Jiří Bajer, UP Olomouc

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Jiří Bajer, UP Olomouc"

Ondřej Mach
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Jiří Bajer, UP Olomouc

2 Optické jevy na obloze Duha, koróna, gloriola, halo, polární záře, rozptyl světla, astronomická refrakce, vzdušné zrcadlení, zelený paprsek. Jiří Bajer, UP Olomouc

3 Duha: hlavní oblouk 42 a vedlejší 51 obrácené pořadí barev Jiří Bajer, UP Olomouc

4 Duha ve vodní tříšti červená duha Jiří Bajer, UP Olomouc

5 Vnitřek duhy je světlejší Jiří Bajer, UP Olomouc

6 protislunce Jiří Bajer, UP Olomouc

7 protislunce Jiří Bajer, UP Olomouc

8 protislunce Jiří Bajer, UP Olomouc

9 protislunce Jiří Bajer, UP Olomouc

10 René Descartes 1637 Jiří Bajer, UP Olomouc

11 Isaac Newton 1670, proč je duha barevná, pořadí barev n=1.33 (červená) a n=1.34 (fialová) George Airy 1820, podružné oblouky duhy závislost na velikosti kapek Jiří Bajer, UP Olomouc

12 Minimální resp. maximální deviace kde ( α β ) ( 180 β ) δ = 2 + m 2 n 1 cosα = (1 + m) sinα = nsin β α úhel dopadu β úhel lomu m počet vnitřních odrazů n index lomu pro n=1.33 je δ = 42.5 pro n=1.34 je δ = 41.5 δ n m = 1 Jiří Bajer, UP Olomouc

13 duha s loukotěmi Jiří Bajer, UP Olomouc

14 velehorská duha Jiří Bajer, UP Olomouc

15 duha v Grand kaňonu Jiří Bajer, UP Olomouc

16 duha v údolí Jiří Bajer, UP Olomouc

17 noční duha (měsíční) & Venuše Jiří Bajer, UP Olomouc

18 odražená duha Jiří Bajer, UP Olomouc

19 duha v tříšti mořské vody 42 (sladká voda) 41 (slaná voda) Jiří Bajer, UP Olomouc

20 Rozštěp duhy: velké asférické kapky, silný déšť Jiří Bajer, UP Olomouc

21 Duhová pavučina Jiří Bajer, UP Olomouc

22 Ideální duha: (počítačová simulace) bodový zdroj a sférická kapka 0.75 mm Jiří Bajer, UP Olomouc

23 ohyb světla Bílá duha: mlha, kapky <50 µm Jiří Bajer, UP Olomouc

24 Koróna: ohyb na kapičkách vody pro kapku 10 µm 3 obvykle 0 až 10 * vysvětlil 1852 Emile Verdet sinα λ D Jiří Bajer, UP Olomouc

25 Koróna téměř bez duhového okraje Jiří Bajer, UP Olomouc

26 slunce kapky gloriola koróna dopředný rozptyl zpětný rozptyl Jiří Bajer, UP Olomouc

27 Gloriola: glorie, svatozář, opoziční efekt, Brockenský přízrak Jiří Bajer, UP Olomouc

28 gloriola shora Jiří Bajer, UP Olomouc

29 gloriola shora Jiří Bajer, UP Olomouc

30 Jiří Bajer, UP Olomouc

31 gloriola v ranní rose Jiří Bajer, UP Olomouc

32 kondenzační čáry Jiří Bajer, UP Olomouc

33 kondenzace vzdušných par Jiří Bajer, UP Olomouc

34 kondenzační čáry po US vojenské raketě Minotaurus Jiří Bajer, UP Olomouc

35 Irizace a perleťové mraky Rozptyl na kapičkách vody nebo interference na krystalcích ledu ~ 2 µm Jiří Bajer, UP Olomouc

36 Halové jevy: Jiří Bajer, UP Olomouc

37 Jiří Bajer, UP Olomouc

38 Jiří Bajer, UP Olomouc

39 Typické tvary sněhových vloček * šesterečná symetrie Jiří Bajer, UP Olomouc

40 krystalky ledu ~100 µm Jiří Bajer, UP Olomouc

41 lom a odraz slunečních paprsků na krystalcích ledu ~ 100 µm v mracích typu cirrus 5-10 km vysoko Jiří Bajer, UP Olomouc

42 Malé halo 22 Jiří Bajer, UP Olomouc

43 θ minimální deviace δ n θ θ + nsin = sin 2 2 δ Pro led n=1.31 dostaneme pro θ =60 je δ = 22 pro θ =90 je δ = 46 Jiří Bajer, UP Olomouc

44 malé halo 209x ročně velké halo 18x ročně Jiří Bajer, UP Olomouc

45 Parhelium: >22 (vedlejší slunce) 71x ročně ~22 Jiří Bajer, UP Olomouc

46 Poloha parhelia n 2 sin 1 sin 2 2 h h θ θ + sin = sin 2 2 δ Pro θ =60 dostaneme pro h = 0 je δ = 22 pro h = 20 je δ = 23 pro h = 40 je δ = 28 kde h - výška slunce δ poloha parhélia θ lámavý úhel Jiří Bajer, UP Olomouc

47 Horní a dolní dotykový oblouk: 59x ročně Jiří Bajer, UP Olomouc

48 Tvar dotyk. oblouku závisí na výšce slunce Jiří Bajer, UP Olomouc

49 Cirkumzenitální oblouk: 31x ročně Slunce < 32 Jiří Bajer, UP Olomouc

50 Halový sloup: 34x ročně odrazem na ledových destičkách Jiří Bajer, UP Olomouc

51 parhelický kruh 13x ročně paranthelium 1x ročně 120 Jiří Bajer, UP Olomouc

52 Z historie jevu: Halo pojmenoval Aristotelés 3. st. př. Kr., ale jev znali již Asyřané v 7. st. př. Kr., Malé halo vysvětlil: Edme Mariotte 1681 stol. Velké halo vysvětlil: Henry Cavendish 17. stol. Jiří Bajer, UP Olomouc

53 Konstantin I. Veliký Halo a evropské dějiny Rok 312, před bratrovražednou bitvou římských spolucísařů Konstantina a Maxentia se ráno na obloze zjevilo - boží znamení - tři zářící kříže (tj. halový sloup, 2 parhélia a parhelický oblouk). Konstantin bitvu u Milvijského mostu přes Tiberu proti čtyřnásobné přesile vyhrál, sjednotil říši a povolil v ní vyznávat křesťanství. Na smrtelném loži roku 337 se dokonce nechal pokřtít. Jiří Bajer, UP Olomouc

54 Jiří Bajer, UP Olomouc

55 Kompletní struktura halových jevů parhelický kruh Parryho o. protislunce halový sloup horní cirkumzenitální o. supralaterální oblouk paranthelium horní dotykový o. Lowitzovy oblouky malé halo parhelium dolní dotykový o. velké halo infralaterální oblouk Jiří Bajer, UP Olomouc

56 Polární záře Jiří Bajer, UP Olomouc

57 Jiří Bajer, UP Olomouc

58 Jiří Bajer, UP Olomouc

59 Vznik polární záře: 1. sluneční a magnetická bouře 2. rovnodennost 3. za polárním kruhem (aurorální ovál asi 70 ±5 ) 11-letý cyklus sluneční aktivity, maximum Sluneční vítr (p +, e - ) + magn. pole Země Van Allenovy pásy Ty někdy zasahují až do horní atmosféry ionizace h>100 km Luminiscence: O (atomární kyslík) 630 nm a 558 nm (červená a zelená), + N 2 (ion. molekula dusíku) 391 nm a 428 nm (fialová a modrá) Polární záře i u nás: 1989, , 2012 Jiří Bajer, UP Olomouc

60 Jiří Bajer, UP Olomouc

61 zachycený p, e ~100 kev světlo ~100 km zemské magnetické pole Země aurorální ovály Van Allenovy radiační pásy Jiří Bajer, UP Olomouc

62 Polární záře z kosmu: Jiří Bajer, UP Olomouc

63 Z historie: 8. stol. př. Kr. - Hesiodes popisuje v Theogony nebe v plamenech a ohnivé draky na obloze Cornelius Gemma, první vědecká ilustrace Pierre Gassendi dal jevu jméno aurora borealis Olof P. Hiorter chvění střelky kompasu při polární záři Don Ulloa pozoruje polární záře na mysu Horn 56 (aurora australis) Kristian Birkeland objasňuje původ polární záře, elektrony ze Slunce zachyceny magnetosférou Země, tak vznikají el. proudy tekoucí podél silokřivek magnetického pole (tzv. Birkelandovy proudy), experimenty s Terrellou James Alfred Van Allen, Explorer I a III, vnitřní radiační pás Jiří Bajer, UP Olomouc

64 Proč je obloha modrá? Proč je slunce rudé? Jiří Bajer, UP Olomouc

65 Rozptyl světla v atmosféře rozptyl Rayleigho zákon: 1 bílé světlo projde I λ ~ λ 4 rozptyl obloha je modrá a slunce červené Projde 5x méně modrého než červeného světla a rozptýlí se 5x více modrého než červeného světla. Jiří Bajer, UP Olomouc

66 A proč není slunce rudé i v poledne? západ slunce 500 km 7 % poledne 20 km 90 % Jiří Bajer, UP Olomouc

67 1871 Rayleigh předpokládá rozptyl na kapkách vody nebo prachových zrnech. *** Ale jak to, že čím čistší vzduch, tím je obloha modřejší?! Ve skutečnosti jde o rozptyl na termálních fluktuacích hustoty vzduchu. Modrá obloha je důkazem molekulární hypotézy! Einstein & Smoluchowski Jiří Bajer, UP Olomouc

68 Atmosférická refrakce β 57 tg z z refrakce na obzoru až 35 slunce již pod obzorem! deformace slunce 32'x26' Jiří Bajer, UP Olomouc

69 Západ Měsíce z kosmu na zemi o 1/5 z kosmu o 1/2 Jiří Bajer, UP Olomouc

70 Vzdušné zrcadlení: odraz světla od vrstvy teplejšího vzduchu Spodní zrcadlení: Svrchní zrcadlení: známé také jako Fata Morgána: víla, nevlastní sestra krále Artuše ovládající vzdušné přeludy zjevující se v Messinské úžině na Sicílii Jiří Bajer, UP Olomouc

71 spodní zrcadlení mokré silnice Jiří Bajer, UP Olomouc

72 neexistující ostrovy v poušti podivná zvířata Jiří Bajer, UP Olomouc

73 Létající ostrovy a lodě Jiří Bajer, UP Olomouc

74 4x stejná loď svrchní zrcadlení loď břichem vzhůru Jiří Bajer, UP Olomouc

75 svrchní zrcadlení Jiří Bajer, UP Olomouc

76 svrchní zrcadlení Jiří Bajer, UP Olomouc

77 svrchní zrcadlení Jiří Bajer, UP Olomouc

78 váza číše omega západ slunce mocca Jiří Bajer, UP Olomouc

79 Dvojitý a trojitý západ slunce Jiří Bajer, UP Olomouc

80 Zelený záblesk Jiří Bajer, UP Olomouc

81 Zelený paprsek proslavil 1882 Jules Verne * Hrdinka se odmítá provdat za muže, kterého jí vybrali strýcové do té doby, než s ním společně spatří zelený paprsek, který je podle pověstí znamením věrné lásky. * Záře nevšedně nádherná a se žádnou zelení vyskytující se na zemi srovnatelá. Zelený záblesk objasnil 1955 Gerhard Dietze Jiří Bajer, UP Olomouc

82 zelený záblesk podle učebnic standardní atmosféra trvá < 2 sec horizont Jiří Bajer, UP Olomouc

83 zelený záblesk ve skutečnosti západ slunce vodivý kanál trvá až 15 sec Jiří Bajer, UP Olomouc

84 Standardní atmosféra T 6.5 C/1km Teplotní inverze T > 0 vodivý kanál kanál inverze světlovodný kanál = vrstva studeného vzduchu Jiří Bajer, UP Olomouc

85 Rozfázovaný západ slunce se zeleným zábleskem Jiří Bajer, UP Olomouc

86 Děkuji za pozornost! Literatura: Bednář, J.: Pozoruhodné jevy v atmosféře. Academia, Praha 1989 Jiří Bajer, UP Olomouc

Podobné dokumenty

Optické úkazy na obloze. Duha, koróna, gloriola, halo, polární záře, rozptyl světla, astronomická refrakce, vzdušné zrcadlení, zelený paprsek.

Optické úkazy na obloze. Duha, koróna, gloriola, halo, polární záře, rozptyl světla, astronomická refrakce, vzdušné zrcadlení, zelený paprsek. Optické úkazy na obloze Duha, koróna, gloriola, halo, polární záře, rozptyl světla, astronomická refrakce, vzdušné zrcadlení, zelený paprsek. 1 Duha: hlavní oblouk 42 a vedlejší 51 obrácené pořadí barev