Prezentację przygotowali:

Kevin Szczepankiewicz

                               Michał Lajs

   

W ścisłej łączności z chmurami 

obserwowane są w atmosferze różne 

zjawiska optyczne (fotometeory). Zjawiska 

te nie mają znaczenia praktycznego, 

jednak dostarczają pewnych wiadomości o 

charakterze chmur, w których są 

obserwowane. Są one wywołane odbiciem, 

załamaniem, ugięciem i interferencją 

światła słonecznego lub księżycowego w 

chmurowych kropelkach wody lub 

kryształkach lodu. Niektóre z nich 

powtarzają się bardzo często, inne są 

wielką rzadkością i trzeba mieć dużo 

szczęścia, aby je zobaczyć. 

•

Tęcza

•

Zorza polarna

•

Miraż pustynny, czyli fata-morgana

•

Zaćmienie Słońca i Księżyca

•

Zjawisko cienia i półcienia

•

Halo

•

Iryzacja

•

Wieniec (aureola)

•

Gloria

  Tęcza jest jednym z 

efektowniejszych zjawisk 

optycznych w atmosferze. 

Jest to układ 

koncentrycznych łuków o 

barwach od fioletowej do 

czerwonej, wywołanych 

przez światło Słońca lub 

Księżyca, padające na 

zespół kropel wody w 

atmosferze.

  Tęcze dzielimy na:

•

Główne

•

Wtórne

     

W tęczy głównej 

barwa fioletowa 
występuje po 
wewnętrznej stronie, 
a barwa czerwona po 
zewnętrznej stronie.

   W tęczy wtórnej, o 
znacznie mniejszej 
jasności od tęczy 
głównej, czerwona 
barwa jest od 
wewnątrz, a 
fioletowa na 
zewnątrz.

 To zjawisko powstaje na skutek rozszczepienia światła białego i 

odbicia go wewnątrz kropel deszczu. Łuk pierwszy to wynik 

jednokrotnego, a drugi dwukrotnego odbicia rozszczepionego 

światła wewnątrz kropli (stąd odwrócona kolejność barw i 

mniejsze natężenie światła). Tęczę obserwuje się na tle chmur, z 

których pada deszcz, znajdujących się po przeciwnej stronie 

nieba niż Słońce lub Księżyc. Warunki, przy których obserwuje 

się typową tęczę mają przeważnie miejsce w przypadku chmur 

kłębiastych deszczowych. Natężenie światła, szerokość i barwa 

tęczy wahają się w szerokim przedziale w zależności od 

rozmiarów kropel. Tęczę obserwuje się również w bryzgach fal 

morskich, wodospadów i fontann. Podczas zjawiska tęczy 

widzimy tylko łuk, a nie całą ścianę barw, ponieważ wszystkie 

promienie słoneczne “wpadają” do kropli wody równolegle 

względem siebie i “wpadają” do oka pod określonym kątem w 

stosunku do kierunku padania promieni słonecznych, 42 lub 52 

stopnie. 

  Jest ona jednym z 

najpiękniejszych zjawisk 

optycznych zachodzących w 

przyrodzie. W większości 

przypadków zorze polarne mają 

odcień zielony lub 

niebieskozielony. Występują w 

postaci wstęg lub plam podobnych 

do obłoków. Zjawisko to ma 

najczęściej miejsce na biegunach, 

ponieważ tam jest największa 

koncentracja protonów i 

elektronów. Świecenie zielone i 

czerwone powodują wzbudzone 

atomy tlenu, podczerwone i 

fioletowe – zjonizowane cząsteczki 

azotu. Zorze pojawiają się 

zazwyczaj dzień lub dwa po 

wybuchach na Słońcu.

   

Do zaćmienia Słońca dochodzi, 

gdy Księżyc poruszający się po 

orbicie wokół Ziemi znajdzie się 

pomiędzy Słońcem a Ziemią. W 

zależności od rozmiarów kątowych 

oraz wzajemnego położenia tarczy 

Słońca i Księżyca w momencie 

zaćmienia, wyróżnia się zaćmienia 

częściowe, całkowite i 

obrączkowe.
   Do zaćmienia księżyca dochodzi, 

gdy Ziemia znajdzie się pomiędzy 

Słońcem a Księżycem 

przesłaniając promienie słoneczne 

padające na Księżyc. W zależności 

od tego jaki fragment tarczy 

Księżyca znajdzie się w cieniu 

Ziemi, wyróżnia się zaćmienia 

częściowe, całkowite i 

półcieniowe.

   Załamujący się promień świetlny zawsze skręca w 

kierunku gęstszego powietrza, bądź środowiska. Gęstsze 

powietrze, jest to powietrze o wyższej temperaturze, 

cząsteczki jego poruszają się szybciej i jest ono gęstsze. 

Potoczną nazwą tego zjawiska jest “fata-morgana” i 

kojarzy się najczęściej z widocznym na pustyni jeziorem 

otoczonym palmami. Podstawą jest różnica temperatur 

przy powierzchni Ziemi. W dzień piasek na pustyni 

nagrzewa się bardziej niż powietrze i w efekcie po 

nadejściu wieczoru ogrzewa on najbliższą warstwę 

powietrza. Powstaje “warstwowy układ temperatury” – 

przy Ziemi najcieplej, a kilka metrów wyżej jest już ono 

dużo chłodniejsze. Promień światła przechodzący nad 

powierzchnią zostaje zagięty w górę, w kierunku 

chłodniejszego (gęstszego) powietrza.

   Światło rozchodzi się 

po linii prostej, więc gdy 

napotyka przeszkodę o 

rozmiarach podobnych z 

długością fali λ , to z tyłu 

za nią pojawi się cień. 

Jeżeli źródło światła jest 

punktowe to utworzy się 

cień pełny, a jeżeli źródło 

światła będzie miało 

duże rozmiary liniowe, to 

z tyłu przedmiotu 

utworzą się obszary 

cienia i półcienia.

    Halo jest jednym z ciekawszych zjawisk optycznych 
na niebie i powstaje na skutek załamania światła w 
chmurze zawierającej kryształki lodu. Występuje, jako 
barwny świetlisty pierścień, w którego środku znajduje 
się tarcza Słońca lub Księżyca. Krąg ten ma zwykle 
słabo widoczne zabarwienie czerwone od wewnątrz i w 
rzadkich przypadkach fioletowe na zewnątrz. Część 
nieba wewnątrz kręgu jest wyraźnie ciemniejsza niż na 
zewnątrz. 

   Wieniec jest to jedna lub kilka serii barw 

pierścieni o stosunkowo małym promieniu, 

otaczających bezpośrednio tarczę ciała 

niebieskiego. W każdej serii pierścień wewnętrzny 

jest fioletowy lub niebieski, a pierścień 

zewnętrzny - czerwony; między nimi mogą 

występować inne barwy. Najbardziej wewnętrzna 

seria, mająca promień na ogół nie większy niż 5 

stopni i nosząca nazwę aureoli, wykazuje zwykle 

wyraźny pierścień zewnętrzny o czerwonawej lub 

kasztanowej barwie. Wieńce wywołane są 

ugięciem światła w znajdujących się przed tarczą 

Słońca lub Księżyca cienkich chmurach, 

zbudowanych z drobnych, jednorodnych kropelek 

wody, zazwyczaj są to chmury średnie kłębiaste.

   Iryzacja to tęczowe barwy powstające czasem na 
powierzchni przezroczystych ciał w wyniku 
interferencji światła. Obserwuje się je, jako mieniące 
się tęczowe plamy barwne na wodzie. Układy barw 
przeważnie zielonych i różowych, często o odcieniach 
pastelowych, są obserwowane na chmurach. Barwy 
te bywają niekiedy pomieszane, niekiedy zaś w 
postaci smug prawie równoległych do brzegów 
chmur. Barwy iryzacji są często błyszczące i 
przypominają kolor masy perłowej. Zjawisko iryzacji 
chmur w istocie jest tego samego pochodzenia co 
wieńce i występuje przy chmurach kłębiastych.

   Gloria powstaje na skutek dyfrakcji światła na kroplach wody 

lub kryształkach lodu. Jest zjawiskiem optycznym polegającym 

na wystąpieniu barwnych pierścieni wokół cienia obserwatora 

widocznego na tle chmur lub mgły, przy czym niebieski 

pierścień ma mniejszą średnicę od czerwonego. Gloria podobna 

jest do wieńca, jednak powstaje nie dookoła Słońca lub 

Księżyca, lecz dookoła punktu, położonego po stronie przeciwnej 

względem tarczy ciała niebieskiego. Zjawisko to występuje na 

chmurach, położonych na wprost przed obserwatorem, albo 

niżej od niego. Na te same chmury pada cień obserwatora i 

wówczas wydaje się, że gloria otacza cień jego głowy. 

   Uwaga: Jeśli chmura lub mgła są dość blisko obserwatora, 

jego cień wydaje się bardzo duży; nazywa się to wówczas 

zjawiskiem Brockenu, niezależnie od tego czy jest otoczony 

barwną glorią.