Kiedy Woda Jest Tak Czysta, Że Jej Nie Widać: Zjawiska Optyczne
- Szczegóły
Woda, choć powszechna i niezbędna do życia, kryje w sobie wiele tajemnic i jest źródłem fascynujących zjawisk optycznych. Należą do nich miraże, tęcze, świetlne słupy i niezwykły kolor wody.
Miraże i Fatamorgany: Złudzenia Optyczne
Miraż lub fatamorgana to zjawisko powstania pozornego obrazu, które powstaje w wyniku załamania światła w warstwach powietrza o różnej temperaturze. Wyróżniamy miraż górny i miraż dolny.
Miraż Górny
Miraż górny powstaje w momencie inwersji temperatury, tj. gdy nad powierzchnią znajduje się chłodne powietrze, a wyżej - cieplejsze. Światło ulega zakrzywieniu ku górze, przez co obraz obiektu, który widzimy, znajduje się ponad jego rzeczywistym położeniem. Najbardziej efektowne obrazy przedstawiają statki, które wydają się latać ponad powierzchnią wody.
Co ciekawe, podczas mirażu górnego widoczne jest przeskalowanie obiektu w pionie. Mała wysepka może być widoczna jako ogromna skała, niewielkie fale będą wyglądały na ogromne. Właśnie to zjawisko odpowiada za obserwacje miast w miejscach, w których w rzeczywistości ich nie ma. Znajdują się znacznie dalej, ale dzięki przeskalowaniu w pionie budynki wydają się wysokie, a całe miasto lub oaza niezwykle blisko.
Miraż Dolny
Miraż dolny możemy zobaczyć znacznie częściej, np. podczas jazdy samochodem w upalne dni. W oddali jezdnia wygląda tak, jakby ktoś na niej rozlał wodę, w której odbija się jadący z naprzeciwka samochód, niebo lub chmury. Na pustyni dzięki mirażowi dolnemu spragniony podróżnik będzie miał wrażenie, że niedaleko jest duże jezioro. To jednak tylko odbicie błękitnego nieba.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
Zjawisko mirażu dolnego jest możliwe, gdyż nagrzana powierzchnia wystarczy, aby promienie światła były uginane do dołu, przez co mamy wrażenie, jakby ktoś na ziemi położył lustro.
Siostra króla Artura, o imieniu Morgana była czarownicą lub czarodziejką (w zależności od poety czy bajarza). Tak czy inaczej, niezwykle zdolną, potrafiącą wywoływać złudzenia optyczne. Żeglarze wpływający przez Cieśninę Mesyńską, obserwując miraże wierzyli, że wywołuje je czarodziejka Morgana, po włosku fata Morgana.
Jednym z najlepszych miejsc do obserwacji fatamorgany jest Morze Śródziemne, a zwłaszcza Cieśnina Mesyńska (oddzielająca Półwysep Apeniński od Sycylii). Stosunkowo spokojne wody i duży ruch morski sprawiają, że można tu często spotkać "latające" statki. Jeden z najdalej obserwowanych pozornych obrazów zauważono w 1898 r. Załoga statku Matador płynąca przez Ocean Spokojny zaobserwowała tonący statek, który w rzeczywistości był oddalony od nich o 1700 km. Kilkadziesiąt lat wcześniej, w 1815 r. mieszkańcy Verviers w Belgii mogli oglądać bitwę pod Waterloo. Ta jednak rozgrywała się 105 km od nich.
Tęcza: Wielobarwny Łuk na Niebie
Tęcza to zjawisko optyczne i meteorologiczne występujące w postaci charakterystycznego wielobarwnego łuku, widocznego gdy Słońce oświetla krople wody w ziemskiej atmosferze. Tęcza powstaje w wyniku rozszczepienia światła załamującego się i odbijającego się wewnątrz kropli wody (np. deszczu) o kształcie zbliżonym do kulistego.
Rozszczepienie światła jest wynikiem zjawiska dyspersji, powodującego różnice w kącie załamania światła o różnej długości fali przy przejściu z powietrza do wody i z wody do powietrza. Światło widzialne jest widzialną częścią widma promieniowania elektromagnetycznego i w zależności od długości fali postrzegane jest w różnych barwach.
Przeczytaj także: Wpływ wody gazowanej na dzieci
Kiedy światło słoneczne przenika przez kropelki deszczu, woda rozprasza światło białe na składowe o różnych długościach fal (różnych barwach), i oko ludzkie postrzega łuk składający się z sześciu kolorów: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. To są właśnie kolory tęczy. Pomimo faktu że w tęczy występuje niemal ciągłe widmo kolorów, tradycyjnie uznaje się, że kolorami tęczy są: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy.
Efekt tęczy może być widoczny wszędzie, gdzie występują krople wody w powietrzu oświetlane przez promienie słoneczne padające z tyłu obserwatora a Słońce znajduje się na stosunkowo niewielkiej wysokości (kącie do poziomu mniejszym niż 40°). Warunkiem uzyskania wyraźnej tęczy jest oświetlenie kropel deszczu (chmury) przez równoległą wiązkę światła słonecznego oraz brak oświetlenia rozproszonego.
Najbardziej widowiskowe tęcze można zaobserwować, gdy przed obserwatorem pada intensywny deszcz w odległości od 100 m do kilku kilometrów, jednocześnie chmura, z której pada deszcz, zaciemnia tło tęczy, a pozostała część nieba jest czysta. Kiedy w czasie deszczu świeci słońce możemy zauważyć tęczę.
Świetlne Słupy: Optyczne Kolumny Światła
Świetlne słupy to optyczne zjawisko powstające, gdy w powietrzu noszą się płaskie kryształki lodu o sześciokątnej strukturze, które działają niczym lustra. Te kryształki formują się jedynie w temperaturze spadającej poniżej -10°C, gdy nie ma wiatru, a wilgotność jest niska.
Światło z ulicznych latarni odbija się od nich, tworząc pionowe smugi. Kryształki orientują się poziomo dzięki grawitacji, odbijając promienie pionowo. Dla obserwatora tworzy to iluzję kolumny światła nad źródłem. Intensywność zależy od gęstości lodu i mocy latarni. Kolor słupa odpowiada barwie oświetlenia, zazwyczaj żółty lub biały. To czysta optyka, bez refrakcji. W miastach efekt jest spektakularny.
Przeczytaj także: Oczyszczalnie ścieków: proces budowy wyjaśniony
W regionach polarnych, a także w mroźne zimowe noce w Polsce, słupy widać często. Nie są niebezpieczne, ale mogą mylone z innymi zjawiskami. Naukowcy studiują je dla zrozumienia atmosfery.
Dlaczego Woda Jest Niebieska?
Woda - najpowszechniejsza substancja na Ziemi, niezbędna do życia, a jednocześnie kryjąca w sobie fascynujące tajemnice. Gdy patrzymy na ocean, jezioro czy basen, dostrzegamy różne odcienie błękitu, które potrafią zachwycić nasze zmysły. Skąd bierze się ten kolor? Czy woda rzeczywiście jest niebieska, czy może jest to tylko złudzenie optyczne?
Wbrew powszechnemu przekonaniu, czysta woda rzeczywiście ma bardzo subtelny niebieski odcień. Ten kolor jest jednak tak delikatny, że staje się zauważalny dopiero przy większych objętościach.
Gdy światło słoneczne przenika przez wodę, poszczególne kolory (długości fal) są absorbowane w różnym stopniu. Ten proces, znany jako selektywna absorpcja, stanowi główny powód, dla którego głębokie zbiorniki wodne wydają się niebieskie.
Oprócz selektywnej absorpcji, na kolor wody istotnie wpływa również zjawisko rozpraszania światła. To zjawisko, znane jako rozpraszanie Rayleigha, przyczynia się do niebieskiego zabarwienia wody, szczególnie gdy obserwujemy ją z pewnej odległości.
Choć czysta woda ma naturalnie niebieski odcień, w rzeczywistości kolor zbiorników wodnych może znacznie się różnić - od turkusowego przez szmaragdowy po niemal czarny. Im głębszy zbiornik wodny, tym intensywniejszy jego niebieski kolor. W płytkich zbiornikach światło może odbijać się od dna, znacząco zmieniając postrzegany kolor.
tags: #kiedy #woda #jest #tak #czysta #że
