Физики и лирики об оптических явлениях. 1. Мирозданье постигая, Все познай, не отбирая: Что – внутри, во внешнем сыщешь, Что – вовне, внутри отыщешь. - презентация

1 Физики и лирики об оптических явлениях. 1

2 Мирозданье постигая, Все познай, не отбирая: Что – внутри, во внешнем сыщешь, Что – вовне, внутри отыщешь. Так примите ж без оглядки Мира внятные загадки. Гёте. 2

3 1. Закат Солнца. 2. Миражи. 3. Радуга. 4. Глории. 5. Гало. 6. Нимбы, венцы. 7. Мечта о шапке-невидимке. 8. Оптические иллюзии. 9. Природные явления с III века до наших дней. 10. Кроссворд «Оптические явления». 3

4 Садится солнце. Воздух дивно тих И вздрагивает ветер, словно сонный Окошки темных домиков на миг Зарделись и погасли. Отягченный Росой внезапной стынет луг. Затих Весь необъятный мир, и благовонный Прозрачный пар понесся в вышину И неба ждет холодную луну. Тургенев И.С. 4

5 5

6 6

7 Пустыня мертвая пылает, но не дышит, Блестит сухой песок, как желтая парча, И даль небес желта и также горяча, Мираж струится в ней и сказки жизни пишет. Федоров А.М. 7

8 Мираж (фр. mirage) оптическое явление в атмосфере: отражение света границей между резко разными по плотности слоями воздуха. Для наблюдателя такое отражение заключается в том, что вместе с отдалённым объектом (или участком неба) видно его мнимое изображение, смещённое относительно предмета. 8

9 Миражи нижниеверхниебоковые Наблюдается над холодной земной поверхностью, при инверсионном распределении температуры (росте с высотой) Наблюдается при очень большом вертикальным градиенте (падении с высотой) над перегретой ровной поверхностью, часто пустыней или асфальтированной дорогой Наблюдается у сильно нагретых стен или скал 9

10 n1 < n2 < n3 Нижний мираж Верхний мираж 10

11 Опыт 1 по получению миража. Закрепите на дне сосуда с белым дном темную, лучше черную, жестяную банку из-под кофе. Глядя сверху вниз, почти вертикально, вдоль ее стенки, быстро налейте в банку горячей воды. Поверхность банки сразу же станет блестящей. Почему? Дело в том, что показатель преломления воды возрастает с температурой. У горячей поверхности банки температура воды много выше, чем в отдалении. Вот и происходит искривление луча света так же, как при миражах в пустыне или на раскаленном асфальте. Банка кажется нам блестящей из-за полного отражения света. 11

12 Опыт 2 Получение моделей миража в воздухе и в бруске оргстекла Воздушный мираж создается в металлической кювете сечением 40х60 мм и длиной не менее метра. Ее боковая стенка разогревается при помощи кюветы с водой. Все это может быть спаяно из жести как единое устройство (рис. 3). Внутренняя сторона боковой стенки кюветы для воздуха не должна отражать свет. Для этого ее равномерно покрывают слоем чистого речного песка, приклеив его клеем БФ-2. Мираж наблюдается на нагреваемой кипятком боковой стенке. 12

13 ПРИВИДЕНИЯ ПОДЛИННЫЕ И МНИМЫЕ Бывает, даже убежденные материалисты, встретившись с призраком,- пасуют. А призраки нередко встречаются в горах. Возникают они благодаря особой разновидности миража - так называемому боковому (он относится ко второму классу). Как правило, человек видит себя же самого. Сильно нагретые скалы вызывают такое воздушное разрежение вокруг себя, что лучи, отразившиеся от наблюдателя и направленные к скалам, искривляются возле них настолько, что подобно бумерангу возвращаются назад. 13

14 ...Французский колониальный отряд пересекал алжирскую пустыню. Впереди, километрах в шести от него, шла гуськом стая фламинго. Но когда птицы пересекли границу миража, ноги у них вытянулись и сдвоились, вместо двух у каждой стало по четыре. Ни дать ни взять - арабский всадник в белом одеянии. Миражи- оборотни Командир отряда, встревожившись, послал разведчика проверить, что за люди в пустыне. Когда солдат сам проник в зону искривления солнечных лучей, он, конечно, разобрался, с кем имеет дело. Но... вот же он нагнал страху на своих товарищей! Ноги его лошади стали такими длинными, что казалось, он сидит на фантастическом чудовище. Впрочем, такой мираж объясняется элементарно. Изображение птиц и всадника приподнялось над горизонтом в результате рефракции. (Типичный мираж второго класса.) Вытянутые же ноги - эффект границы миража. 14

15 Как неожиданно и ярко На влажной неба синеве Воздушная воздвиглась арка В своем минутном торжестве! Тютчев Ф. 15

16 Ра́дуга атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или перед ним. Оно выглядит как дуга или окружность, составленная из цветов спектра. Глядя снаружи внутрь дуги: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. 16

17 Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды, взвешенных в воздухе. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов (Красный свет отклоняется на 137 градусов 30 минут, а фиолетовый на 139°20), в результате чего белый свет разлагается в спектр. 17

18 Глории. Слышу я природы голос, Порывающийся крикнуть, Как и с кем она боролась, Чтоб из хаоса возникнуть. Мартынов Л.И. 18

19 Гло́рия (лат. gloria украшение; ореол) оптическое явление в облаках. Наблюдается на облаках, расположенных прямо перед наблюдателем или ниже него, в точке, прямо противоположной источнику света. Наблюдатель должен находиться на горе или на самолёте, а источник света (Солнце или Луна) за его спиной. Представляет собой цветной венец света на облаке вокруг тени наблюдателя. Внутри находится голубоватое кольцо, снаружи красноватое, далее кольца могут повторяться с меньшей интенсивностью. 19

20 Глория объясняется дифракцией света, ранее уже отражённого в капельках облака так, что он возвращается от облака в том же направлении, по которому падал, то есть к наблюдателю. 20

21 Броккенские призраки. Их можно часто видеть на знаменитой горе Броккен в Германии, куда слетаются на шабаш ведьмы. Так вот, если вы окажетесь на горе выше облаков или тумана и вам в спину будет светить солнце или луна, внизу, под облаками, появится ваша тень. Она будет увеличена до гигантских размеров, и все, кто будет внизу, испугаются. Дорога в БроккенОзеро рядом с горой 21

22 Явление заключается в следующем: если в горах смотреть в сторону, противоположную солнцу, то иногда можно наблюдать что-то похожее на тень великана, окруженную ярким сиянием. Понятно, что великанами были сами наблюдатели этого феномена. Люди, стоящие на вершине горы, находились в лучах низко расположенного солнца, и их тени проецировались на фоне колышущегося тумана или облачности. Маленькие капли (туман либо облака) разлагают солнечный свет на отдельные лучи спектра, образуя яркое цветное свечение вокруг неясных очертаний верхней части тени. В каплях воды происходят интерференция, отражение и преломление солнечного света, при этом часть света направляется обратно в сторону солнца. 22

23 Смотри, как солнечные ласки В лазури нежат строгий крест… Блок А. 23

24 Гало́ (от греч. χαλοσ «круг», «диск»; также а́ура, нимб, орео́л) светящееся кольцо вокруг объекта; оптический феномен. 24

25 Гало обычно появляется вокруг солнца или луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Существует множество типов гало, но вызваны они преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5-10 км в верхних слоях тропосферы. Вид наблюдаемого гало зависит от формы и расположения кристаллов. Отраженный и преломленный 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. 25

26 Невозмутимый строй во всем, Созвучье полное в природе Тютчев Ф. 26

27 Венец - ореол, светлый ободок вокруг небесного светила. 27

28 Когда солнце или луна просвечивают сквозь тонкие облака, состоящих из водяных капель или кристаллов, они часто кажутся окруженными голубоватым сиянием в виде кольца, непосредственно примыкающего к диску светила и оканчивающегося наружным красным краем. Это так называемый венец первого порядка. За ореолом следуют концентрические с ним венцы второго, третьего и следующих порядков, разделенные темными промежутками. Расположение цветов во всех кольцах одинаковое: внутренний край синевато- зеленоватый переходит в желтый, оранжевый и кончается наружным красным краем. Обычно виден только один ореол; иногда число колец доходит до трех-четырех. Размеры венцов бывают самыми различными. 28

29 Нимб - венец света вокруг тени. Ореол может появиться и вокруг тени головы человека. Для того, чтобы увидеть сияние вокруг тени вашей головы надо летом, рано утром, как только встанет Солнце, пойти на луг, обильно покрытый росой. Вы увидите, что голова вашей тени окружена ореолом. Такие явления принято называть нимбами. В христианской и буддистской иконографии нимбами окружены головы святых. 29

30 30

31 Оптические иллюзии - это несложные рисунки, при взгляде на которые глаза обманывают нас. Иллюзии бывают разными - от простых изображений, которые кажутся нам не тем, чем являются на самом деле, до сложных `движущихся` картин. Первые образцы подобных иллюзий были созданы много веков назад. Нередко художники стараются придать двухмерным рисункам глубину или перспективу. Владея этим мастерством и зная, каким образом наш мозг обрабатывает информацию, они могут создавать `невозможные` предметы. 31

32 Иллюзия восприятия размера Явление иррадиации состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на темном фоне, вследствие несовершенства хрусталика как бы раздвигаются границы этой поверхности, и эта поверхность кажется нам больше своих истинных геометрических размеров. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется значительно большим относительно черного квадрата на белом фоне. Любопытно отметить, что зная о данном свойстве черного цвета скрадывать размеры, дуэлянты в XIX веке предпочитали стреляться именно в черных костюмах в надежде на то, что противник промахнется при стрельбе. Явление иррадиации. Какой из внутренних квадратов больше? Черный или белый? 32

33 Иллюзия Эббингауза (1902). Какой круг больше? Тот, который окружен маленькими кругами или же тот, который окружен большими? Они одинаковые. 33

34 Иллюзия кинескопа. Какая из красных линий длиннее? Красные линии на рисунке одной длины 34

35 Иллюзия перспективы. Какой из параллелепипедов больше? 35

36 Иллюзия Болдуина. Какая линия больше А или Б? Они абсолютно равны, хотя линия Б кажется гораздо длиннее 36

37 Человек на заднем плане и карлик на переднем - одного роста 37

38 Какая из женщин толще? 38

39 Иллюзии цвета и контраста Решётка Геринга (1870) На пересечениях всех белых полос, за исключением того пересечения, на котором вы фиксируете взгляд в данный момент, видны маленькие серые пятна. 39

40 Иллюзия мерцающей решётки Белые кружки кажутся мигающими, не правда ли? 40

41 Цвет фигур кажется более ярким и насыщенным, если фигуры окантованы черными рамками. 41

42 Смотрите в центр на чёрную точку Цветные пятна должны исчезнуть 42

43 Цвет фона в той части рисунка, где иероглифы не обведены белым, кажется более насыщенным. 43

44 Иллюзии движения Иллюзия Оучи (Ouchi, 1977). Пристально смотрите на шар в центре. Кажется, что узор на нем движется из стороны в сторону? Не отрывая взгляда от центра круга, подвигайте головой. Возникла иллюзия, что узор вокруг шара сдвигается? 44

45 Фрактальная иллюзия Возникает иллюзия, что рисунок пульсирует 45

46 А круги, ведь, совсем неподвижны. 46

47 Смотрите в центр. Пульсирует картинка? Чтобы ещё усилить эффект, смотря в центр рисунка, подвигайте головой вперед-назад. 47

48 Круги вращаются? 48

49 Иллюзия Райли (Bridget Riley) Возникает иллюзия движения квадратов? 49

50 Сколько человек можно найти на этой картине? 9! 50

51 51

52 52

53 Это без сомнения лучшая РС иллюзия. Попробуй обязательно: 1) Расслабься и смотри неотрываясь 30 сек. на 4 маленькие точки в центре. 1) Расслабься и смотри неотрываясь 30 сек. на 4 маленькие точки в центре. 2) Потом переведи медленно взгляд на стену ( или что-то большое и одноцветное) возле тебя. 2) Потом переведи медленно взгляд на стену ( или что-то большое и одноцветное) возле тебя. 3) Ты увидишь, как образуется светлый круг. 3) Ты увидишь, как образуется светлый круг. 4) Пару раз моргни и ты увидишь, как в этом кругу образуется фигура. 4) Пару раз моргни и ты увидишь, как в этом кругу образуется фигура. 5) Что или кого ты видишь? 5) Что или кого ты видишь? Щелкни дальше 53

54 Во всем подслушать жизнь стремясь, Спешат явленья обездушить Забыв, что если в них нарушить Одушествляющую связь, То больше нечего и слушать… 54

55 1) Изменение направления луча при переходе из одной среды в другую. 2) Зависимость показателя преломления света от частоты. 3) Ученый, доказавший сложный состав белого света. 4) Свет - это видимое … 5) Точка в линзах, в которой собирается пучок параллельных лучей. 6)Через поля, через луга Встала нарядная дуга. 7) И в дверь, и в окно Стучать не будет, А взойдет - И всех разбудит. 8)Единица оптической силы линзы. 9) Что с земли не поднимешь? 10) Я молча смотрю на всех, И смотрят все на меня, Веселые видят смех, С печальными плачу я. 11)Оптический прибор. 12) Дефект зрения. Оптика и оптические явления 1 о 2 п 3 т 4 и 5 к 6 а 7 с 8 п 9 е 10 к 11 т 12 р 55

56 56