Az égbolt színpalettája, avagy mindennapi hullámoptika

A légköroptikai jelenségek során a Napból érkező fény különböző átalakulásokon megy keresztül, amíg a szemünkbe jutva elkápráztat bennünket. Ha nyitott szemmel járunk, észrevehetjük, hogy rengeteg gyönyörű égi jelenség vesz minket körül. A gomolyfelhők kavalkádjától a teljesen derült égig mindig van valami égi tünemény, melyet megfigyelhetünk.

Simon-Zsók Anett


A légköroptikai jelenségek során a Napból érkező fény különböző átalakulásokon megy keresztül, amíg a szemünkbe jutva elkápráztat bennünket. Ha nyitott szemmel járunk, észrevehetjük, hogy rengeteg gyönyörű égi jelenség vesz minket körül. A gomolyfelhők kavalkádjától a teljesen derült égig mindig van valami égi tünemény, melyet megfigyelhetünk. Az alábbi írásban szeretném bemutatni, miért is érdemes szemünket az égre emelni. Ne feledjük el viszont azt sem, hogy ezeket a látványos csodákat egyszerű fizikai törvények írják le. A jelenségeket a fény és a fény haladását befolyásoló közeg találkozása idézi elő, ezáltal a fény szóródhat, megtörhet, visszaverődhet vagy pedig elhajlást szenvedhet.


Görög napfelkelte (saját kép)


Gyakran gyönyörködünk a naplementék, napfelkelték szépségében és a különleges alakú felhőkben, viszont ezen túlmenően rengeteg más csoda vesz minket körül. Talán mind közül a leglátványosabbak a fénytörés és színszóródás jelenségei közé tartoznak. Mindenki tudja, hogy a szivárvány színeit az esőcseppeken áthaladó fehér fény szétszóródása okozza. A fény először az esőcsepp felületén törik meg, az esőcsepp túloldalán visszaverődik, majd kilépéskor ismét törést szenved és szétszóródik. A szivárvány mindig az égbolt Nappal átellenes részén keletkezik. Most viszont néhány kevésbé közismert jelenséget mutatnék be.


A 22°-os haló jelensége szintén a színszóródás (kromatikus diszperzió) kategóriájába tartozik. Az elnevezés Helios, görög napisten nevéből származik. A jelenség a Napot, vagy a Holdat körülvevő gyűrű szerű fénykör. A 8–12 km magasban képződő fátyol- és pehelyfelhőkben levő jégkristályok okozzák, gyakran a melegfrontok előtt. Hatszög alapú hasáb-kristályokon, a fény az oldallapokon bejutva megtörik, majd 22° körül kilép és szóródik, innen ered a jelenség neve is. Naphaló esetében a körív Nap felé eső oldala vöröses színű, kifelé fehéressé, kékessé fakul és szivárványra emlékeztet.


22°-os haló a Nap körül (saját kép)


A halójelenségeknek több típusa létezik, én ezek közül a leggyakoribbat mutattam be. A megfigyelt haló típusáért felelős a kristályok alakja, elrendeződése és a fénysugarak beesési szöge. Napos időben sípályákon is előfordulhatnak, amikor a pályát hóágyúzzák.


Gomolyfelhős időben néha megfigyelhetjük, hogy a felhő Nappal ellentétes oldalán világos és sötét színű sávok váltakoznak. A felhő által árnyékolt területekről nem érkezik hozzánk szórt fény, így ott sötétebb sávokat látunk, míg ahová a fény akadálytalanul jut el, ott világosabb sávokat. A jelenséget Tyndall-sugaraknak nevezzük és jellegzetes legyezőformájáról ismerjük fel. Míg ezek a sávok széttartónak látszanak valójában teljesen párhuzamosak.


Tyndall-sugarak gomolyfelhős időben (saját kép)


Amikor sűrű ködben a fák között járunk hasonló jelenséggel találkozhatunk.


Erdei Tyndall-sugarak (saját kép)


Ha a Nap már a horizont alatt tartózkodik, akkor a jelenséget alkonyati sugaraknak nevezzük. A jelenség vörös színét pedig az okozza, hogy a napsugaraknak vastagabb légrétegen kell áthaladniuk és hosszabb utat kell megtenniük. Az út során a kék fény jelentős része kiszóródik, és azt látjuk, hogy szinte csak a vörös és narancssárga sugarak érkeznek hozzánk a Napból, mivel ezek hullámhossza a legnagyobb. A színárnyalatot nagyban befolyásolja légkörben található porszemcsék mennyisége és minősége (városok közelében a rózsaszínes árnyalatok dominálnak a szennyeződések miatt).


Alkonyati sugarak Sepsiszentgyörgy széléről (saját kép)


A Tyndall-sugarakhoz hasonló jelenség a földárnyék is, vagy másik nevén Vénusz öve. Míg az előbbinél a felhők okozzák az árnyékolt területeket, az utóbbinál maga a Föld. Tiszta időben nem sokkal napnyugta után először a keleti, majd kevéssel ezután a nyugati égbolton figyelhető meg a horizont közelében felbukkanó sötét színű sáv.


Vénusz öve, avagy földárnyék (Csere Mihály felvétele)


Amikor az eget vékony felhőzet borítja fényelhajláson (diffrakción) alapuló jelenségek figyelhetőek meg. Ennek feltétele, hogy a felhőkben egyenletes eloszlású, a fénynyalábok hullámhosszával megegyező méretű vízcseppek forduljanak elő. A cseppek felületén a fény elhajlást szenved. Mivel az elhajlás mértéke függ a fény hullámhosszától, az összetett fény az elhajlás következtében színeire bomlik. A nagyobb vízcseppek nem idéznek elő látható jelenséget. Ha ilyen vékony felhőzet vonul el a Nap vagy a Hold előtt, akkor színes koncentrikus körök jelennek meg az égitest körül. A jelenséget koszorúnak nevezzük, a néphiedelemben esőzés előjelének tartották.


Tyndall-sugarak és Napkoszorú Genfből (saját kép)


Színjátszó (irizáló) felhők szintén ezen jelenség kialakulásának eredményei. Ezeknél a felhőknél a színek gyakran kavalkádban jelennek meg. Az irizáló kifejezés a görög Iris a szivárvány istennője nevéből ered. Szintén hétköznapi fényelhajlási jelenség figyelhető meg a szappanbuborékok vagy az olajfoltos pocsolya felületén.


Színjátszó felhők (saját kép)


Fontos kijelenteni, hogy sok esetben a jelenségek közvetlenül a Nap körül alakulnak ki, ezért fokozott figyelmet kell fordítani a szemünk épségére. A Nap korongját kezünkkel vagy egy tárggyal ki kell takarni látáskárosodás megelőzése érdekében.


Hivatkozások:

[1] http://legkoroptika.hu/

Főtámogató:

© 2020 Éter - Érted.