Atmosferski optički fenomeni zadivljuju maštu ljepotom i raznolikošću stvorenih iluzija. Najspektakularniji su stubovi svjetlosti, lažna sunca, vatreni krstovi, slave i duh Brocken, koje neznani ljudi često pogrešno smatraju čudom ili Bogojavljenjem.
Skoro-horizontalni luk, ili "vatrena duga". Svjetlost prolazi kroz kristale leda u oblacima perja. Ovo je vrlo rijetka pojava, jer i kristali leda i sunčeva svjetlost moraju biti pod određenim uglom jedni prema drugima da bi se stvorio efekat "vatrene duge".
"Ghost of the Brocken" Fenomen je dobio ime po vrhu Broken u Nemačkoj, gde se ovaj efekat redovno može primetiti: osoba koja stoji na brdu ili planini, iza koje sunce izlazi ili zalazi, otkriva da njegova senka koja pada na oblake postaje neverovatno ogromna. To se događa jer se sitne kapljice magle lome i reflektiraju sunčevu svjetlost na poseban način.
Luk blizu zenita. Luk sa središtem u zenitu, smješten približno 46° iznad Sunca. Retko je vidljiv i samo nekoliko minuta, ima jarke boje, jasne obrise i uvek je paralelan sa horizontom. Za spoljašnjeg posmatrača, to će ličiti na osmeh Češirske mačke ili obrnutu dugu.
"Maglovita" duga. Zamagljeni oreol izgleda kao bezbojna duga. Magla koja stvara ovaj oreol sastoji se od manjih čestica vode, a svjetlost, prelomljena u sitnim kapljicama, ne boji ga.
Gloria. Ovaj efekat se može primetiti samo na oblacima koji su direktno ispred posmatrača ili ispod njega, u tački koja je na suprotnoj strani od izvora svetlosti. Dakle, Gloria se može vidjeti samo sa planine ili iz aviona, a izvori svjetlosti (Sunce ili Mjesec) moraju biti direktno iza posmatrača.
Halo na 22º. Bijeli krugovi svjetlosti oko Sunca ili Mjeseca koji nastaju prelamanjem ili refleksijom svjetlosti kristalima leda ili snijega u atmosferi nazivaju se oreoli. Tokom hladne sezone, oreoli formirani od kristala leda i snijega na površini zemlje reflektiraju sunčevu svjetlost i raspršuju je u različitim smjerovima, stvarajući efekat koji se naziva "dijamantska prašina".
Dugini oblaci. Kada je Sunce postavljeno pod određenim uglom u odnosu na kapljice vode koje čine oblak, te kapljice prelamaju sunčevu svjetlost i stvaraju neobičan efekat "duginog oblaka", bojeći ga u sve dugine boje.
Lunarna duga (noćna duga)- duga koju stvara mjesec u većoj mjeri nego sunce. Lunarna duga je relativno bljeđa od normalne duge. To je zato što mjesec proizvodi manje svjetla od sunca. Lunarna duga je uvijek na suprotnoj strani neba od mjeseca.
Parhelion- jedan od oblika oreola, u kojem se jedna ili više dodatnih slika Sunca uočava na nebu.
U "Priči o Igorovom pohodu" spominje se da su prije napredovanja Polovca i zarobljavanja Igora "četiri sunca sjala nad ruskom zemljom". Ratnici su ovo shvatili kao znak nadolazeće velike nevolje.
polarna svjetlost- sjaj gornjih slojeva atmosfere planeta s magnetosferom zbog njihove interakcije s nabijenim česticama sunčevog vjetra.
Vatra Svetog Elma- pražnjenje u obliku svjetlećih zraka ili četkica koje se pojavljuju na oštrim krajevima visokih objekata (tornjevi, jarboli, usamljena stabla, oštri vrhovi stijena, itd.) pri visokoj jačini električnog polja u atmosferi.
Zodijačko svjetlo. Difuzni sjaj noćnog neba stvoren sunčevom svjetlošću reflektovanom od međuplanetarnih čestica prašine naziva se i zodijakalna svjetlost. Zodijačka svjetlost se može posmatrati uveče na zapadu ili ujutro na istoku.
Stubovi svjetlosti. Plosnati kristali leda reflektuju svetlost u gornjim slojevima atmosfere i formiraju vertikalne stubove svetlosti, kao da izranjaju sa površine zemlje. Izvori svjetlosti mogu biti Mjesec, Sunce ili umjetna svjetla.
Star trail. Nevidljiv golim okom, može se snimiti kamerom.
Bijela duga. Fotografija snimljena na mostu Golden Gate u San Francisku
Budino svjetlo. Fenomen je sličan Brocken Ghostu. Sunčevi zraci reflektuju se od atmosferskih kapljica vode iznad mora i senke aviona usred duginog kruga...
Zeleni zrak."Kada je Sunce na zalasku potpuno van vidokruga, posljednji pogled izgleda upadljivo zelen. Efekat se može vidjeti samo s mjesta gdje je horizont nizak i udaljen. Traje samo nekoliko sekundi."
Mirage, odavno poznat prirodni fenomen...
Lunar Rainbow- Ovo je prilično rijedak fenomen u Zemljinoj atmosferi i pojavljuje se samo kada je Mjesec pun. Da bi se pojavila lunarna duga, neophodno je: pun Mjesec, koji nije zaklonjen oblacima, i jaka kiša. Prava lunarna duga je pola veličine neba.
Senka planine posmatrano na pozadini večernjih oblaka:
93. Šta se nazivaju izvori svjetlosti (§49)?
Zovu se sva tijela iz kojih izlazi svjetlost izvori svjetlosti. Postoje termalni i luminiscentni izvori svjetlosti, izvori reflektirane svjetlosti:
- termalni izvori svjetlosti emituju svjetlost jer imaju visoku temperaturu (Sunce, zvijezde, plamen, žarna nit električne lampe); tijela počinju emitirati svjetlost na temperaturi od oko 800 °C; izumio električnu lampu Aleksandar Nikolajevič Lodigin (1847-1923, Rusija), preneo moderan izgled lampi Thomas Edison (1847-1931, SAD);
- fluorescentni izvori svjetlosti– to su hladni izvori svjetlosti čije zračenje ne zavisi od temperature (fluorescentne i gasne sijalice, TV ekran, kompjuterski monitor, displej elektronskih uređaja, LED diode, trule bube, krijesnice, neke morske životinje);
- reflektovanih izvora svetlosti ne emituju sebe; sijaju samo kada svjetlost iz nekog izvora padne na njih. Na primjer, Mjesec, planete i njihovi sateliti, umjetni sateliti Zemlje reflektiraju svjetlost Sunca; Noću su objekti vidljivi jer reflektuju mjesečinu ili svjetlost iz termalnih i luminiscentnih izvora.
94. Kako se svjetlost širi u homogenom mediju (§50)?
U homogenom mediju koji se sastoji od iste supstance (na primjer, zrak, staklo, voda), svjetlost se širi pravo naprijed.
Pravolinijsko širenje svjetlosti ustanovio je osnivač geometrije Euklid (325-265 pne, antička Grčka).
95. Šta je svjetlosni snop i svjetlosni snop (§51)?
- Svjetlosni snop predstavlja uski ograničeni svjetlosni tok; svjetlosni snopovi se mogu izolirati pomoću malih rupa u neprozirnim pločama tzv dijafragme.
Snop svjetlosti može biti paralelno(A), divergentan(b), konvergentan(V).
Svjetlosni snopovi iz različitih izvora neovisni su jedan o drugom i ne utiču jedni na druge. Ovo svojstvo se zove nezavisnost svetlosnih snopova.
- Svjetlosni snop je linija koja pokazuje smjer širenja svjetlosti i koristi se za prikaz svjetlosnih snopova.
96. Šta je tačkasti izvor svetlosti (§52)?
Tačkasti izvor svjetlosti- ovo je izvor čije su dimenzije male u odnosu na udaljenost od njega do posmatrača.
97. Šta je senka i polusenka (§52).
- Shadow- ovo je prostor iza objekta u koji svjetlost iz izvora ne ulazi. Senka objekata nastaje kada su osvetljeni tačkastim izvorima svetlosti.
- Penumbra- Ovo je područje u koje ulazi svjetlost samo iz dijela izvora svjetlosti.
Kada su objekti osvijetljeni proširenim izvorima svjetlosti, formira se područje senke i polusenke. Na primjer, kada se Mjesec nalazi između Sunca i Zemlje, s Mjeseca na Zemlju pada područje sjene (potpuna pomračenje Sunca) i polusjena (djelomično pomračenje Sunca).
98. Šta je zakon refleksije svjetlosti (§53)?
Zakon refleksije svjetlosti stvar je:
Ugao refleksije svjetlosti jednak je upadnom kutu:
Upadna zraka, reflektirana zraka i okomita, podignuta u tački upada zraka na granicu između dva medija, leže u istoj ravni.
Upadni i reflektovani zraci su reverzibilni. Na primjer, ako svjetlosni snop padne na ogledalo u AO smjeru, tada će se reflektirati u OB smjeru; ako svjetlost padne na ogledalo u smjeru BO, tada će se snop OA reflektirati.
99. Šta je zrcalna i difuzna refleksija svjetlosti (§53)?
- Mirrored Ovo se naziva refleksijom kada glatka (zrcalna) površina ostaje paralelna čak i nakon refleksije. Glatke polirane površine, ogledala i vodene površine odražavaju ogledala.
- Difuzno To se naziva refleksijom kada se paralelni snop svjetlosti koji pada na hrapavu površinu reflektuje raspršeno, tj. zraci će biti usmjereni u različitim smjerovima. Zahvaljujući difuznoj (razbacanoj) refleksiji vidimo okolne objekte, svijet oko nas.
100. Po kojim se zakonima predmet prikazuje u ravnom ogledalu (§54)?
- Ravno ogledalo daje direktnu i virtuelnu sliku objekta.
Slika objekta u ravnom ogledalu ima iste dimenzije kao i predmet.
Udaljenost od predmeta do ravnog ogledala jednaka je udaljenosti od ogledala do slike, tj. predmet i njegova slika su simetrični u odnosu na ogledalo.
Ravno ogledalo daje imaginarni(nevažeća, prividna) slika objekta.
101. Koja sferna ogledala poznajete i po kojim parametrima se odlikuju (§55)?
- Sferna ogledala dio su površine šuplje sfere. Postoje sferna ogledala konkavna I konveksan. Za konkavno ogledalo, unutrašnja konkavna površina šuplje lopte je zrcalna. U konveksnom ogledalu se ogleda vanjska konveksna površina šuplje lopte.
Sferna ogledala se odlikuju pole, optički centar, radijus, glavna optička osa, glavni fokus i žižna daljina.
Na slici: tačka C – stub ogledala; t O – optički centar; SO – radijus ogledala; direktni CO – glavna optička osa ogledala; t F – glavni fokus ogledala; distance FC – žižna daljina ogledala.
Konkavna ogledala se koriste:
Kada treba da kreirate paralelni snop svetlosti. Da biste to učinili, svjetleća lampa se postavlja na žarišnu tačku ogledala. Koristi se u lanternama, farovima za automobile, reflektorima:
Kada treba da dovedete u fokus snop paralelnih zraka koji pada na ogledalo. Ovo se koristi u reflektirajućem teleskopu.
102. Šta se naziva prelamanjem svjetlosti (§57)?
Promjena smjera širenja svjetlosti pri prelasku iz jednog medija u drugi naziva se prelamanje svetlosti.
103. Šta karakteriše optičku gustinu medija (§57)?
Optička gustina medija karakterizira brzina širenja svjetlosti u njemu. Što je veća brzina širenja svjetlosti, to je niža optička gustoća medija. Na primjer, optička gustoća vakuuma, gdje je brzina svjetlosti maksimalna i iznosi = 300.000 km/s, jednaka je 1.
104. Kako je formulisan zakon prelamanja svetlosti (§57)?
- Ako zraka svjetlosti pređe iz medija koji je optički manje gustoće u medij koji je optički gušći (na primjer, iz zraka u vodu), tada je ugao prelamanja manji od upadnog ugla (< ).
Ako svjetlost prelazi iz medija koji je optički gušći u medij koji je optički manje gustoće (na primjer, iz vode u zrak), tada je ugao prelamanja veći od upadnog ugla (>).
Upadne i prelomljene zrake, kao i okomita podignuta u tački upada zraka na granicu između dva medija, leže u istoj ravni.
- Sinus upadnog ugla povezan je sa sinusom ugla prelamanja kao što je brzina svetlosti u prvom mediju sa brzinom svetlosti u drugom mediju: 
.
105. Šta se zove granični ugao ukupne unutrašnje refleksije (§58)?
Fenomen totalna unutrašnja refleksija uočeno kada svjetlosni snop prelazi iz optički gušćeg medija u optički manje gust medij. Upadni ugao pod kojim se javlja totalna unutrašnja refleksija naziva se granični ugao ukupne unutrašnje refleksije.
Fenomen potpune unutrašnje refleksije koristi se, na primjer, u prizmama za promjenu smjera svjetlosnih zraka. Takve prizme se koriste u dvogledima i periskopima.
106. Šta se naziva svjetlovod i optička vlakna (§59)?
Fleksibilne staklene šipke u koje svjetlosni snop koji ulazi s jednog kraja, neprestano doživljavajući potpunu unutrašnju refleksiju, potpuno izlazi s drugog kraja, naziva se svjetlosni vodič. Nova grana optike koja se zasniva na korištenju svjetlosnih vodiča za prijenos informacija naziva se optička vlakna.
107. Šta se zove sočivo? Koje su vrste sočiva (§60)?
Objektiv naziva se prozirno tijelo omeđeno dvije sferne površine. Postoje sočiva konveksno (sakupljanje) i konkavno (razbacano).
108. Šta se naziva optički centar, glavni fokus i žižna daljina sočiva (§60)?
- Glavna optička osa- ovo je linija koja prolazi kroz centre sfernih površina koje ograničavaju sočivo.
- Optički centar sočiva- Ovo je tačka kroz koju svetlosni zraci prolaze bez prelamanja. Zraci prolaze kroz optički centar sočiva bez prelamanja.
- Glavni fokus objektiv- ovo je tačka u kojoj će se, nakon prelamanja, zraci svjetlosti koji upadaju na sočivo paralelno s glavnom optičkom osom konvergirati.
109. Šta se naziva optička snaga sočiva (§60)?
Recipročna vrijednost žižne daljine se naziva optička snaga sočiva: 
. Optička snaga se mjeri u dioptrije(dopter). 1 dioptrija = 1/m.
110. Kako čitati formulu sočiva (§61)?
Zbir recipročnih vrednosti udaljenosti od objekta do sočiva i od sočiva do slike jednak je recipročnoj vrednosti žižne daljine: 
.
111. Koje je uvećanje sočiva (§61)?
Uvećanje sočiva jednak je omjeru udaljenosti od sočiva do slike i udaljenosti od objekta do sočiva: 
.
112. Od kojih dijelova se sastoji oko (§63)?
Okočovjek ima sferični oblik prečnika 25 cm. Spolja je prekriven izdržljivom bijelom školjkom tzv bjeloočnica (1) . Prednji prozirni dio bjeloočnice naziva se rožnica (2) . Nalazi se iza rožnjače iris (3), određivanje boje očiju. U središtu šarenice je učenik, iza kojeg je providna objektiv (4), u obliku konvergentnog sočiva. Optički sistem oka daje na njegovu stražnju stijenku, tzv mrežnica (5), stvarna, smanjena i obrnuta slika objekta.
113. Šta se zove (§63): akomodacija oka? ugao gledanja? najbolja udaljenost gledanja?
- Akomodacija oka je prilagođavanje oka na promjene udaljenosti do objekta podešavanjem zakrivljenosti sočiva.
- Ugao gledanja naziva se ugao pod kojim je predmet vidljiv iz optičkog centra oka.
- Najbolja vidna udaljenost u normalnom oku odrasle osobe iznosi 25 cm, a kod djece oko 10 cm.
114. Koja je razlika između oštećenja vida miopije i dalekovidosti (§64)?
Postoje dva glavna oštećenja vida: miopija i dalekovidost.
Za kratkovidne osobe dobija se jasna slika predmeta ispred mrežnjače, a za dalekovide iza mrežnjače.
Miopija se koriguje nošenjem naočara sa divergentnim (konkavnim) sočivima, dalekovidost - sa konvergentnim (konveksnim) sočivima.
115. Imenujte optičke instrumente i njihovu namenu (§64).
Optički instrumenti Riječ je o uređajima čije se djelovanje zasniva na korištenju sočiva. Ovo:
- naočale, koristi se za ispravljanje kratkovidnosti i dalekovidosti;
- povećalo– objektiv sa kratkom žižnom daljinom (od 1 do 10 cm), koji se koristi za posmatranje malih objekata;
- mikroskop, dizajniran za ispitivanje mikroskopskih tijela;
- dvogled za posmatranje udaljenih tijela;
- teleskop proučavati nebeska tijela;
- periskop za posmatranje iza zaklona;
- kamera da dobije jasne fotografske fotografije objekata;
- uređaji za projekciju – dijaprojektor, filmski projektor, grafički projektor– dizajniran za dobijanje uvećane slike objekta na ekranu.
116. Kako se izračunava uvećanje lupe (§64)?
Lupa je objektiv sa kratkom žižnom daljinom (od 1 do 10 cm), koji se koristi za posmatranje malih objekata.
Povećalo jednak omjeru udaljenosti najboljeg vida i žižne daljine povećala: 
.
117. Šta se naziva spektrom bijele boje (§65)?
Bijela je složena boja; sastoji se od sedam jednostavnih boja.
Bijeli spektar je raznobojna traka koja nastaje kao rezultat razgradnje bijele svjetlosti i sastoji se od sedam jednostavnih boja: crvene, narančaste, žute, zelene, plave, indigo i ljubičaste (svaki lovac želi znati gdje fazan sjedi ).
Ako se paralelni snop svjetlosti usmjeri na trouglastu prizmu, na ekranu se dobija raznobojna pruga koja se zove spektar bijele svjetlosti. Spektar nastaje zato što se snopovi različitih boja različito lome prizmom. Crveni zraci se lome slabije, a ljubičasti jače. Preostale boje se nalaze između njih.
Primjer spektra sunčeve svjetlosti je duga, koja nastaje razlaganjem bijele svjetlosti na prozirne kapi kiše.
118. Koje se boje nazivaju (§66): komplementarne? glavni?
- Dodatno su boje koje kada se saberu daju bijelu.
- Tri spektralne boje - crvena, zelena i plava - nazivaju se primarnim. Jer nijedna od njih se ne može dobiti dodavanjem drugih boja spektra; dodavanjem ove tri boje može se proizvesti bela; Ovisno o proporciji u kojoj su ove boje dodane, možete dobiti različite boje i nijanse.
119. Objasni nastanak (§67): a) bezbojnost tela, b) providnost tela, c) boja površine tela.
Na granici između dva medija javljaju se tri fenomena: refleksija (rasipanje), refrakcija i apsorpcija svjetlosti. Boja tijela obasjanog bijelom svjetlošću ovisi o tome koju boju svjetlosti ovo tijelo raspršuje, prenosi ili upija.
Prozirna ili bezbojna tijela (na primjer, staklo, voda, zrak) slabo reflektiraju i prenose sve boje bijele svjetlosti.
Crveno staklo upija sve boje osim crvene. Zeleno staklo upija sve boje osim zelene.
Boja tijela obasjanog bijelom svjetlošću određena je bojom koju reflektira. Na primjer, crveno tijelo reflektira crvenu boju i upija druge boje.
Bijelo tijelo (papir, snijeg, platno) odražava sve boje.
Priroda svetlosti. Interferencija i difrakcija svjetlosti. Difrakciona rešetka. Analiza difrakcije rendgenskih zraka i njena upotreba. Prirodno i polarizovano svetlo. Optički aktivne supstance. Polarimetrija. Proučavanje bioloških sistema u polariziranoj svjetlosti. Disperzija svetlosti. Apsorpcija i rasipanje svjetlosti. Rasipanje svjetlosti u atmosferi.
Književnost: ; ;
Optika (od grčke reči optikos - vizuelni) je grana fizike koja proučava prirodu svetlosti, zakone svetlosnih pojava i procese interakcije svetlosti sa materijom.
Tokom protekla tri veka, razumevanje prirode svetlosti pretrpelo je veoma značajnu promenu. Krajem 17. vijeka. Formirane su dvije fundamentalno različite teorije o prirodi svjetlosti: korpuskularnu teoriju, razvijen od strane Newtona i teorija talasa, razvio Huygens. Prema korpuskularnoj teoriji, svjetlost je tok materijalnih čestica (tjelešce), leti velikom brzinom iz izvora svjetlosti.
Prema teoriji valova, svjetlost je val koji izlazi iz izvora svjetlosti i širi se velikom brzinom u "svjetskom etru" - stacionarnom elastičnom mediju koji neprekidno ispunjava cijeli Univerzum. Dakle, teorija talasa je posmatrala svetlost kao mehaničke talase koji se šire u posebnom mediju (kao zvučni talasi u vazduhu).
Sve do kraja 18. vijeka. ogromna većina fizičara preferirala je Newtonovu korpuskularnu teoriju. Početkom 19. stoljeća, zahvaljujući istraživanjima cabin boy I Fresnel teorija talasa je značajno razvijena i poboljšana. Talasna teorija je uspješno objasnila gotovo sve svjetlosne pojave poznate u to vrijeme, uključujući interferenciju, difrakciju i polarizaciju svjetlosti, zbog čega je ova teorija dobila univerzalno priznanje, a Newtonova korpuskularna teorija je odbačena.
Slaba tačka teorije valova bio je hipotetički "svjetski eter", čije je postojanje ostalo vrlo sumnjivo (1881. godine američki fizičar Michelson je eksperimentalno dokazao da svjetski etar ne postoji). Šezdesetih godina 19. stoljeća, kada je Maxwell razvio teoriju jedinstvenog elektromagnetnog polja, nestala je potreba za "svjetskim eterom" kao posebnim nosiocem svjetlosnih valova: ispostavilo se da su svjetlost elektromagnetski valovi i, prema tome, njihov nosilac. je elektromagnetno polje.
Vidljivo Svjetlost odgovara elektromagnetnim valovima dužine od 0,77 do 0,38 mikrona, nastalim vibracijama naboja koji čine atome i molekule. Tako je evoluirala talasna teorija prirode svetlosti elektromagnetnova teorija svetlosti.
Ideja o talasnoj (elektromagnetnoj) prirodi svetlosti ostala je nepokolebljiva do kraja 19. veka. Međutim, do tada se nakupio prilično opsežan materijal koji nije bio u skladu s ovom idejom, čak joj je bio u suprotnosti.
Proučavanje podataka o spektrima luminiscencije hemijskih elemenata, o raspodjeli energije u spektru toplotnog zračenja crnog tijela, o fotoelektričnom efektu i nekim drugim pojavama dovelo je do potrebe da se pretpostavi da emisija i apsorpcija elektromagnetne energije je diskretno(intermitentna) priroda, tj. svetlost se emituje i apsorbuje ne neprekidno (kako sledi iz teorije talasa), već porcije (kvanta).
Na osnovu ove pretpostavke, nemački fizičar Planck 1900. stvorio je kvantnu teoriju elektromagnetnih procesa, i Einstein razvijena 1905 kvantna teorija svjetlosti, prema kojoj je svjetlost struja svjetlosne čestice- fotoni. Međutim, fotoni se značajno (kvalitativno) razlikuju od običnih materijalnih čestica: svi fotoni se kreću brzinom jednakom brzini svjetlosti, dok posjeduju krajnji masa („masa mirovanja“ fotona je nula).
Važnu ulogu u daljem razvoju kvantne teorije svjetlosti odigrala su teorijske studije koje su izvršili Borom, Schrödinger, Dirac, Feynman, Focom itd. Prema savremenim pogledima, svjetlo- složeni elektromagnetski proces sa valnim i korpuskularnim svojstvimati.
U nekim pojavama (interferencija, difrakcija, polarizacija svjetlosti) otkrivaju se valna svojstva svjetlosti; ove pojave su opisane teorijom talasa. U drugim fenomenima (fotoelektrični efekat, luminiscencija, atomski i molekularni spektri) otkrivaju se korpuskularna svojstva svjetlosti; takve pojave opisuje kvantna teorija.
Dakle, talasna (elektromagnetska) i korpuskularna (kvantna) teorija ne odbacuju, već se nadopunjuju, čime se odražavaju dvojna priroda svojstava svjetlosti. Ovdje nailazimo na jasan primjer dijalektičkog jedinstva suprotnosti: svjetlost je i val i čestica. Prikladno je naglasiti da je takav dualizam svojstven ne samo svjetlosti, već i mikročesticama supstanci.
Moderna fizika teži stvaranju single teorija o prirodi svjetlosti, koja odražava dualnu korpuskularno-valnu prirodu svjetlosti; razvoj takve jedinstvene teorije još nije završen.
Interferencija svjetlosti je fenomen pojačavanja ili slabljenja vibracija koji nastaje kao rezultat sabiranja dva ili više valova koji konvergiraju u određenoj tački u prostoru. Neophodan uslov za interferenciju talasa je njihova koherentnost: jednakost njihovih frekvencija i konstantna fazna razlika tokom vremena. Ovo stanje zadovoljiti monohromatske svetlosni talasi (od grčkog (monos) - jedan, (chroma) - boja, tj. monohromatskoj svetlosti odgovara bilo koja talasna dužina). Ako je ovaj uslov ispunjen, može se uočiti i interferencija drugih valova (na primjer, zvuka).
Za svjetlosne valove, kao i za sve druge, vrijedi princip superpozicije. Budući da svjetlost ima elektromagnetnu prirodu, primjena ovog principa znači da je rezultujuća jakost električnog (magnetnog) polja dva svjetlosna vala koji prolaze kroz jednu tačku jednaka vektorskom zbiru jačine električnog (magnetskog) polja svakog vala posebno.
U posebnom slučaju kada su jačine komponentnih polja jednake, ali suprotne po smjeru, jačina rezultujućeg polja će biti nula (svjetlost se gasi). Ako su usmjereni u jednom smjeru, dolazi do maksimalnog pojačanja svjetlosti.
Rezultat interferencije je interferentni obrazac - vremenski stabilna distribucija u prostoru maksimuma i minimuma interferencije (na primjer, naizmjenične tamne i svijetle pruge na ekranu; u prirodi, dugina boja krila insekata i ptica, mjehurići od sapunice , uljni film na vodi itd.).
Poseban slučaj interferentnog uzorka su takozvani Njutnovi prstenovi (slika 4.1)
Slika 4.1
Oni se posmatraju u sistemu formiranom od ravno-paralelne ploče i plano-konveksnog sočiva sa velikim radijusom zakrivljenosti u kontaktu sa njom.
Rezultat interferencije dva svjetlosna talasa (u istom mediju) ovisi o razlici putanja Δl=l 1 -l 2 (slika 4.2).
Slika 4.2
Ako razlika u putanji zraka sadrži paran broj polutalasa, tj. Ako
(4.1.1)
tada će u tački A biti maksimum svjetlosti na ekranu (λ je talasna dužina, S 1 i S 2 su monohromatski izvori svjetlosti, n = 0,1,2,3,...). Ako razlika putanja zraka sadrži neparan broj polutalasa, tj. Ako
(4.1.2)
tada će u tački A biti minimum svjetla. Interferentni obrazac koji stvaraju dva koherentna izvora svjetlosti na ekranu je izmjena tamnih i svijetlih pruga.
Obrazac interferencije je vrlo osjetljiv na veličinu razlike putanja između interferentnih valova. Na osnovu ovoga interferometarski uređaj uređaj koji se koristi za određivanje malih dužina, uglova, indeksa prelamanja medija i talasnih dužina svetlosti.
Difrakcija je skretanje svjetlosti od linearnog širenja u blizini prepreke (svjetlo se savija oko prepreke). Tako, na primjer, ako se drugi ekran B s rupom postavi između izvora svjetlosti S i ekrana A, na ekranu A možete promatrati difrakcijski uzorak koji se sastoji od naizmjeničnih svjetlosnih i tamnih prstenova i koji hvata područje geometrijskog sjena (posebno uočljiva kada je veličina rupe mnogo manja od udaljenosti između ekrana).
Slika 4.3
Kada se koristi bijela (nemonokromatska svjetlost), difrakcijski uzorak postaje duginih boja.
Fenomen difrakcije je objašnjen korištenjem Huygens–Fresnelovog principa. Prema ovom principu, svaka tačka valne površine koja dopire do rupe postaje sekundarni izvor svjetlosti. Ovi izvori su koherentni, tako da će svjetlosni zraci koji izlaze iz njih ometati jedni druge. Ovisno o veličini razlike putanje, maksimumi i minimumi osvjetljenja će se pojaviti na ekranu A. U laboratorijskoj praksi, difrakcijski uzorak se obično dobiva iz uskih svjetlećih proreza. Skup velikog broja paralelnih uskih proreza prozirnih za svjetlost, odvojenih neprozirnim prostorima, naziva se difrakciona rešetka. Difrakcione rešetke se izrađuju nanošenjem finih linija na površinu staklene ploče (prozirna rešetka) ili metalnog ogledala (reflektirajuće). Zbir širine proreza a i razmaka b između proreza naziva se period ili konstanta rešetke: d = a + b. Difrakcione rešetke daju jasan uzorak difrakcije i koriste se za određivanje talasne dužine, kao i u spektralnoj analizi za razlaganje svetlosti u spektar i izvođenje zaključaka o hemijskom sastavu supstance. Difrakcijski obrasci se često javljaju u prirodi. Na primjer, obojeni prstenovi koji okružuju izvor svjetlosti kada je zrak zasićen kapljicama vode (magla) ili prašinom rezultat su difrakcije svjetlosti na ovim česticama. Difrakcija objašnjava boju sedefa i iridescentnu boju očiju mnogih insekata, čije su oči svojevrsne difrakcijske rešetke.
U hemiji je široku primenu dobila rendgenska difrakciona analiza, metoda za proučavanje strukture supstance prema prostornoj raspodeli i intenzitetu rendgenskog zračenja raspršenog na analiziranom objektu. Zasnovan je na interakciji rendgenskog zračenja s elektronima tvari, što rezultira difrakcijom rendgenskih zraka. Difrakcioni uzorak zavisi od talasne dužine rendgenskih zraka koji se koriste i strukture objekta. Za proučavanje strukture atoma koristi se zračenje s talasnom dužinom reda veličine atoma. Metode analize rendgenske difrakcije koriste se za proučavanje metala, legura, minerala, neorganskih i organskih jedinjenja, polimera, amorfnih materijala, tečnosti i gasova, molekula proteina, nukleinskih kiselina itd. Najuspješnije se koristi za uspostavljanje atomske strukture kristalnih tijela. To je zbog činjenice da kristali imaju strogo periodičnu strukturu i predstavljaju difrakcijsku rešetku za rendgenske zrake koje je stvorila sama priroda.
Svjetlost predstavlja ukupno elektromagnetno zračenje mnogih atoma. Kao što je poznato, elektromagnetski talas se može predstaviti u obliku oscilacija dva međusobno okomita intenziteta električnog E i magnetskog H. Pošto je elektromagnetski talas poprečan, oba vektora osciliraju u ravninama okomitim na vektor brzine - pravac širenja greda. Elektromagnetski talas u kojem oscilira samo jedan od ovih vektora je nemoguć. Električno polje u kojem se mijenja E neizbježno stvara magnetsko polje u kojem se H mijenja po istom zakonu, i obrnuto. Pojave polarizacije razmatraju se u odnosu na vektor intenziteta E, ali treba imati na umu da je vektor intenziteta H okomit na njega. Ravan u kojoj oscilira vektor jačine magnetnog polja naziva se ravan polarizacije.
Prirodno svjetlo sa ove tačke gledišta može se shematski predstaviti na sljedeći način (slika 4.4):
Slika 4.4
Ujednačen raspored vektora E je rezultat velikog broja atomskih emitera. Ova vrsta svjetlosti se zove nepolarizovan. U takvim svjetlosnim valovima, vektori imaju različite orijentacije vibracija, a sve orijentacije su jednako vjerovatne. Ako se zbog uticaja spoljašnjih uticaja na svetlost ili unutrašnjih karakteristika izvora svetlosti pojavi preferirani, najverovatniji pravac oscilovanja, onda se takva svetlost naziva delimično polarizovan(Slika 4.5) .
Slika 4.5
Pomoću posebnih uređaja moguće je odabrati snop iz snopa prirodne svjetlosti u kojem će se oscilacije vektora E pojaviti u jednoj specifičnoj ravni (slika 4.6)
Slika 4.6
Takva svjetlost će biti potpuno polarizirana. Za razliku od prirodne svjetlosti, polariziranu svjetlost karakteriše pored intenziteta i talasne dužine položaj ravni polarizacije. Ljudsko oko ne razlikuje prirodno i polarizovano svetlo. U praksi, polarizirana svjetlost se obično proizvodi prolaskom prirodne svjetlosti kroz kristale, za koje se zna da su anizotropni (fizička svojstva zavise od smjera u kristalu). Polarizovano svetlo se široko koristi u hemijskim i biološkim istraživanjima. Na primjer, neke tvari, koje se nazivaju optički aktivne, rotiraju ravninu polarizacije polarizirane svjetlosti koja prolazi kroz njih. Štoviše, kut rotacije ovisi o debljini sloja tvari. Tako je moguće odrediti koncentraciju tvari u otopini, koja je u osnovi metode proučavanja tvari - polarimetrije. Pomoću optičkih polarimetara određuje se količina rotacije ravnine polarizacije svjetlosti kada ona prolazi kroz optički aktivne medije (čvrste tvari ili otopine). Polarimetrija se široko koristi u analitičkoj hemiji za brzo mjerenje koncentracije optički aktivnih supstanci za identifikaciju eteričnih ulja i u drugim studijama. Gotovo sve biološki funkcionalne molekule su optički aktivne.
Važna optička karakteristika medija je apsolutni indeks prelamanja n (ili jednostavno indeks loma). Pokazuje koliko je puta brzina svjetlosti u datom mediju manja od brzine svjetlosti u vakuumu
(4.1.3)
Vrijednost indeksa prelamanja medija uglavnom je određena svojstvima ovog medija. Međutim, donekle zavisi i od talasne dužine (frekvencije) svetlosti. Dakle, isti medij različito lomi svjetlosne zrake različitih valnih dužina. Ovisnost indeksa prelamanja medija o talasnoj dužini svjetlosti naziva se svjetlosna disperzija (od latinskog dispersio - raspršivanje).
Disperzija se naziva normalnom ako indeks loma raste sa smanjenjem svjetlosnog vala, u suprotnom je anomalna. Zahvaljujući disperziji, snop bijele svjetlosti koja prolazi kroz refrakcijsku sredinu dijeli se na različite monokromatske snopove (crvene, narandžaste, žute, zelene, cijan, indigo, ljubičaste). Kada ovi zraci udare u ekran, formiraju spektar disperzije - kolekciju raznobojnih pruga. Spektar disperzije se najjasnije otkriva kada se svjetlost lomi u prizmi (slika 4.7).
Slika 4.7
Ugao D između zraka koji odgovaraju ekstremnim bojama disperzijskog spektra naziva se disperzijski ugao. Od toga zavisi širina spektra. Po vrsti spektra može se suditi o hemijskom sastavu refrakcionog medija. Na tome se zasniva takozvana spektralna analiza.
Kada svjetlost prolazi kroz supstancu, ona se djelomično apsorbira zbog pretvaranja elektromagnetske energije svjetlosnog vala u druge vrste energije (na primjer, toplinsku energiju). Tvari koje slabo apsorbuju svjetlost nazivaju se prozirnim. Snažno upija svjetlost - neproziran. Ova podjela je relativna, jer transparentnost ne ovisi samo o vrsti tvari, već i o debljini njenog sloja. Osim toga, apsorpcija svjetlosti tvari je selektivna. Različite supstance različito apsorbuju svetlost različitih talasnih dužina. To je ono što određuje boju tijela. Od toka bijele boje, dato tijelo apsorbira samo zrake određene valne dužine, ostalo se prenosi, reflektira ili raspršuje i percipira ljudskim okom. Na primjer, listovi živih biljaka imaju značajnu apsorpciju u cijelom vidljivom spektru, osim zelenog i tamnocrvenog dijela.
Kada se svjetlost širi u homogenom mediju, kao što pokazuju studije Bouguera i Lamberta, intenzitet svjetlosti se mijenja prema sljedećem zakonu:
(4.1.4)
gde je I 0 intenzitet svetlosti na ulazu u sloj materije, I je intenzitet svetlosti na izlazu iz njega, x je debljina sloja materije, k je koeficijent apsorpcije, u zavisnosti od vrste supstance i talasne dužine. Apsorpcija svjetlosti u konačnici određuje sve vrste efekata svjetlosti na materiju. Kao rezultat djelovanja svjetlosti dolazi do fotosinteze (transformacije anorganskih tvari u organske tvari uz oslobađanje kisika).
Prolazeći kroz zamućeni medij (medij u kojem su suspendovane mnoge čestice neke strane tvari), svjetlost se lomi od svojih nasumično lociranih mikrohomogenosti i širi se u svim smjerovima (rasprši se). U tom slučaju okolina dobiva plavu nijansu. Ovaj fenomen se objašnjava Rayleighovim zakonom:
I~1/λ 4 (4.1.5)
one. Intenzitet raspršene svjetlosti je obrnuto proporcionalan četvrtom stepenu valne dužine. Iz formule (4.1.4) je jasno da se zraci kraće talasne dužine jače raspršuju (plava svetlost ima najkraću talasnu dužinu). Do raspršivanja svjetlosti dolazi i u medijima očišćenim od stranih čestica (tzv. molekularno raspršivanje). U ovom slučaju, svjetlost se lomi od nasumičnih zbijanja medija uzrokovanih nasumičnim toplinskim kretanjem molekula. U ovom slučaju, intenzitet raspršene svjetlosti je nizak i postaje primjetan kada je medij gust. Molekularno rasipanje objašnjava plavu boju neba i žutu boju solarnog diska. Zato što se svetlost koja prolazi kroz atmosferu sastoji prvenstveno od dugih talasa.
Skoro-horizontalni luk. Poznata kao "vatrena duga". Obojene trake se pojavljuju direktno na nebu kao rezultat svjetlosti koja prolazi kroz kristale leda u cirusnim oblacima, prekrivajući nebo „duginim filmom“. Ovaj prirodni fenomen je veoma teško uočiti, jer i kristali leda i sunčeva svetlost moraju biti pod određenim uglom jedan prema drugom da bi se stvorio efekat "vatrene duge".
"Duh Brockena." U nekim dijelovima Zemlje možete uočiti nevjerovatan fenomen: osoba koja stoji na brdu ili planini, iza koje sunce izlazi ili zalazi, otkriva da njegova sjena koja pada na oblake postaje nevjerovatno ogromna. To se događa jer se sitne kapljice magle lome i reflektiraju sunčevu svjetlost na poseban način. Fenomen je dobio ime po vrhu Broken u Njemačkoj, gdje se, zbog čestih magla, ovaj efekat može redovno uočiti.
Luk blizu zenita. Luk blizu zenita je luk sa središtem u zenitnoj tački, koja se nalazi približno 46° iznad Sunca. Retko je vidljiv i samo nekoliko minuta, ima jarke boje, jasne obrise i uvek je paralelan sa horizontom. Za spoljašnjeg posmatrača, to će ličiti na osmeh Češirske mačke ili obrnutu dugu.
"Maglovita" duga. Zamagljeni oreol izgleda kao bezbojna duga. Poput obične duge, ovaj oreol nastaje lomom svjetlosti kroz kristale vode. Međutim, za razliku od oblaka koji formiraju običnu dugu, magla koja stvara ovaj oreol sastoji se od manjih čestica vode, a svjetlost, prelomljena u sitnim kapljicama, ne boji je.
Gloria. Kada se svjetlost podvrgne povratnom raspršenju (difrakcija svjetlosti koja se prethodno reflektirala u vodenim kristalima oblaka), ona se vraća iz oblaka u istom smjeru u kojem je pala, stvarajući efekat nazvan "Gloria". Ovaj efekat se može primetiti samo na oblacima koji su direktno ispred posmatrača ili ispod njega, u tački koja je na suprotnoj strani od izvora svetlosti. Dakle, Gloria se može vidjeti samo sa planine ili iz aviona, a izvori svjetlosti (Sunce ili Mjesec) moraju biti direktno iza posmatrača. Glorijini dugini krugovi se u Kini nazivaju i Buda svjetlost. Na ovoj fotografiji, prekrasna dugina oreola okružuje senku balona na vrući zrak dok pada na oblak ispod.
Halo u 22?. Bijeli krugovi svjetlosti oko Sunca ili Mjeseca koji nastaju prelamanjem ili refleksijom svjetlosti kristalima leda ili snijega u atmosferi nazivaju se oreoli. U atmosferi se nalaze mali kristali vode, a kada njihova lica formiraju pravi ugao sa ravninom koja prolazi kroz Sunce, onaj koji posmatra efekat i kristali će videti karakterističan beli oreol koji okružuje Sunce na nebu. Dakle, lica reflektuju svetlosne zrake sa odstupanjem od 22°, formirajući oreol. Tokom hladne sezone, oreoli formirani od kristala leda i snijega na površini zemlje reflektiraju sunčevu svjetlost i raspršuju je u različitim smjerovima, stvarajući efekat koji se naziva "dijamantska prašina".
Dugini oblaci. Kada je Sunce postavljeno pod određenim uglom u odnosu na kapljice vode koje čine oblak, te kapljice prelamaju sunčevu svjetlost i stvaraju neobičan efekat "duginog oblaka", bojeći ga u sve dugine boje. Oblaci, poput duge, duguju svoje boje različitim talasnim dužinama svetlosti.
Lunarni luk. Tamno noćno nebo i jako svjetlo Mjeseca često proizvode fenomen koji se naziva "lunarna duga" - duga koja se pojavljuje na svjetlosti Mjeseca. Takve duge se nalaze na suprotnoj strani neba od Mjeseca i najčešće izgledaju potpuno bijele. Međutim, ponekad se mogu vidjeti u punom sjaju.
Parhelion. "Parhelium" u prijevodu sa grčkog znači "lažno sunce". Ovo je jedan od oblika oreola (vidi tačku 6): jedna ili više dodatnih slika Sunca se posmatraju na nebu, koje se nalaze na istoj visini iznad horizonta kao i pravo Sunce. Milioni ledenih kristala sa okomitom površinom, koji reflektuju Sunce, formiraju ovaj prelepi fenomen.
Rainbow. Duga je najljepši atmosferski fenomen. Duge mogu imati različite oblike, ali zajedničko pravilo za sve njih je raspored boja – u nizu spektra (crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta). Duge se mogu uočiti kada Sunce obasjava dio neba, a zrak je zasićen kapljicama vlage, na primjer, tokom ili neposredno nakon kiše. U davna vremena, pojavljivanju duge na nebu dato je mistično značenje. Vidjeti dugu smatralo se dobrim znakom vožnje ili hodanja ispod nje obećavalo je sreću i uspjeh. Kaže se da dupla duga donosi sreću i ispunjava želje. Stari Grci su vjerovali da je duga most do neba, a Irci su vjerovali da se na drugom kraju duge nalazi legendarno zlato leprekona.
Sjeverno svjetlo Sjaj koji se uočava na nebu u polarnim područjima naziva se sjevernim, ili aurora, kao i južnim - na južnoj hemisferi. Pretpostavlja se da ovaj fenomen postoji iu atmosferama drugih planeta, poput Venere. Priroda i porijeklo aurora predmet je intenzivnih istraživanja i u tom smislu su razvijene brojne teorije." Aurore, prema znanstvenicima, nastaju bombardiranjem gornje atmosfere nabijenim česticama koje se kreću prema Zemlji duž linija geomagnetnog polja od područje blizu Zemlje, nazvano plazma slojem. Projekcija sloja plazme duž linija geomagnetnog polja na Zemljinu atmosferu ima oblik prstenova koji okružuju sjeverni i južni magnetni pol (auroralni ovali).
Kondenzacijski trag. Kondenzacijski tragovi su bijele pruge koje na nebu ostavljaju avioni. Po svojoj prirodi su kondenzovana magla, koja se sastoji od vlage koja se nalazi u atmosferi i izduvnih gasova motora. Najčešće su ovi tragovi kratkotrajni - pod utjecajem visokih temperatura jednostavno ispare. Međutim, neki od njih se spuštaju u niže slojeve atmosfere, formirajući cirusne oblake. Ekolozi smatraju da kondenzacijski tragovi aviona koji su transformirani na ovaj način imaju negativan utjecaj na klimu planete. Tanki visinski cirusi oblaci, koji se dobijaju iz modifikovanih staza aviona, sprečavaju prolaz sunčeve svetlosti i kao rezultat toga snižavaju temperaturu planete, za razliku od običnih cirusnih oblaka, koji su u stanju da zadrže toplotu zemlje.
Izduvni trag rakete. Vazdušne struje u visokim slojevima atmosfere deformišu tragove svemirskih raketa, a čestice izduvnih gasova prelamaju sunčevu svetlost i boje tragove u svim duginim bojama. Ogromne raznobojne kovrče protežu se nekoliko kilometara po nebu prije nego što ispare.
Polarizacija. Polarizacija je orijentacija elektromagnetnih oscilacija svjetlosnog vala u prostoru. Polarizacija svjetlosti nastaje kada svjetlost udari u površinu pod određenim uglom, reflektira se i postane polarizirana. Polarizovana svetlost takođe slobodno putuje kroz svemir, baš kao i obična sunčeva svetlost, ali ljudsko oko generalno nije u stanju da detektuje promenu nijansi boja koja je posledica pojačanog efekta polarizacije. Ova slika, snimljena širokokutnim objektivom i polarizacijskim filterom, pokazuje intenzivnu plavu boju koju elektromagnetski naboj daje nebu. Takvo nebo možemo vidjeti samo kroz filter kamere.
Star trail. „Trag zvijezda“, nevidljiv golim okom, može se snimiti kamerom. Ova fotografija je snimljena noću, koristeći kameru postavljenu na stativ, sa širom otvorenim otvorom objektiva i brzinom zatvarača od preko sat vremena. Fotografija prikazuje "kretanje" zvjezdanog neba - prirodna promjena položaja Zemlje kao rezultat rotacije uzrokuje da se zvijezde "kreću". Jedina fiksna zvijezda je Polaris, koja pokazuje na astronomski Sjeverni pol.
Zodijačko svjetlo. Difuzni sjaj noćnog neba stvoren sunčevom svjetlošću reflektovanom od međuplanetarnih čestica prašine naziva se i zodijakalna svjetlost. Zodijačka svjetlost se može posmatrati uveče na zapadu ili ujutro na istoku.
Kruna. Korone su mali prstenovi u boji oko Sunca, Mjeseca ili drugih svijetlih objekata koji se vide s vremena na vrijeme kada je izvor svjetlosti iza prozirnih oblaka. Korona nastaje kada se svjetlost rasprši malim kapljicama vode, formirajući oblak. Ponekad se korona pojavljuje kao svjetleća mrlja (ili oreol) koja okružuje Sunce (ili Mjesec), a završava se crvenkastim prstenom. Tokom pomračenja, korona je ta koja okružuje zamračeno sunce.
Zrake sumraka. Krepuskularne zrake su divergentni snopovi sunčeve svjetlosti koji postaju vidljivi zbog njihovog osvjetljenja prašine u visokim slojevima atmosfere. Sjene oblaka formiraju tamne pruge, a zrake se šire između njih. Ovaj efekat se javlja kada je Sunce nisko na horizontu pre zalaska sunca ili posle zore.
Mirage. Optički efekat uzrokovan lomom svjetlosti pri prolasku kroz slojeve zraka različite gustine izražava se pojavom varljive slike - fatamorgane. Mirage se mogu posmatrati u vrućim klimama, posebno u pustinjama. Glatka površina pijeska u daljini izgleda kao otvoreni izvor vode, posebno kada se gleda iz daljine sa dine ili brda. Slična iluzija se javlja u gradu po vrućem danu, na asfaltu zagrijanom od sunčevih zraka. U stvari, "vodena površina" nije ništa drugo do odraz neba. Ponekad fatamorgane pokazuju čitave objekte koji se nalaze na velikoj udaljenosti od posmatrača.
Stubovi svjetlosti Pljosnati kristali leda reflektiraju svjetlost u gornjim slojevima atmosfere i formiraju vertikalne stupove svjetlosti, kao da izranjaju sa površine zemlje. Izvori svjetlosti mogu biti Mjesec, Sunce ili umjetna svjetla.
A ovaj fenomen, koji su stanovnici ostrva Madeira, u Atlantskom okeanu, jednom primetili, prkosi svakoj klasifikaciji.
Verovatno ste videli dugu i možda znate šta je fatamorgana na vrelom putu. Neki od nas su imali više sreće pa su svojim očima vidjeli prirodne fenomene poput sjevernog svjetla, bijele ili obrnute duge i zvjezdanih staza.
U ovom postu odabrao sam nešto više od desetak prirodnih fenomena koji se pojavljuju kao rezultat prelamanja ili drugog djelovanja svjetlosti. Ukratko, ovo su svjetlosni fenomeni koji stvaraju zapanjujuće fotografije i nezaboravna iskustva. 
1. Dugin zid
Rijedak atmosferski fenomen, također poznat kao "vatrena duga", javlja se kada se horizontalne zrake izlazećeg ili zalazećeg sunca prelamaju kroz horizontalne kristale leda u oblacima. Rezultat je neka vrsta zida obojenog u različite dugine boje. Fotografija je snimljena na nebu Washingtona 2006. godine. 
2. Halo
Sunčevi zraci se odbijaju od kristala leda koji se nalaze pod uglom od 22° u odnosu na Sunce u oblacima na velikim visinama. Različiti položaji kristala leda mogu uzrokovati modifikacije haloa. U mraznim danima može se uočiti efekat "dijamantske prašine", u kom slučaju se sunčevi zraci više puta odbijaju od kristala leda. 
3. Tragovi aviona
Izduvni gasovi aviona i vrtložne struje na velikim visinama pretvaraju čestice leda u vodu. Duge bijele pruge visoko na nebu nisu ništa drugo do suspendirane kapljice vode. 
4. Krepuskularne zrake
Zalazeće sunčeve zrake prolazeći kroz praznine u oblacima formiraju jasno vidljive pojedinačne snopove sunčeve svjetlosti. Vrlo često se takve sunčeve zrake mogu vidjeti u raznim naučnofantastičnim filmovima. Ova fotografija je snimljena u jednom od nacionalnih parkova u Utahu. 
5. Northern Lights
Sjeverno svjetlo nije ništa drugo do sudar u gornjim slojevima atmosfere sunčevih zraka sa nabijenim česticama plinova iz Zemljinog magnetskog polja. 
6. Zvjezdane staze
Vizuelna demonstracija Zemljine rotacije. Ovaj fenomen je nevidljiv golim okom. Da biste dobili takvu fotografiju, morate podesiti kameru na dugu brzinu zatvarača. Na slici samo jedina zvijezda Sjevernjača, koja se nalazi gotovo iznad Zemljine ose, ostaje gotovo nepomična. 
7. Bijela duga
Fotografija snimljena na mostu Golden Gate u San Francisku. Mala veličina vazdušnih kapljica vode onemogućava razlaganje sunčevih zraka na spektre boja, pa je duga samo bijela. 
8. Buda svjetlost
Ova fotografija je snimljena u Kini. Fenomen je sličan "Duhu Brockena". Sunčevi zraci se odbijaju od atmosferskih kapljica vode iznad mora, sjena u sredini duginog kruga reflektiranih zraka je sjena aviona. 
9. Inverted Rainbow
Ovakva neobična duga pojavljuje se i kao rezultat prelamanja sunčeve svjetlosti kroz kristale leda koji se nalaze samo u određenim dijelovima oblaka. 
10. Mirage
Veoma čest atmosferski fenomen. Može se posmatrati ne samo u pustinji, već i na putu po sparnoj vrućini. Ovaj fenomen nastaje kao rezultat prelamanja sunčeve svjetlosti kroz "leću" koju čine slojevi hladnijeg (blizu površine zemlje) i toplijeg (koji se nalazi iznad) zraka. Ovo jedinstveno sočivo odražava objekte koji se nalaze iznad horizonta, u ovom slučaju neba. Fotografija snimljena u Tiringiji (Njemačka). 
11. Šareni oblaci
Zraci sunca na zalasku pod pravim uglom „udaraju“ u kapljice vode oblaka. Kao rezultat difrakcije (savijanje kapljica vode sunčevim zracima) i interferencije sunčevih zraka (razlaganje sunčevih zraka u spektre), figura oblaka je ispunjena gradijentom, kao u Photoshopu. 
12. Trag izduvnih gasova rakete
Trag projektila Minotaur koji su ispalile američke zračne snage u Kaliforniji. Zračne struje koje pušu na različitim visinama pri različitim brzinama uzrokuju distorziju nakon izduvnih gasova rakete. Atmosferske kapljice vode iz otopljenih kristala leda također uzrokuju da se sunčeva svjetlost podijeli u različite dugine boje. 
13. Ghost of Brocken, Njemačka
Ova pojava se javlja u maglovito jutro. Dugini solarni disk se pojavljuje nasuprot Suncu kao rezultat refleksije sunčevih zraka od kapljica vode u magli. Zanimljiva trokutasta sjena koja razbija prelivi disk reflektirane sunčeve svjetlosti nije ništa drugo do projekcija gornje površine oblaka. 
14. Zodijačko svjetlo
Zodijačko svjetlo često maskira mjesečinu i umjetnu gradsku svjetlost. U tihoj noći bez mjeseca u prirodi, vjerovatnoća da ćete vidjeti zodijačko svjetlo je prilično velika. Ovaj fenomen se opaža kao rezultat refleksije sunčevih zraka od čestica kosmičke prašine koja okružuje Zemlju.
