załamywać światło z różnych źródeł – zarówno z nieba, jak i reflektorów ulicznych czy reflektorów samochodowych. Załamane w nich światło daje specyficzny efekt, jakim jest ostro zarysowany jasny pasek prostopadły do ​​podłoża. Mieszkańcy północnych miast są świadkami rzadkiego zjawiska, którego nazwa to las światła.

Dzieje się tak, ponieważ spadające płaskie, sześciokątne kryształy zimą nie odparowują w drodze na ziemię pod wpływem ujemnych temperatur, ale zamieniają się w rodzaj gęstej mgły, która może odbijać światło ze źródeł naziemnych i tworzyć słupy światła bardzo podobne do naturalnych te. Promienie takie są znacznie dłuższe, ponieważ źródło światła znajduje się niżej.

RÓŻNICA OD ZORZY PÓŁNOCNEJ

Natura występowania tych dwóch zjawisk optycznych jest odmienna. Zorze powstają w wyniku wybuchów burz geomagnetycznych, kiedy pole magnetyczne planety zostaje zakłócone przez „podmuchy” wiatru słonecznego. To oni, wdzierając się do magnetosfery Ziemi, sprawiają, że świeci ona tak samo, jak kineskop odbiornika telewizyjnego. Zazwyczaj zorza polarna pojawia się jako zielonkawo-liliowe rozbłyski na dużym obszarze nieba.

FILARY JAPOŃSKIE

W Osace w Japonii 21 sierpnia, zaraz po uderzeniu pioruna i rozpoczęciu silnej burzy, niektórzy mieszkańcy byli zszokowani niezwykłym zjawiskiem – słupami światła. Zdjęcia pochodzą z Twittera. Jeden z autorów pisze, że chciał sfotografować jedynie błyskawicę, ale udało mu się sfotografować taki słup, który pojawił się natychmiast po uderzeniu pioruna. Nazwał to zjawisko „Uderzeniem z Laputy” (Laputa to latające miasto w chmurach).

Słup światła (lub słońce) to jeden z najczęstszych rodzajów aureoli. Jest to wizualne zjawisko atmosferyczne, efekt optyczny, będący pionowym paskiem światła rozciągającym się od słońca podczas zachodu lub wschodu słońca. Zjawisko to jest spowodowane sześciokątnymi, płaskimi lub kolumnowymi kryształkami lodu o prawie poziomych, równoległych płaskich powierzchniach. Płaskie kryształy zawieszone w powietrzu powodują słupy słoneczne, jeśli słońce znajduje się 6 stopni nad horyzontem lub za nim, kryształy kolumnowe - jeśli słońce znajduje się 20 stopni nad horyzontem. Kryształy spadając w powietrzu, zwykle przyjmują pozycję poziomą, a wygląd słupa światła zależy od ich względnego położenia.

Słup światła pojawia się, gdy światło słoneczne odbija się od powierzchni maleńkich kryształków lodu, którymi są zawieszone w powietrzu płyty lodowe lub pręty o przekroju sześciokątnym. Takie kryształy tworzą się w wysokich chmurach Cirrus, najczęściej w Cirrostratus. W niskich temperaturach takie kryształy mogą tworzyć się również w niższych warstwach atmosfery. Dlatego lekkie filary częściej obserwuje się w zimnych porach roku. Tworząc kolumnę świetlną, światło pochodzi z górnej lub dolnej powierzchni płyty lodowej lub z końców lub powierzchni pręta lodowego.

W rzadkich przypadkach słupowi światła może towarzyszyć tzw. okrąg parheliczny. Jest to jasny pasek widoczny na niebie na tej samej wysokości co Słońce. W sprzyjających warunkach tworzy błędne koło przechodzące przez Słońce i fałszywe Słońca.

Słupy świetlne często tworzą się wokół Księżyca, świateł miast i innych jasnych źródeł światła. Słupy pochodzące z nisko położonych źródeł światła są zwykle znacznie dłuższe niż filary słoneczne lub księżycowe. Im bliżej słupa światła znajduje się obserwator, tym mniej położenie kryształów w przestrzeni wpływa na wygląd kolumny.

Według starożytnej legendy osoba, która zobaczy słup światła, zyska niewypowiedziane bogactwo i szczęście. Przecież teraz został wybrany i ukazał mu się boski znak.

Część szczególnie sceptycznych obserwatorów nie widzi w tym zjawisku zarówno mistycznych, jak i naturalnych przyczyn, uznając słupy świetlne za promienie zwykłych reflektorów.

Wraz z pojawieniem się opowieści o UFO i rozkwitem hobby ufologii zjawisko to powiązano z długo oczekiwanym przybyciem kosmitów. Ale jeśli będziesz miał szczęście zobaczyć słup światła, nie przejmuj się! To nie jest statek obcych próbujący wciągnąć na pokład kolejną ofiarę, ale cząsteczki lodu całkowicie naturalnego pochodzenia odbijają światło Księżyca lub Słońca.

Kolumny światła nad latarniami.

Jeśli w spokojną, mroźną zimową noc wyjdziesz na oświetlony latarniami rynek miejski i zaistnieją sprzyjające okoliczności, o których porozmawiamy nieco później, być może będziesz miał szczęście być świadkiem rzadkiego spektakularnego spektaklu : nad placem zobaczysz las świetlistych słupów . Słup świetlny stoi nad każdą latarnią ściśle pionowo i sięga wysoko w górę. Latarnię można obejść ze wszystkich stron, słup oświetleniowy pozostanie na swoim miejscu.

Książka M. Minnaerta „Światło i kolor w naturze” krótko opisuje to zjawisko. Mówi, że zjawisko to obserwuje się w Kanadzie i Rosji i że jest ono spowodowane odbiciem światła przez małe cząsteczki lodu zawieszone w powietrzu. Do szczegółowego wyjaśnienia mechanizmu pojawiania się słupów świetlnych jest jeszcze dość daleko.

Nie ma wątpliwości, że w tworzeniu słupów świetlnych biorą udział małe płatki śniegu lub kawałki lodu w atmosferze. Oświetlone latarnią płatki śniegu i kawałki lodu błyszczą, jakby świeciły. Ale dlaczego świeci tylko słup nad latarnią?

Wykonując prosty eksperyment, przekonasz się, że wygląd słupków jest powiązany z efektem stereo. Patrzysz na latarnię, zamykając prawe oko, i zamiast słupka widzisz pionowy pasek błyszczących płatków śniegu w powietrzu pomiędzy okiem a latarnią, ale nieco nad nią. Ten sam pasek widzisz, gdy patrzysz z zamkniętym lewym okiem - płatki śniegu błyszczą w innym miejscu, a mianowicie w tym, które znajduje się pomiędzy prawym okiem a latarką. Teraz otwórzmy oboje oczu: dwa obrazy, dwa błyszczące paski łączą się i widzisz słup światła. Już nad latarnią. Podkreślmy jeszcze raz – jest to rodzaj złudzenia optycznego, widać dwa różne paski świetlne, dwie różne objętości powietrza z ich błyszczącymi cząsteczkami – jedną przed prawym okiem, drugą przed lewym.

Zastanówmy się teraz: dlaczego błyszczące paski są pionowe i dlaczego płatki śniegu mienią się dopiero wtedy, gdy wpadną na pionową płaszczyznę przechodzącą przez oko i źródło światła? Dlaczego płatki śniegu nie są widoczne poza tym samolotem?

Płatki śniegu to z reguły płaskie gwiazdy: pośrodku znajduje się mały sześciokąt, z jego rogów wyrasta sześć promieni z gałęziami równoległymi do krawędzi sześciokąta. Z tych gałęzi wyrastają inne gałęzie, dzięki czemu gwiazda może przybierać dość skomplikowane kształty. Proces krystalizacji wilgoci przebiega od środka płatka śniegu, co pozwala nam zrozumieć, jakie formy pośrednie przyjmuje gwiazda.

W początkowej fazie cząsteczki lodu przyklejają się do narożników foremnego sześciokąta, a ich łańcuchy z dwóch sąsiednich narożników rosną ku sobie. Z takich łańcuchów wyrasta nowy, podobny geometrycznie sześciokąt o większym rozmiarze, czyli innymi słowy, początkowo wyłaniający się sześciokąt zwiększa swój rozmiar.

Ale potem przychodzi moment, gdy rosnące łańcuchy nie mają czasu na spotkanie, a na rogach zaczynają rosnąć nowe łańcuchy. A potem w rogach otrzymujesz mikroskopijne płaskie choinki lodowe z gałęziami równoległymi do boków sześciokąta. Co więcej, na promieniach rosną nowe pręciki, a gwiazda staje się coraz bardziej złożona.

Jeśli w atmosferze jest mało wilgoci, proces kończy się stosunkowo wcześnie, a w powietrzu rodzą się małe płatki śniegu w kształcie sześciokątów i najprostszych gwiazd. Jak zobaczymy później, jest to jedna z „pewnych sprzyjających okoliczności” niezbędnych do pojawienia się słupów świetlnych.

Porozmawiajmy teraz o tym, jak zachowują się te maleńkie płatki śniegu, gdy spadają powoli przy spokojnej pogodzie.

Ściśle rzecz biorąc, badania spadających płatków śniegu należy prowadzić w warunkach rzeczywistych, np. za pomocą filmowania. Ale zakładając, że zachowanie płatka śniegu zależy głównie od jego kształtu, możesz eksperymentować z modelem o stosunkowo dużych rozmiarach. Autorka przeprowadziła takie doświadczenia wspólnie z inżynierem A. A. Borodinem, w doświadczeniach wykorzystano modele płatków śniegu wycięte z papieru. Następujące wyniki zostały osiągnięte:

1. „Płatki śniegu” z dwiema wzajemnie prostopadłymi osiami symetrii autorotują. Autorotacja w aerodynamice to ruch ciała, któremu towarzyszy obrót w wyniku interakcji z atmosferą.

3. Im większe wydłużenie „płatka śniegu” lub stosunek większej osi do mniejszej, tym szybszy jest obrót tego samego obszaru.

4. Regularne sześciokąty i sześcioramienne gwiazdy obracają się wokół osi łączącej przeciwne kąty i promienie. Dokładnie tak autorotowano nasze papierowe „płatki śniegu”.

Pierwszy rysunek przedstawia latarnię na słupie i obserwatora i zakłada się, że płaszczyzna rysunku przechodzi przez środek świetlistej części latarni (na przykład przez środek kuli z białego matowego szkła) i okiem obserwatora. W tej samej płaszczyźnie znajdują się cztery płatki śniegu - 1, 2, 3, 4. Ich osie obrotu są prostopadłe do płaszczyzny rysunku, a same płatki śniegu są pokazane w postaci krótkich linii w momencie ich obrotu, kiedy światło latarni odbija się od płatka śniegu, tak jak od lustra wpada do oka. Cztery pokazane płatki śniegu błyszczą dwa razy na obrót, a raczej trochę częściej lub rzadziej, ponieważ w miarę opadania zmieniają swoje położenie.

Punkty 1, 2, 3, 4 z kreskami. Jest to pozorna pozycja punktów świetlnych; tworzą iluzję linii światła. Z pozycji punktu 4 widać, że słup świetlny może mieć przekrój poniżej latarni, chyba że jest zbyt oświetlony bezpośrednim światłem samej latarni.

Opadające i obracające się płatki śniegu wysyłają błyski światła do oka, dopóki nie opuszczą pionowej płaszczyzny „latarni oka” lub dopóki ich oś obrotu nie odbiega od prostopadłej do tej płaszczyzny.

Prędkość spadania płatka śniegu jest niewielka, ale prędkość kątowa, a co za tym idzie liczba rozbłysków światła na sekundę, może być dość duża.

Drugi rysunek schematycznie pokazuje rozmieszczenie latarni oraz lewego (l) i prawego (r) oka obserwatora, a także kilka płatków śniegu wysyłających błyski światła w stronę obserwatora. Dla przejrzystości średnica latarni, a tym samym kąty, są mocno przesadzone.

Zrobiono to, aby wyraźniej pokazać: płatki śniegu, które widzi obserwator, znajdują się pod pewnymi kątami. Oznacza to, że obserwator nie widzi linii, ale świetliste paski, które ostatecznie tworzą iluzję słupów światła. Nietrudno zrozumieć, że liczba płatków śniegu znajdujących się pomiędzy latarnią a okiem, których blask widzi obserwator, będzie tym większa, im większe będą kąty αl i αp. Można nawet obliczyć udział tych widocznych płatków śniegu w całkowitej liczbie płatków śniegu spadających na ziemię w przestrzeni ograniczonej pionowymi płaszczyznami przechodzącymi przez linię a-l i b-l (dla lewego oka) oraz c-p i d-p (dla prawego oczy). Udział ten jest dość duży, wynosi w przybliżeniu (αl + αp): 360.

Można również obliczyć względną liczbę płatków śniegu znajdujących się poza kątami αl i αp, niemniej jednak w pewnym położeniu kierują one odbite światło bezpośrednio w oczy obserwatora (położenie osi autorotacji takiego płatka śniegu wynosi oznaczony numerem 5 na drugim rysunku). Z obliczeń wynika, że ​​poza kątami αl i αp prawdopodobieństwo istnienia płatków śniegu w tym położeniu jest niezwykle małe. Dlatego obserwator widzi jasne światło odbite od autorotujących się płatków śniegu jedynie w obrębie stosunkowo małych kątów αl i αp oraz widzi słupy świetlne.

N. Fadejew

Światło

Powiązane materiały:

© Wszelkie prawa zastrzeżone. Jakiekolwiek wykorzystanie materiałów z tej witryny wyłącznie za pisemną zgodą i przy użyciu działającego hiperłącza do witryny