Необычные физические явления в природе
занимательные факты по физике по теме

Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий.  Козьма Прутков. 

                Полярные  сияния  

 С древнейших времен люди восхищались величественной картиной полярных сияний и задавались вопросом об их происхождении. Одно из наиболее ранних упоминаний о полярных сияниях встречается у Аристотеля. В его "Метеорологике", написанной 2300 лет назад, можно прочитать: "Иногда в ясные ночи наблюдается на небе множество явлений  - зияния, провалы, кроваво-красная окраска...

                                Кажется, будто полыхает пламя".

                                Что зыблет ясный ночью луч?

                                Что тонкий пламень в твердь разит?

                                Как молния без грозных туч

                                Стремится от земли в зенит?

                                Как может быть, чтоб мерзлый шар

                                Среди зимы рожал пожар?

                                                                                        Ломоносов М.В.

Что такое полярное сияние? Как оно образуется?

 Ответ. Полярное сияние - это люминесцентное свечение, возникающее в результате взаимодействия летящих от Солнца заряженных частиц (электронов и протонов) с атомами и молекулами земной атмосферы. Появление же этих заряженных частиц в определенных районах атмосферы и на определенных высотах есть результат взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем Земли. 

Радуга

Как образуется радуга?

Почему иногда видно побочную радугу?

Как далеко от нас образуется радуга?

 Ответ. Радугу обычно объясняют простым преломлением и отражением солнечных лучей в каплях дождя. Свет выходит из капли в широком диапазоне углов, но наибольшая интенсивность наблюдается под углом, соответствующим радуге. Видимый свет различных длин волн преломляется в капле по-разному, то есть зависти от длины волны света (то есть цвета). Побочная радуга образуется в результате двукратного отражения света внутри каждой капли. В этом случае лучи света выходят из капли под другими углами, чем те, которые дают основную радугу, и цвета в побочной радуге располагаются в обратной последовательности. Расстояние между каплями, которыми обусловлена радуга, и наблюдателя роли не играет.

Почему радуга имеет форму дуги?

 Ответ. Радуга возникает вследствие дисперсии солнечных лучей в капельках воды. В каждой капельке луч испытывает многократное внутреннее отражение, но при каждом отражении часть энергии выходит наружу. Поэтому чем больше внутренних отражений испытают лучи в капле, тем слабее радуга. Наблюдать радугу можно, если Солнце находится позади наблюдателя. Поэтому самая яркая, первичная радуга формируется из лучей, испытавших одно внутреннее отражение. Они пересекают падающие лучи под углом около 42°. Геометрическим местом точек, расположенных под углом 42° к падающему лучу, является конус, воспринимаемый глазом в его вершине как окружность. При освещении белым светом будет получаться цветная полоса, причем красная дуга всегда выше фиолетовой.

Миражи

  Представьте себе раскаленную пустыню; кругом, куда не посмотришь - горячий песок. И вдруг впереди, где-то у линии горизонта, возникает озеро. Оно видно совершенно реально. Кажется, что надо преодолеть всего лишь один - два километра и можно будет освежиться. В воображении возникает даже плеск воды. Но вот вы проходите и один, и второй, и третий километры, а озеро все так же где-то впереди, и вокруг по-прежнему одни пески.  

                                 К.Д. Бальмонт "Оазис".

О, как ты далек! Не найти мне тебя,

не найти!

Устали глаза от простора пустыни

безлюдной.

Лишь кости верблюдов белеют

на тусклом пути 

Да чахлые травы змеятся над почвою

скудной. 

Я жду и тоскую.  Вдали вырастают сады. 

О, радость!  Я вижу, как пальмы растут

зеленея. 

Сверкают кувшины,  звеня от блестящей

воды. 

Все ближе, все ярче! - И сердце

забилось, робея. 

Боится и шепчет: "Оазис!" - Как сладко

цвести

В садах, где как праздник пленительна

жизнь молодая!

Но что это? Кости верблюдов лежат

на пути!

Все скрылось. Лишь носится ветер,

пески наметая. 

Чем вызван «оазисный» мираж в пустыне?

Ответ.  Лучи света, идущие от голубого неба, преломляются в приземном слое воздуха, в котором температура понижается с высотой. Лучи отклоняются в сторону наблюдателя, и он,  воспринимая лучи как прямые, видит на некотором расстоянии впереди голубую поверхность воды. Дрожание изображения, обусловленной колебаниями коэффициента преломления горячего воздуха, создает иллюзию течения или волнения воды. 

Цунами

  Цунами — японский термин, означающий необычно большую волну. Волны цунами возникают от внезапных перемещений обширных участков дна океана во время подводных землетрясений. Они, как правило, составляют группу из 2-3 волн, которые в открытом море почти незаметны, так как очень длинные (длина до 100 километров) и пологие (высота до 1 метра) и потому не опасны. При подходе же к берегу за счет торможения о дно длина уменьшается, а высота, естественно, возрастает (как у любых волн, набегающих, скажем, на пляж} и может достигать 30 метров (по словам очевидцев). Передвигаясь с огромной скоростью, до 800 километров в час (это скорость современного самолета), и внезапно обрушиваясь на прибрежные территории, они вызывают огромные разрушения, а иногда и человеческие жертвы.

Шаровая молния

   Шаровая молния - представляет собой светящийся сфероид диаметром 10-20 см и больше, весом порядка 5-7 грамм. Большей частью шаровые молнии имеют форму шара. В такой форме им энергетически выгоднее существовать. Но встречаются шаровые молнии грушевидной и каплеобразной формы, а также очень редко и другие необычные формы, некоторые из которых легко принять за НЛО. Цвет - белый, желтый, красный или оранжевый. Световое излучение примерно такое же, как от 100 Вт лампочки.      Существует от одной секунды до нескольких минут. Двигается она со скоростью не более 10 м/с, иногда вращается.  Шаровые молнии передвигаются по невидимым полям, повторяющим рельеф местности   Будучи материальным и электрически заряженным объектом, шаровая молния находится под влиянием как гравитационного, так и электрического поля Земли, которое сильно возрастает перед грозой и во время грозы. Вокруг поверхности Земли существуют так называемые эквипотенциальные невидимые для нас поверхности, характеризующиеся постоянным значением электрического потенциала. Эти поверхности повторяют рельеф местности. Они огибают строения и верхушки деревьев.  Являясь легким свободно блуждающим зарядом, шаровая молния, может "сесть" на какую-либо эквипотенциальную поверхность и скользить по ней без затрат энергии. Со стороны же будет казаться, что она парит над поверхностью Земли и двигается вдоль нее, повторяя рельеф местности. Чтобы пробраться в закрытое помещение, шаровые молнии принимают форму нити.