REFRACCIÓN DE LA LUZ DURANTE LA TRANSICIÓN DEL AGUA AL AIRE
Un palo sumergido en agua, una cuchara en un vaso de té, debido a la refracción de la luz en la superficie del agua, nos parecen refractados.
Coloque una moneda en el fondo de un recipiente opaco para que no sea visible. Ahora vierta agua en el recipiente. La moneda será visible. La explicación de este fenómeno es clara en el video.
Mire el fondo del estanque y trate de estimar su profundidad. La mayoría de las veces, no funciona bien.
Sigamos con más detalle cómo y cuánto nos parece que se reduce la profundidad del depósito si lo miramos desde arriba.
Sea H (Fig. 17) la verdadera profundidad del depósito, en el fondo del cual se encuentra un objeto pequeño, como un guijarro. La luz que refleja diverge en todas direcciones. Cierto haz de rayos cae sobre la superficie del agua en el punto O desde abajo con un ángulo a 1 , se refracta en la superficie y entra en el ojo. De acuerdo con la ley de la refracción, podemos escribir:
pero como n 2 \u003d 1, entonces n 1 sen a 1 \u003d sen ϒ 1.
El rayo refractado ingresa al ojo en el punto B. Tenga en cuenta que no un rayo ingresa al ojo, sino un haz de rayos, cuya sección transversal está limitada por la pupila del ojo.
En la Figura 17, el haz se muestra como líneas finas. Sin embargo, esta viga es estrecha y podemos despreciar su sección transversal, tomándola por la línea AOB.
El ojo proyecta A al punto A 1, y la profundidad del depósito nos parece igual a h.
Se puede ver en la figura que la profundidad aparente del depósito h depende del valor real de H y del ángulo de observación ϒ 1 .
Expresemos matemáticamente esta dependencia.
De los triángulos AOC y A 1 OS tenemos:
Excluyendo OS de estas ecuaciones, obtenemos:
Dado que a \u003d ϒ 1 y sin ϒ 1 \u003d n 1 sin a 1 \u003d n sin a, obtenemos:
En esta fórmula no aparece explícitamente la dependencia de la profundidad aparente del yacimiento h con la profundidad real H y el ángulo de observación. Para una representación más clara de esta dependencia, expresémosla gráficamente.
En el gráfico (Fig. 18), a lo largo del eje de abscisas, los valores de los ángulos de observación se representan en grados, y a lo largo del eje de ordenadas, las profundidades aparentes que les corresponden h en fracciones de la profundidad real H. El resultado curva muestra que en ángulos de visión pequeños, la profundidad aparente
es aproximadamente ¾ del valor real y disminuye a medida que aumenta el ángulo de visión. Con un ángulo de observación a = 47°, se produce una reflexión interna total y el rayo no puede escapar del agua.
ESPEJISMOS
En un medio no homogéneo, la luz no se propaga en línea recta. Si imaginamos un medio en el que el índice de refracción cambia de abajo hacia arriba y mentalmente lo dividimos en finas capas horizontales,
luego, considerando las condiciones para la refracción de la luz durante la transición de capa a capa, notamos que en tal medio el haz de luz debería cambiar gradualmente su dirección (Fig. 19, 20).
Tal curvatura del haz de luz sufre en la atmósfera, en la que, por una u otra razón, principalmente debido a su calentamiento desigual, el índice de refracción del aire cambia con la altura (Fig. 21).
El aire suele ser calentado por el suelo, que absorbe la energía de los rayos del sol. Por lo tanto, la temperatura del aire disminuye con la altura. También se sabe que la densidad del aire disminuye con la altura. Se ha establecido que a medida que aumenta la altura, el índice de refracción disminuye, por lo que los rayos que atraviesan la atmósfera se desvían, inclinándose hacia la Tierra (Fig. 21). Este fenómeno se llama refracción atmosférica normal. Debido a la refracción, los cuerpos celestes nos parecen algo "elevados" (por encima de su altura real) sobre el horizonte.
Se calcula que la refracción atmosférica "levanta" objetos a una altura de 30° por 1"40", a una altura de 15° - por 3"30", a una altura de 5° - por 9"45". Para los cuerpos en el horizonte, este valor alcanza los 35”. Estas cifras se desvían en un sentido u otro dependiendo de la presión y temperatura de la atmósfera. Sin embargo, por una u otra razón, las masas de aire tienen una temperatura superior a las capas inferiores. puede ser traído por vientos de países cálidos, por ejemplo, de un área desértica cálida.Si en este momento el aire frío y denso de un anticiclón está en las capas inferiores, entonces el fenómeno de refracción puede aumentar significativamente y los rayos de luz que vienen desde objetos terrestres hacia arriba en un cierto ángulo con respecto al horizonte, pueden regresar al suelo (Fig. 22).
Sin embargo, puede suceder que en la superficie de la Tierra, debido a su fuerte calentamiento, el aire se caliente tanto que el índice de refracción de la luz cerca del suelo sea menor que a cierta altura sobre el suelo. Si al mismo tiempo hay un clima tranquilo, este estado puede persistir durante bastante tiempo. Entonces, los rayos de los objetos que caen en un ángulo bastante grande a la superficie de la Tierra pueden desviarse tanto que, habiendo descrito un arco cerca de la superficie de la Tierra, irán de abajo hacia arriba (Fig. 23a). El caso que se muestra en la Figura 236 también es posible.
Los estados descritos anteriormente en la atmósfera explican la aparición de fenómenos interesantes: los espejismos atmosféricos. Estos fenómenos se suelen dividir en tres clases. La primera clase incluye los más comunes y de origen simple, los llamados espejismos lacustres (o inferiores), que tantas esperanzas y decepciones provocan entre los viajeros del desierto.
El matemático francés Gaspard Monge, que participó en la campaña de Egipto de 1798, describe sus impresiones sobre esta clase de espejismos de la siguiente manera:
“Cuando la superficie de la Tierra está fuertemente calentada por el Sol y apenas comienza a enfriarse antes del comienzo del crepúsculo, el terreno familiar ya no se extiende hasta el horizonte, como durante el día, sino que pasa, según parece, alrededor de un liga en una inundación continua.
Los pueblos más lejanos parecen islas en un gran lago. Debajo de cada pueblo está su reflejo volcado, solo que no es nítido, los pequeños detalles no son visibles, como un reflejo en el agua mecido por el viento. Si comienzas a acercarte a un pueblo que parece estar rodeado por una inundación, el banco de agua imaginario se está alejando, el brazo de agua que nos separaba del pueblo se estrecha gradualmente hasta desaparecer por completo, y el lago ... ahora comienza detrás de este aldea, reflejando las aldeas situadas más lejos” (Fig. 24).
La explicación de este fenómeno es sencilla. Las capas inferiores de aire, calentadas por el suelo, no han tenido tiempo de subir; su índice de refracción es menor que los superiores. Por lo tanto, los rayos de luz que emanan de los objetos (por ejemplo, desde el punto B en una palmera, Fig. 23a), se doblan en el aire y entran al ojo desde abajo. El ojo proyecta un rayo al punto B 1 . Lo mismo sucede con los rayos provenientes de otros puntos del objeto. El objeto le parece al observador estar volcado.
¿De dónde es el agua? El agua es un reflejo del cielo.
Para ver un espejismo no hace falta ir a África. Se puede observar en un día caluroso y tranquilo de verano y sobre la superficie caliente de una carretera asfaltada.
Los espejismos de la segunda clase se denominan espejismos de visión lejana o superior. El "milagro inaudito" descrito por N.V. Gogol se parece más a ellos. Damos descripciones de varios de estos espejismos.
Desde la Costa Azul de Francia, en la madrugada clara, desde las aguas del Mar Mediterráneo, desde el horizonte, se eleva una oscura cadena de montañas, en la que los habitantes reconocen a Córcega. La distancia a Córcega es de más de 200 km, por lo que una línea de visión está fuera de cuestión.
En la costa inglesa, cerca de Hastings, se puede ver la costa francesa. Como informa el naturalista Niedige, “cerca de Reggio en Calabria, frente a la costa siciliana y la ciudad de Messina, a veces se ven en el aire áreas enteras desconocidas con rebaños de pastoreo, arboledas de cipreses y castillos. Después de permanecer en el aire por un corto tiempo, los espejismos desaparecen.
Los espejismos de visión lejana aparecen si las capas superiores de la atmósfera resultan estar especialmente enrarecidas por alguna razón, por ejemplo, cuando llega aire caliente. Luego, los rayos que emanan de los objetos terrestres se desvían con más fuerza y llegan a la superficie de la tierra, formando un gran ángulo con el horizonte. El ojo del observador los proyecta en la dirección en que entran en él.
Al parecer, el desierto del Sáhara es el culpable de que en la costa mediterránea se observen un gran número de espejismos de largo alcance. Las masas de aire caliente se elevan sobre él, luego son arrastradas hacia el norte y crean condiciones favorables para la aparición de espejismos.
Los espejismos superiores también se observan en los países del norte cuando soplan vientos cálidos del sur. Las capas superiores de la atmósfera se calientan y las capas inferiores se enfrían debido a la presencia de grandes masas de hielo y nieve que se derriten.
A veces se observan imágenes directas e inversas de objetos. Las Figuras 25-27 muestran precisamente tales fenómenos observados en las latitudes árticas. Aparentemente, sobre la Tierra hay alternancia de capas de aire más densas y más enrarecidas, desviando los rayos de luz aproximadamente como se muestra en la Figura 26.
Los espejismos de tercera clase - visión ultra larga - son difíciles de explicar. Vamos a describir algunos de ellos.
“Basado en los testimonios de varias personas de confianza”, escribe K. Flamarion en el libro “Atmósfera”, “puedo informar sobre un espejismo que se vio en la ciudad de Verviers (Bélgica) en junio de 1815. Una mañana, los habitantes de la ciudad vieron un ejército en el cielo, y era tan claro que podían distinguir los trajes de artilleros, un cañón con una rueda rota que estaba a punto de caerse... Era la mañana de la Batalla de Waterloo! La distancia entre Waterloo y Verviers en línea recta es de 105 km.
Hay casos en que se observaron espejismos a una distancia de 800, 1000 o más kilómetros.
Aquí hay otro caso sorprendente. En la noche del 27 de marzo de 1898, en medio del Océano Pacífico, la tripulación del barco Matador de Bremen se asustó con una visión. Alrededor de la medianoche, la tripulación vio un barco a unas dos millas (3,2 km) de distancia, que estaba luchando contra una fuerte tormenta.
Esto fue aún más sorprendente porque los alrededores estaban tranquilos. El barco cruzó el rumbo del Matador, y hubo momentos en que parecía inevitable un choque de barcos... La tripulación del Matador vio cómo, durante un fuerte golpe de una ola contra un barco desconocido, la luz se apagó. en la cabina del capitán, que era visible todo el tiempo en dos ventanas. Después de un tiempo, el barco desapareció, llevándose consigo el viento y las olas.
El asunto se aclaró más tarde. Resultó que todo esto sucedió con otro barco, que en el momento de la "visión" era del "Matador" a una distancia de 1700 km.
¿De qué manera viaja la luz en la atmósfera para que las imágenes distintas de los objetos se conserven a distancias tan grandes? Todavía no hay una respuesta exacta a esta pregunta. Hubo sugerencias sobre la formación de lentes de aire gigantes en la atmósfera, el retraso de un espejismo secundario, es decir, un espejismo de un espejismo. Es posible que la ionosfera* juegue un papel aquí, reflejando no solo ondas de radio, sino también ondas de luz.
Aparentemente, los fenómenos descritos tienen el mismo origen que otros espejismos observados en los mares, llamados “Flying Dutchman” o “Fata Morgana”, cuando los marineros ven naves fantasmales que luego desaparecen e inspiran miedo en las personas supersticiosas.
ARCOÍRIS
El arco iris, este hermoso fenómeno celestial, siempre ha atraído la atención del hombre. En los viejos tiempos, cuando la gente todavía sabía muy poco sobre el mundo que les rodeaba, el arcoíris se consideraba una "señal celestial". Entonces, los antiguos griegos pensaron que el arcoíris es la sonrisa de la diosa Irida.
El arcoíris se observa en dirección opuesta al Sol, contra el fondo de nubes de lluvia o lluvia. Un arco multicolor generalmente se ubica a una distancia de 1 a 2 km del observador, a veces se puede observar a una distancia de 2 a 3 m contra el fondo de gotas de agua formadas por fuentes o rociadores de agua.
El centro del arco iris está en la continuación de la línea recta que conecta el Sol y el ojo del observador, en la línea antisolar. El ángulo entre la dirección del arco iris principal y la línea antisolar es de 41-42° (Fig. 28).
En el momento de la salida del sol, el punto antisolar (punto M) está en la línea del horizonte y el arco iris parece un semicírculo. A medida que sale el sol, el punto antisolar cae por debajo del horizonte y el tamaño del arco iris disminuye. Es sólo una parte de un círculo. Para un observador que es alto, por ejemplo en. avión, el arco iris se ve como un círculo completo con la sombra del observador en el centro.
A menudo hay un arco iris secundario, concéntrico con el primero, con un radio angular de unos 52 ° y la disposición inversa de los colores.
A una altura del Sol de 41°, el arco iris principal deja de ser visible y sólo una parte del arco iris secundario aparece sobre el horizonte, y a una altura del Sol superior a los 52°, el arco iris secundario tampoco es visible. Por lo tanto, en las latitudes medias y ecuatoriales, este fenómeno natural nunca se observa durante las horas cercanas al mediodía.
El arco iris, como el espectro, tiene siete colores primarios que se transforman suavemente entre sí. La forma del arco, el brillo de los colores, el ancho de las rayas dependen del tamaño de las gotas de agua y su número. Las gotas grandes crean un arco iris más angosto, con colores nítidamente prominentes, las gotas pequeñas crean un arco borroso, descolorido e incluso blanco. Es por eso que en el verano, después de una tormenta eléctrica, se ve un arcoíris angosto y brillante, durante el cual caen grandes gotas.
Por primera vez la teoría del arco iris fue dada en 1637 por R. Descartes. Explicó el arcoíris como un fenómeno asociado con la reflexión y refracción de la luz en las gotas de lluvia.
La formación de los colores y su secuencia se explicaron más adelante, tras desentrañar la naturaleza compleja de la luz blanca y su dispersión en un medio. La teoría de la difracción del arco iris fue desarrollada por Airy y Pertner.
Considere el caso más simple: deje que un haz de rayos solares paralelos caiga sobre una gota que tiene la forma de una bola (Fig. 29). Un rayo que incide en la superficie de una gota en el punto A se refracta dentro de ella de acuerdo con la ley de refracción: n 1 sin a \u003d n 2 sin β, donde n 1 \u003d 1, n 2 ≈ 1.33 - índices de refracción del aire y agua, respectivamente, a - ángulo de incidencia, β es el ángulo de refracción de la luz.
Dentro de la gota, el rayo viaja en línea recta AB. En el punto B, el haz se refracta parcialmente y se refleja parcialmente. Tenga en cuenta que cuanto menor sea el ángulo de incidencia en el punto B y, por lo tanto, en el punto A, menor será la intensidad del haz reflejado y mayor la intensidad del haz refractado.
El haz AB después de la reflexión en el punto B pasa en un ángulo β 1 "= β 1 golpea el punto C, donde también se producen la reflexión parcial y la refracción parcial de la luz. El haz refractado sale de la gota en un ángulo y2, y el haz reflejado puede ir más adelante, al punto D y etc. Así, un rayo de luz en una gota sufre múltiples reflexiones y refracciones. Con cada reflexión, una cierta parte de los rayos de luz se apaga y su intensidad dentro de la gota disminuye. El más intenso de los rayos emergiendo en el aire está el rayo que emergió de la gota en el punto B. Sin embargo, es difícil observarlo, ya que se pierde en el contexto de la brillante luz solar directa... Los rayos refractados en el punto C, juntos, crean un arco iris primario contra el fondo de una nube oscura, y los rayos refractados en el punto D
dan un arco iris secundario, que, como se sigue de lo dicho, es menos intenso que el primario.
Para el caso K=1 obtenemos Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 1 = 137° 30".
Por lo tanto, el ángulo de visión del arco iris de primer orden es:
φ 1 \u003d 180 ° - 137 ° 30 "= 42 ° 30"
Para el rayo DE" que da un arco iris de segundo orden, es decir, en el caso de K = 2, tenemos:
Θ = 2 (59°37" - 40°26") + 2 = 236°38".
Ángulo de visión del arco iris de segundo orden φ 2 = 180° - 234°38" = - 56°38".
De esto se deduce (esto también se puede ver en la figura) que en el caso bajo consideración, un arco iris de segundo orden no es visible desde el suelo. Para que sea visible, la luz debe entrar en la gota desde abajo (Fig. 30, b).
Al considerar la formación de un arco iris, se debe tener en cuenta un fenómeno más: la refracción desigual de las ondas de luz de diferentes longitudes, es decir, los rayos de luz de diferentes colores. Este fenómeno se llama dispersión. Debido a la dispersión, los ángulos de refracción ϒ y los ángulos de desviación de los rayos Θ en una gota son diferentes para rayos de diferentes colores. El curso de tres rayos - rojo, verde y púrpura - se muestra esquemáticamente en la Figura 30, a para el arco de primer orden y en la Figura 30, b para el arco de segundo orden.
Se puede ver en las figuras que la secuencia de colores en estos arcos es opuesta.
La mayoría de las veces vemos un arcoíris. No es raro que se presenten dos franjas iridiscentes simultáneamente en el cielo, ubicadas una encima de la otra; observan, sin embargo, muy raramente, y un número aún mayor de arcos celestes iridiscentes: tres, cuatro e incluso cinco al mismo tiempo. Este interesante fenómeno fue observado por los habitantes de Leningrado el 24 de septiembre de 1948, cuando aparecieron cuatro arcoíris entre las nubes sobre el Neva por la tarde. Resulta que un arco iris puede ocurrir no solo por la luz solar directa; a menudo aparece en los rayos reflejados del sol. Esto se puede ver en la costa de bahías marinas, grandes ríos y lagos. Tres o cuatro de estos arco iris, ordinarios y reflejados, a veces crean una imagen hermosa. Dado que los rayos del Sol reflejados desde la superficie del agua van de abajo hacia arriba, el arco iris formado en estos rayos a veces puede parecer completamente inusual.
No debes pensar que un arco iris se puede observar solo durante el día. Ocurre por la noche, sin embargo, siempre débil. Puedes ver un arcoíris así después de una lluvia nocturna, cuando la luna mira desde detrás de las nubes.
Se puede obtener algo parecido a un arcoíris en el siguiente experimento. Tome un frasco de agua, ilumínelo con la luz del sol o con una lámpara a través de un agujero en la pizarra. Luego, un arco iris se volverá claramente visible en el tablero (Fig. 31, a), y el ángulo de divergencia de los rayos en comparación con la dirección inicial será de aproximadamente 41-42 ° (Fig. 31.6). En condiciones naturales, no hay pantalla, la imagen aparece en la retina del ojo y el ojo proyecta esta imagen en las nubes.
Si aparece un arco iris en la tarde antes de la puesta del sol, entonces se observa un arco iris rojo. En los últimos cinco o diez minutos antes de la puesta del sol, todos los colores del arcoíris, excepto el rojo, desaparecen, se vuelve muy brillante y visible incluso diez minutos después de la puesta del sol.
Una hermosa vista es un arco iris en el rocío.
Se puede observar al amanecer sobre la hierba cubierta de rocío. Este arcoíris tiene forma de hipérbola.
halos
Mirando el arco iris en el prado, involuntariamente notará un sorprendente halo de luz sin color, un halo que rodea la sombra de su cabeza. Esto no es una ilusión óptica o un fenómeno de contraste. Cuando la sombra cae sobre el camino, el halo desaparece. ¿Cuál es la explicación de este interesante fenómeno? Las gotas de rocío ciertamente juegan aquí un papel importante, porque cuando el rocío desaparece, el fenómeno desaparece.
Para averiguar la causa del fenómeno, haz el siguiente experimento. Tome un matraz esférico lleno de agua y expóngalo a la luz solar. Que represente una gota. Coloque una hoja de papel detrás del matraz cerca de él, que actuará como hierba. Mire el matraz en un pequeño ángulo con respecto a la dirección de los rayos incidentes. Lo verás brillantemente iluminado por los rayos reflejados en el papel. Estos rayos van casi exactamente hacia los rayos del Sol que inciden sobre el matraz. Lleve sus ojos un poco hacia un lado, y la brillante iluminación del matraz ya no es visible.
Aquí no estamos tratando con un rayo de luz disperso, sino con un haz de luz dirigido que emana de un punto brillante en el papel. La bombilla actúa como una lente que dirige la luz hacia nosotros.
Un haz de rayos solares paralelos, después de la refracción en la bombilla, da sobre el papel una imagen más o menos enfocada del Sol en forma de punto brillante. A su vez, buena parte de la luz emitida por la mancha es captada por la bombilla y, tras refracción en ella, se dirige de nuevo hacia el Sol, incluidos nuestros ojos, ya que estamos de espaldas al Sol. Las deficiencias ópticas de nuestra lente: los matraces dan un flujo de luz dispersa, pero aún así la corriente principal de luz que proviene de un punto brillante en el papel se dirige hacia el Sol. Pero, ¿por qué la luz reflejada por las briznas de hierba no es verde?
En realidad, tiene un ligero tinte verdoso, pero en su mayoría es blanco, muy parecido a la luz reflejada direccionalmente desde superficies pintadas lisas, como los reflejos de una pizarra verde o amarilla, o vidrieras.
Pero las gotas de rocío no siempre son esféricas. Pueden estar distorsionados. Luego, algunos de ellos dirigen la luz hacia un lado, pero pasa por los ojos. Otras gotitas, como, por ejemplo, la que se muestra en la Figura 33, tienen una forma tal que la luz que cae sobre ellas, después de uno o dos reflejos, se dirige hacia el Sol y entra en los ojos del observador que está de espaldas a él.
Finalmente, cabe señalar una explicación más ingeniosa de este fenómeno: solo aquellas hojas de hierba reflejan la luz direccionalmente, sobre las que cae la luz solar directa, es decir, aquellas que no están oscurecidas por otras hojas del lado del Sol. Si tenemos en cuenta que las hojas de la mayoría de las plantas siempre giran su plano hacia el Sol, entonces es obvio que habrá bastantes hojas reflectantes (Fig. 33, e). Por lo tanto, los halos también se pueden observar en ausencia de rocío, en la superficie de un prado segado suavemente o en un campo comprimido.
MOU “Escuela Secundaria No. 8”
trabajo practico en fisica
El fenómeno de la refracción es la base del funcionamiento de los telescopios de refracción (para fines científicos y prácticos, incluida la gran mayoría de telescopios terrestres, binoculares y otros dispositivos de observación), lentes para cámaras fotográficas, cinematográficas y de televisión, microscopios, lupas, anteojos, dispositivos de proyección , receptores y transmisores de señales ópticas, concentradores de potentes haces de luz, espectroscopios y espectrómetros de prisma, monocromadores de prisma y muchos otros dispositivos ópticos que contienen lentes y/o prismas. Es necesario tenerlo en cuenta al calcular el funcionamiento de casi todos los dispositivos ópticos. Todo esto se aplica a diferentes rangos del espectro electromagnético.
En acústica, es especialmente importante tener en cuenta la refracción del sonido cuando se estudia la propagación del sonido en un medio no homogéneo y, por supuesto, en la interfaz entre diferentes medios. Puede ser importante en tecnología tener en cuenta la refracción de ondas de diferente naturaleza, por ejemplo, ondas en el agua, varias ondas en medios activos, etc.
Refracción en la vida cotidiana
La refracción ocurre a cada paso y se percibe como un fenómeno completamente ordinario: se puede ver cómo una cuchara que está en una taza de té se “romperá” en la frontera del agua y el aire. Aquí conviene señalar que esta observación, con percepción no crítica, da una idea incorrecta del signo del efecto: la aparente fractura de la cuchara se produce en sentido contrario a la refracción real de los rayos de luz.
La refracción y el reflejo de la luz en las gotas de agua crean un arcoíris.
METRO 
la refracción múltiple (y parcialmente la reflexión) en pequeños elementos transparentes de la estructura (copos de nieve, fibras de papel, burbujas) explica las propiedades de las superficies reflectantes mate (no espejo), como la nieve blanca, el papel, la espuma blanca.
La refracción en la atmósfera explica muchos efectos interesantes. Por ejemplo, bajo ciertas condiciones meteorológicas, la Tierra (desde una pequeña altura) puede parecer un cuenco cóncavo (en lugar de parte de una bola convexa).
Espejismo.
METRO 
irizh (fr. espejismo)- un fenómeno óptico en la atmósfera: el reflejo de la luz por el límite entre capas de aire que son muy diferentes en densidad. Para un observador, tal reflexión consiste en el hecho de que, junto con un objeto distante (o una sección del cielo), su imagen imaginaria, desplazada con respecto al objeto, es visible.
Clasificación
Los espejismos se dividen en inferiores, visibles debajo del objeto, superiores, encima del objeto y laterales.
espejismo inferior
Se observa con un gradiente de temperatura vertical muy grande (que desciende con la altura) sobre una superficie plana sobrecalentada, a menudo un desierto o una carretera asfaltada. La imagen imaginaria del cielo crea la ilusión de agua en la superficie. Entonces, el camino que se adentra en la distancia en un caluroso día de verano parece mojado
espejismo superior
Se observa sobre la superficie de la tierra fría con una distribución de temperatura de inversión (su aumento con la altura)
espejismo lateral
A veces se observa cerca de paredes o rocas muy calientes.
Fata Morgana
Los fenómenos complejos de un espejismo con una fuerte distorsión de la apariencia de los objetos se llaman Fata Morgana.
alucinante
Algunos espejismos pueden ser causados por alucinaciones resultantes del sobrecalentamiento y la deshidratación.
Aurora boreal.
Aurora boreal- resplandor (luminiscencia) de las capas superiores de las atmósferas de los planetas con magnetosfera debido a su interacción con las partículas cargadas del viento solar.
La naturaleza de las auroras
PAGS 
Las auroras son causadas por el bombardeo de la atmósfera superior por partículas cargadas que se mueven hacia la Tierra a lo largo de las líneas del campo geomagnético desde una región del espacio cercano a la Tierra llamada capa de plasma. La proyección de la hoja de plasma a lo largo de las líneas del campo geomagnético sobre la atmósfera terrestre tiene la forma de anillos que rodean los polos magnéticos norte y sur (óvalos aurorales). La física espacial se dedica a revelar las causas que conducen a la precipitación de partículas cargadas de la capa de plasma. Se ha establecido experimentalmente que la orientación del campo magnético interplanetario y la presión del plasma del viento solar juegan un papel clave en la estimulación de la precipitación.
En un área muy limitada de la atmósfera superior, las auroras pueden ser causadas por partículas cargadas de baja energía del viento solar que ingresan a la ionosfera polar a través de las cúspides polares norte y sur. En el hemisferio norte, se puede observar una aurora cúspide sobre Svalbard alrededor del mediodía.
Cuando las partículas energéticas de la capa de plasma chocan con la atmósfera superior, los átomos y moléculas de los gases incluidos en su composición se excitan. La radiación de los átomos excitados está en el rango visible y se observa como aurora. Los espectros de las auroras dependen de la composición de las atmósferas de los planetas: por ejemplo, si para la Tierra las líneas de emisión de oxígeno y nitrógeno excitados en el rango visible son las más brillantes, entonces para Júpiter, las líneas de emisión de hidrógeno en el ultravioleta .
Dado que la ionización por partículas cargadas ocurre de manera más eficiente al final de la trayectoria de las partículas y la densidad de la atmósfera disminuye con la altura de acuerdo con la fórmula barométrica, la altura de aparición de las auroras depende en gran medida de los parámetros de la atmósfera del planeta, por Por ejemplo, para la Tierra con su composición bastante compleja de la atmósfera, se observa un resplandor rojo de oxígeno a altitudes de 200-400 km, y el resplandor conjunto de nitrógeno y oxígeno, a una altitud de ~110 km. Además, estos factores también determinan la forma de las auroras: un límite superior difuso y un límite inferior bastante nítido. (ver Fig. 3).
PAGS 
auroras de la tierra
Las auroras se observan principalmente en latitudes altas de ambos hemisferios en zonas ovales-cinturones que rodean los polos magnéticos de la Tierra-óvalos aurorales. El diámetro de los óvalos aurorales es de ~3000 km durante el Sol tranquilo, en el lado diurno el límite de la zona está a 10–16° del polo magnético, y en el lado nocturno es 20–23°. Dado que los polos magnéticos de la Tierra están separados ~12° de los polos geográficos, las auroras se observan en latitudes de 67-70°; sin embargo, durante la actividad solar, el óvalo de la aurora se expande y se pueden observar auroras en latitudes más bajas: 20-25° sur. o al norte de sus límites manifestación normal.
Las auroras en primavera y otoño ocurren con mucha más frecuencia que en invierno y verano. La frecuencia máxima cae en los períodos más cercanos a los equinoccios de primavera y otoño. Durante la aurora, se libera una gran cantidad de energía en poco tiempo (durante una de las perturbaciones registradas en 2007 - 5x1014 julios, aproximadamente lo mismo que durante un terremoto de magnitud 5,5.
Cuando se ve desde la superficie de la Tierra, la aurora boreal se manifiesta en forma de un resplandor general del cielo que cambia rápidamente o de rayos en movimiento, rayas, coronas, "cortinas". La duración de las auroras va desde decenas de minutos hasta varios días.
Auroras de otros planetas del sistema solar
METRO 
Los campos magnéticos de los planetas gigantes del Sistema Solar son mucho más fuertes que el campo magnético de la Tierra, lo que provoca una mayor escala de las auroras de estos planetas en comparación con las auroras de la Tierra. Una característica de las observaciones desde la Tierra (y en general desde las regiones internas del sistema solar) de los planetas gigantes es que se enfrentan al observador con el lado iluminado por el Sol y en el rango visible sus auroras se pierden en la luz solar reflejada. Sin embargo, debido al alto contenido de hidrógeno en sus atmósferas, la radiación de hidrógeno ionizado en el rango ultravioleta y el bajo albedo de los planetas gigantes en el ultravioleta, con la ayuda de telescopios extraatmosféricos (el telescopio espacial Hubble), bastante Se obtuvieron imágenes claras de las auroras de estos planetas.
Una característica de Júpiter es la influencia de sus satélites sobre las auroras: en las áreas de "proyecciones" de haces de líneas de campo magnético sobre el óvalo auroral de Júpiter, se observan áreas brillantes de la aurora, excitadas por corrientes provocadas por el movimiento de satélites en su magnetosfera y la eyección de material ionizado por satélites - este último es especialmente pronunciado en el caso de Io con su vulcanismo.
H 
en la imagen de la aurora de Júpiter, realizada por el telescopio espacial Hubble (Fig. 4), se aprecian las siguientes proyecciones: Io (mancha con una “cola” a lo largo del limbo izquierdo), Ganímedes (en el centro) y Europa ( ligeramente por debajo y a la derecha de la huella de Ganímedes).
Cada vez que aparece un arcoíris, siempre está formado por el juego de luces sobre las gotas de agua. Por lo general, se trata de gotas de lluvia, ocasionalmente pequeñas gotas de niebla. En las gotas más pequeñas, como las que forman las nubes, el arco iris no es visible.
Un arcoíris se produce porque el sol la luz es refractada por las gotas de agua suspendido en el aire. Estas gotas desvían la luz de diferentes colores de manera diferente, lo que hace que la luz blanca se descomponga en un espectro.
En una brillante noche de luna puedes ver arco iris de la luna. Dado que la visión humana está diseñada para que en condiciones de poca luz el ojo no perciba bien los colores, el arcoíris lunar se ve blanquecino; cuanto más brillante es la luz, más "colorido" es el arcoíris.
Según una antigua creencia inglesa, se puede encontrar una olla de oro al pie de cada arcoíris. Incluso ahora hay personas que imaginan que realmente pueden llegar al fondo del arcoíris y que allí se ve una luz especial parpadeante.
Es bastante obvio que el arcoíris no está en ningún lugar en particular, como la cosa real; no es más que luz que viene de cierta dirección.
observado con mayor frecuencia arcoiris primario donde la luz sufre una reflexión interna. La trayectoria de los rayos se muestra en la siguiente figura. En el arcoíris primario, el color rojo está fuera del arco, su radio angular es de 40-42°.
A veces puedes ver otro arcoíris menos brillante alrededor del primero. Esta arcoiris secundario, en el que la luz se refleja dos veces en la gota. En el arco iris secundario, el orden de colores "invertido" es púrpura por fuera y rojo por dentro. El radio angular del arco iris secundario es de 50-53°.
El orden de los colores en el segundo arco iris es el inverso del orden en el primero; se enfrentan con rayas rojas.
Diagrama de formación del arco iris
- gota esférica,
- reflexión interna,
- arcoiris primario,
- refracción,
- arcoiris secundario,
- rayo de luz entrante
- el curso de los rayos durante la formación del arco iris primario,
- la trayectoria de los rayos durante la formación de un arco iris secundario,
- observador,
- área de formación del arco iris,
- región de formación del arco iris.
- región de formación del arco iris.
El centro del círculo descrito por el arco iris siempre se encuentra en una línea recta que pasa por el Sol (Luna) y el ojo del observador, es decir, es imposible ver el sol y el arco iris al mismo tiempo sin usar espejos.
De hecho, el arcoíris es un círculo completo. No podemos seguirlo más allá del horizonte solo porque no podemos ver las gotas de lluvia cayendo debajo de nosotros.
Desde un avión o desde un terreno elevado, se puede ver un círculo completo.
"Siete colores del arco iris" existe sólo en la imaginación. Es una frase retórica que ha sobrevivido durante tanto tiempo porque rara vez vemos las cosas como realmente son. De hecho, los colores del arcoíris se van convirtiendo gradualmente unos en otros, y solo el ojo los combina involuntariamente en grupos.
La tradición de resaltar en el arcoíris 7 colores Fué de isaac newton, para el cual el número 7 tenía un significado simbólico especial (ya sea por razones pitagóricas o teológicas). La tradición de distinguir 7 colores en el arco iris no es universal, por ejemplo, los búlgaros tienen 6 colores en el arco iris.
Para memorizar la secuencia de colores en el arcoíris, existen frases mnemotécnicas, las primeras letras de cada palabra en las que corresponden a las primeras letras de los nombres de los colores (Rojo, Naranja, Amarillo, Verde, Cian, Azul, Violeta
"PARA cada sobre hotnik bien lo hace h natural, GRAMO Delaware desde va F azán". "Cómo una vez Jacques, el campanero, rompió una linterna con la cabeza".
