Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало




НазваНаучно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало
Бодаевская Яна
Дата канвертавання10.01.2013
Памер140.73 Kb.
ТыпДокументы


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Куйбышевского района

«Михайловская средняя общеобразовательная школа»


научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района


Секция: физика и астрономия

Тема работы: Гало, реферат


Выполнила: Бодаевская Яна,

учащаяся 11 класса

Руководитель: Рудер Елена Ивановна,

учитель физики 2 категории


Куйбышев


2011


Оглавление



№ п/п

название

стр

1

Введение

3

2

Основная часть

3

2.1

Исторические хроники

3

2.2

Предсказания погоды по гало

4

2.3

Физические основы явления

4

2.4

Классификация гало

5

2.5

Часто встречающиеся и феноменальные гало

6

а

Радужные и светлые круги вокруг диска Солнца или Луны

7

б

Паргелий

7

в

Ложная луна

8

г

Солнечный столб

8

д

Околозенитная дуга

9

е

Окологоризонтная дуга

9

ж

«Огненная радуга» в горах

10

3

Заключение

10

4

Используемая литература

11

5

Приложения

12-16












Введение

Однажды, выйдя из дома, я увидела вокруг солнца яркое кольцо. Меня заинтересовало это явление, захотелось узнать, как оно называется, как же образуется. Это явление - оптическое и называется гало.

Цель моей работы: познакомиться с оптическим явлением Гало.

Для решения поставленной цели я выдвинула следующие задачи:

  1. Изучить роль гало в исторической хронике.

  2. Изучить народные приметы связанные с гало.

  3. Изучить физические основы появления гало.

  4. Раскрыть классификацию гало

  5. Показать наиболее часто встречающиеся и очень редкие виды гало.


Гало – оптический феномен

Вокруг Солнца или Луны в определённую погоду можно увидеть яркое кольцо, радужные пятна света, странные радуги. Все эти явления имеют общее название - гало. Гало́ (от др.-греч. ἅλως — круг, диск; также а́ура, нимб, орео́л) — оптический феномен, светящееся кольцо вокруг объекта — источника света.

В старину на Руси яркие участки столбов и гало и ложные солнца называли "пасолнца", "уши", "солнце с ушами".


Исторические хроники

Различные явления гало описываются в истории довольно часто. Люди наблюдали эти разнообразные световые эффекты на небе во все времена, но поскольку узнать происхождение этого явления тогда не представлялось возможным, людское воображение приписывало предстающим перед ними зрительным эффектам всё, что только могло прийти в голову. Дуги и световые столбы называли огненными мечами ангелов, окровавленными мечами и крестами. В «Слове о Полку Игореве» это явление названо «четыре солнца», воины восприняли это как знак надвигающейся большой беды. Иван Грозный посчитал увиденное «крестообразным небесным знамением» его собственной смерти. А в 1551 году после длительной осады войсками императора Карла V немецкого города Магдебурга в небе над городом появилось гало с ложными солнцами. Это вызвало переполох среди осаждавших. Так как гало было воспринято как «небесное знамение» в защиту осаждённых, то Карл V приказал снять осаду города. Одна монахиня в январе 1877 года увидела, как по обеим сторонам солнца появились две золотые чаши, а в чашах – кресты. Над дневным светилом висел серп, лезвие его было синим, рукоятка огненной, а само оно находилось внутри большого креста. А сколько упоминаний о гало было в древнерусских летописях! И даже упоминаемый в Ветхом Завете Шестикрылый Серафим по описанию больше всего напоминает именно сложный гало. Страх перед неизвестным был присущ людям во все времена и потому явлениям, о происхождении которых они не знали ровным счётом ничего, всегда предписывались дурные предзнаменования.


Предсказания погоды по гало

В те времена, когда метеорологии не существовало, гало и подобные ему оптические явления использовались для предсказания погоды. Например, русские народные приметы говорят, что появление вокруг либо около луны подобных светлых колец, дуг, пятен, столбов — к дождю. Периодически наблюдая все эти световые явления, люди сделали определённые выводы, на основе которых появилось множество примет, связанных, конечно, в основном с определением грядущей погоды. Кольцо вокруг Луны – к ветру. Вокруг Солнца или Луны видно гало – признак ухудшения погоды. Если зимой появляются белые венцы большого диаметра вокруг солнца или луны, а также столбы около солнца, или так называемые ложные солнца, то это признак сохранения морозной погоды. В американском штате Нью-Хэмпшир существует интересная примета: если местные жители смотрят ночью на небо и видят гало – круг вокруг луны – они знают, что вскоре придет шторм. Сколько звезд можно насчитать внутри гало – через столько дней начнется шторм.


Физические основы явления

Но откуда же берутся эти явления, точного объяснения которым в древности не удалось найти никому, но которые, однако, вызывали столь неописуемый ужас? На самом деле объяснение гало самое простое. Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Каждый раз, когда на небе появляются высокие перисто-слоистые облака возможно появления одного из эффектов гало. Эти оптические эффекты возникают при прохождении лучей света от Солнца и Луны через кристаллики льда, из которых состоят некоторые облака (вызваны они преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5—10 км в верхних слоях тропосферы). Лучи света могут просто отражаться от кристалликов, создавая светлые, неокрашенные гало. Если же луч света проходит сквозь кристалл льда (преломляется) - происходит дисперсия, зависимость преломления луча света от цвета (частоты). Вместо белого луча света на выходе получается радужный луч. Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу, однако гало в условиях низкой освещённости имеет малую цветность, что связано с особенностями сумеречного зрения. Когда кристалликов в воздухе много и они симметричны по форме или ориентации в пространстве, выходящие из них разноцветные лучи складываются вместе в красивые круги или дуги на небе. В зависимости от того, какую форму имеют кристаллы, как они ориентированны в воздухе, как сквозь них проходит и/или отражается свет, образуются различные гало.





Рис. 1


Падающие лучи

Отражённые лучи

Преломлённые лучи

Проходящие лучи

Рис. 2



Иногда в морозную погоду гало образуется кристаллами очень близко к земной поверхности. В этом случае кристаллы напоминают сияющие драгоценные камни.


Классификация гало

На сегодняшний день известно более 90 видов гало. Крупный вклад в изучение и систематизацию гало внёс голландский астроном Марсел Миннарт.

Гало классифицируются по нескольким признакам:

  1. По расположению на небе гало делятся на: расположенные близко к Солнцу, расположенные на расстоянии 46° и дальше от Солнца, гало, охватывающие все небо, гало в противоположной Солнцу части неба и отражённые в плоскости горизонта (суб гало).

  2. По окрашенности гало бывают двух видов: белые и радужные. Радужные бывают слабоокрашенные (только красный, оранжевый и белый цвет) и полноцветные, в которых видны также синий и зеленый цвета.

  3. По частоте наблюдения различают часто наблюдаемые гало (несколько раз в год), редкие гало (один раз в год или в несколько лет), очень редкие гало (которые наблюдались всего несколько раз) и не наблюдаемые (предсказанные, но еще ни разу не фотографированные).

  4. По удалённости от источника света выделяет два вида гало: гало параллельных лучей света (это практически все гало от Солнца, Луны, планет и т.д.) и гало расходящихся лучей света (гало от близких источников света, от прожекторов, фонарей, ламп и т.д.).

  5. По форме и ориентации кристаллов, образующих гало существуют следующее деление: произвольно ориентированные кристаллы, горизонтально ориентированные колоннообразные кристаллы, горизонтально ориентированные плоские призмы, ориентация Ловица (плоские вращающиеся пластинки), ориентация Парри (горизонтально ориентированные колоннообразные кристаллы с горизонтальными гранями), случайно ориентированные пирамидальные кристаллы, ориентированные плоские пирамидальные кристаллы и ориентированные колоннообразные пирамидальные кристаллы.

Отдельным списком идут гало, теория которых пока разработана еще недостаточно хорошо, или которые не имеют объяснения. Существует три вида гало, у которых нет достоверной теории: эллиптические гало или нетипичные кристаллы, гало на кубических кристаллах и необъясняемые гало. Все эти гало были сфотографированы, но даже приблизительно обоснования их нет.


Часто встречающиеся и феноменальные гало

Наиболее обычные формы гало:

  • радужные круги вокруг диска Солнца или Луны с угловым радиусом либо 22° либо 46°;

  • паргелии, или "ложные Солнца", - яркие радужные пятна справа и слева от Солнца на расстояниях 22°, реже 46°;

  • параселена, или «ложная луна», - яркие радужные пятна справа и слева от Луны на расстояниях 22°, реже 46°;

  • столб - часть белого вертикального круга, проходящего через диск светила; в сочетании с паргелическим кругом образует белый крест;

  • околозенитная дуга - отрезок радужной дуги, касающейся верхней точки 46-градусного круга и обращенной выпуклостью к Солнцу;

  • окологоризонтная дуга - располагается прямо под солнцем, в 2 раза дальше обычного 22º гало;

  • паргелический круг - белый горизонтальный круг, проходящий через диск светила.


Радужные и светлые круги вокруг диска Солнца или Луны

(приложение 1)

Светлые круги вокруг Солнца или Луны можно наблюдать достаточно часто – это бывает, когда небо затянуто перистыми облаками. Но если облака достаточно тонкие и однородные, лучи света преломляются на составляющих их ледяных кристалликах особым образом, образуя вокруг Солнца или Луны яркий круг или несколько кругов.

Малое гало — это радужный круг вокруг солнца, угловой радиус — около 22 градусов. Кольцо замкнуто (в идеале, но часто наблюдаются только фрагменты). Внутренний край достаточно резко ограничен, окрашен в красный цвет. За ним следует желтый, не яркий, переходящий в белый. Небо внутри малого гало часто кажется темнее, чем вне его. Малое гало возникает из-за преломления солнечного света в облаке состоящем из ледяных кристаллов. Солнечный свет либо проходит мимо кристаллов, либо преломляется, либо отражается от кристаллов.

Большое гало образуется на произвольно ориентированных ледяных кристаллах, на преломляющем угле 90 градусов. Луч света входит через боковую грань, а выходит через основание. Редкость этого вида гало вызвана тем, что необходима достаточно правильная форма кристалла, а также из-за больших размеров интенсивность (яркость) очень слабая, в несколько раз слабее малого гало.


Паргелий

(приложение 2)

Паргелий (от др.-греч. παρα- и ἥλιος «солнце» — ложное солнце) — один из видов гало, выглядит как светлое радужное пятно на уровне солнца. Возникает вследствие преломления солнечного света в анизотропно ориентированных кристалликах льда, парящих в атмосфере. Очень редкой формой паргелия является ложный восход солнца, когда ложное изображение солнца поднимается над горизонтом в то время как само солнце еще находится под ним.




Рис.3

В «Слове о полку Игореве» упоминается, что перед наступлением половцев и пленением Игоря «четыре солнца засияли над русской землей».

Феномен также описан в одной из песен (Die Nebensonnen) цикла Франца Шуберта «Зимний путь».


Ложная луна

Ложная луна (параселена) — относительно яркий светящийся участок в форме окружности на лунном гало, возникающий вследствие преломления «лунного» света, проходящего через плоские шестиугольные кристаллы льда, формирующиеся в перисто-слоистых облаках. Ложные луны появляются на различных расстояниях справа и слева от настоящей Луны. Они являются полным аналогом ложных солнц, однако более редки, ибо для этого Луна должна быть яркой, а значит, полной или почти полной. Невооруженным глазом довольно трудно оценить цветовую насыщенность ложной луны, поскольку её свечение недостаточно яркое для того, чтобы возбудить колбочковидные (фоторецепторные) клетки сетчатки.


Солнечный столб

(приложение 3)

Световой (или солнечный) столб (англ. Light pillar) — один из самых частых видов гало, визуальное явление, оптический эффект, который представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся от солнца во время его заката или восхода. Явление вызывается шестиугольными плоскими либо столбовидными ледяными кристаллами с почти горизонтальными параллельными плоскими поверхностями. Взвешенные в воздухе плоские кристаллы вызывают солнечные столбы, если солнце находится на высоте 6 градусов над горизонтом либо позади него, столбовидные — если солнце находится на высоте 20 градусов над горизонтом. Кристаллы стремятся занять горизонтальную позицию при падении в воздухе, и вид светового столба зависит от их взаимного расположения. Световой столб возникает, когда солнечный свет отражается от поверхностей мельчайших ледяных кристаллов, представляющих собой ледяные пластинки или стержни с шестиугольным сечением, взвешенных в воздухе. Такие кристаллы образуются в высоких перистых облаках, наиболее часто в перисто-слоистых. При низких температурах подобные кристаллы также могут образовываться и в более низких слоях атмосферы. Поэтому, световые столбы чаще наблюдаются в холодное время года. При формировании светового столба свет отражается либо от верхней или нижней поверхности ледяной пластинки, либо от торцов или граней ледяного стержня

В редких случаях световой столб может сопровождаться так называемым паргелическим кругом. Он представляет собой светлую полосу, которая видна на небе на той же высоте, что и Солнце. При благоприятных условиях она составляет замкнутый круг, проходящий через Солнце и ложные Солнца

Световые столбы нередко формируются вокруг луны, городских огней и других ярких источников света. Столбы, исходящие от низко расположенных источников света, обычно намного длиннее, чем солнечные или лунные столбы. Чем ближе к световому столбу находится наблюдатель, тем меньше сказывается расположение кристаллов в пространстве на внешнем виде столба.


Околозенитная дуга

(приложение 4)

Касательные дуги образуются на горизонтально ориентированных колоннообразных кристаллах, преломляющий угол — 90 градусов. Луч света входит в вертикально ориентированное основание колонны и выходит через верхнюю боковую грань.


Окологоризонтная дуга

Окологоризонтная дуга наблюдается когда солнце высоко над горизонтом (больше чем 57.8°=90–32.2). Такая же яркая, как и зенитная. Располагается прямо под солнцем, в 2 раза дальше обычного 22º гало. Расположенное близко к горизонту, выглядит как яркая параллельная горизонту радуга. Характерны очень яркие цвета и довольно широкая дуга.


«Огненная радуга» в горах.

(приложение 5)

Феномен проявляется при определённых условиях: Солнце должно быть выше 58 градусов над горизонтом; в небе должны находиться перистые облака; плоские шестиугольные кристаллы льда в облаках должны располагаться горизонтально.

К северу от 55° с. ш. и к югу от 55° ю. ш. явление не может наблюдаться (с поверхности земли), поскольку так высоко солнце там не поднимается (однако это можно компенсировать, забравшись на гору). Дуга появляется, когда солнце поднимается по крайней мере на 57,8° (90°−32,2°) над горизонтом, пик яркости приходится на 67,9°.

Редкость феномена объясняется тем, что кристаллы льда в облаке должны быть ориентированы горизонтально для преломления солнечных лучей. Лучи входят через вертикальную боковую стенку плоского шестиугольного кристалла, проходят через него и выходят из нижней горизонтальной стороны. Такая схема обеспечивает спектральное разделение цветов, которые, подобно радуге, «зажигают» перистое облако.


Заключение

Познакомившись с явлением гало, я расширила свои знания об оптических явлениях, поняла, что оптика – один из интереснейших разделов физики. Используя законы оптики (отражение, преломление, дисперсия, дифракция, интерференция), можно объяснить и такие оптические явления как – радуга, мираж, глория, венцы, полярные сияния.

Нас окружает множество красивейших явлений природы, так давайте чаще поднимать глаза вверх, чтобы не пропустить прекрасное.


Используемая литература:

  1. Блудов М. И., Беседы по физике, «Просвещение», М, 1992 г

  2. Булат В. Л., Оптические явления в природе, «Просвещение», М, 1974 г

  3. Мякишев Г. Я. , Буховцев Б. Б., Физика 11, «Просвещение», Москва, 1987 г

  4. Тарасов Л. В., Физика в природе, «Просвещение», М, 1988 г

  5. Трубников П. Р., Покусаев Н. В., «Просвещение», С-П, 2002 год

  6. Википедия (ru.wikipedia.org/wiki/Гало)

  7. Гало: оптические явления. Теория гало, обьяснение, классификация ...( ice-halo.net/archives/date/2010/03)

  8. Гало: оптическое явление. Фотографии и наблюдения гало со всего мира (ice-halo.net)

.


Приложение 1






Приложение 2




Приложение 3





Приложение 4





Приложение 5





Источники информации

  1. Википедия (ru.wikipedia.org/wiki/Гало)

  2. Физика в природе”, Первое сентября, физика (estival.1september.ru/articles/516...)

  3. Чем радуга похожа на гало, и как возникают оптические явления? ( fizmatbank.ru/page.php?id=110)

  4. Гало: оптическое явление. Фотографии и наблюдения гало со всего мира (ice-halo.net)

  5. Официальный сайт Виктории Викторовны, Оптические явления на небе (www.viktorovna.ru/optic.htm)

  6. Гало: оптические явления. Теория гало, обьяснение, классификация ...( ice-halo.net/archives/date/2010/03)



Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт

Падобныя:

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconТезисы. Секция: Физика. Подсекция: астрономия. Тема работы: Планеты-гиганты
Я изучила физические особенности планет-гигантов и сравнила характеристики планет. Изучая спутники и кольца планет, нашла общее и...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconНаучно-практическая конференция учащихся и педагогов Татищевского муниципального района 2011г
Зачем нужна математика? Точный и правильный ответ на этот вопрос нам не может дать никто. Ведь математика – это не просто цифры....

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconКомитет по образованию администрации ленинского района приказ
Моу «Лицей №124» прошла районная научно-практическая конференция по информатике, в которой приняли участие 17 учащихся

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало icon«Согласовано» Заместитель директора по профильному образованию
Открытая инновационная научно-практическая конференция «Medice, cura te ipsum!» (далее — Конференция) является образовательной программой,...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconIii городская научно -практическая конференция Научного общества учащихся детских школ искусств г. Миасса
Материалы III городской научно – практической конференции научного общества учащихся дши «Юный искусствовед». Муниципальное учреждение...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconXvi научно-практическая конференция учащихся Сургутского района в рамках программы «Шаг в будущее» Односоставное предложение в функции газетного заголовка
В научной работе автор рассматривает функционирование односоставных предложений в качестве заголовков в газете «Вестник». Автор изучил...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconКонференция по направлению 6, секция «Физика», будет проводиться в корпусе «К» (факультет физики и телекоммуникаций) Волгу (Волгоград, ул.
Волгоградском институте экономики, социологии и права (Волгоград, пр. Университетский, 64); конференция по направлению 6, секция...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconЧто такое «гало»?
Вот такое гало наблюдали по пути из Улан-удэ в Красноярск, 22 июля 2010. Температура тогда достигала 38 градусов. Солнце судя по...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconСекция литературы V научно-практическая конференция школьников «Шаг в науку» Муниципальное общеобразовательное учреждение
Узнав из изучаемых в школе произведений XIX века о дуэлях, о трагическом конце их участников, о бессмысленной смерти талантливых,...

Научно-практическая конференция учащихся Куйбышевского района Секция: физика и астрономия Тема работы: Гало iconРайонная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…»
Целью моей работы является выявление экспериментальным путем свойств фермента уреазы и определение организмов, вырабатывающих ее

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка