W aktualnym czasie wakacyjnym, w obecnych warunkach, relaksując się w ogrodzie, czy w czasie wakacyjnej podróży, warto przyjrzeć się dokładniej naszemu otoczeniu i być może dostrzec w nim niecodzienne piękno wykorzystując niezrównany narząd wzroku. W zależności jaki kierunek wakacyjny obierzemy – ciepłe czy mroźne klimaty, otrzymamy różne możliwości obserwacji niezwykłych obrazów malowanych przez samą naturę. Przyjrzyjmy się więc bliżej zjawiskom zachodzącym w przyrodzie, które można wyjaśnić poprzez dziedzinę fizyki zwaną optyką, czyli naukę o świetle i jego oddziaływaniu z materią. W przyrodzie otrzymujemy możliwość zaobserwowania wielu zjawisk, niektóre występują często, inne nieco rzadziej, spowodowane są załamaniem, odbiciem, rozproszeniem, dyfrakcją, interferencją, polaryzacją światła, dyspersją, emisją i absorpcją światła.

Już wyjaśniam opisując na przykładach!

1. Zjawisko Brockenu.
Zjawisko Brockenu to zjawisko świetlne, które należy do rzadko występujących w atmosferze ziemskiej. Występuje na obszarach górskich, gdy słońce znajduje się poniżej horyzontu, a cień obserwatora, powiększony ponad jego naturalną wielkość, pojawia się przed lub pod nim na rozsianych w dolinach chmurach warstwowych (tzw. morze mgły). Mówiąc najprościej, obiekt umieszczony pomiędzy słońcem a chmurami działa jak gigantyczny ekran, rzucający cienie głęboko w chmury. Cienie są zazwyczaj otoczone kolorowymi aureolami. Zjawisko bierze swoją nazwę od góry Brocken w górach Harz (Niemcy). Tam odkryto je po raz pierwszy.

Kiedy więc zobaczymy niezwykle zjawisko Brockenu?
Wyobraź sobie, że jesteś na szczycie góry w słoneczny dzień i patrzysz w dół na chmury. Nagle dostrzegasz na nich ogromny cień, który wygląda jak Ty, ale o wiele większy i otoczony kolorową obwódką. To właśnie jest zjawisko Brockenu. Jak to działa? Światło słoneczne pada na Ciebie i Twoje plecy. Cień Twojego ciała rzucany jest na chmury znajdujące się poniżej. Promienie słoneczne odbijają się od kropel wody w chmurach i załamują się, czyli zmieniają kierunek. Załamane światło tworzy na chmurach powiększony i zniekształcony obraz Twojego cienia. Często cieniowi towarzyszy tęczowa obwódka, zwana glorią. Powstaje ona w wyniku dyfrakcji światła na kroplach wody.

2. Tęcza:
Tęcza czyli łukowaty pas kolorów, który pojawia się na niebie, gdy światło słoneczne jest załamane i rozproszone przez krople deszczu. Składa się z siedmiu kolorów: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo i fioletowego. Każdy kolor odpowiada różnej długości fali światła, przy czym czerwony ma najdłuższą długość fali, a fioletowy najkrótszą. Tęczę można obserwować na przeciwległym do Słońca fragmencie nieba, pod warunkiem, że na niebie znajdują się krople deszczu i obserwator znajduje się tyłem do Słońca. Im większe krople deszczu, tym bardziej wyraźna i jaskrawa jest tęcza.

Jak to się dzieje że widzimy ten niesamowity wielobarwny łuk?
Załóżmy, że pada deszcz, a Słońce świeci za Tobą. Światło słoneczne trafia na krople deszczu, gdzie niczym przez pryzmat zostaje rozszczepione na kolory o różnych długościach fal (od czerwieni do fioletu). Rozszczepione kolory załamują się, czyli zmieniają kierunek, przechodząc przez krople deszczu. Czerwone światło załamuje się najmniej, a fioletowe najwięcej. Następnie światło odbija się wewnątrz kropli i ponownie załamuje się, gdy wychodzi na drugą stronę. Cały ten proces powoduje, że widzimy na niebie łuk kolorów, czyli tęczę.

3. Halo:
Halo to świetlisty pierścień lub łuk otaczający Słońce lub Księżyc. Powstaje, gdy światło słoneczne jest załamane przez kryształki lodu w chmurach. Istnieje wiele różnych typów halo, z których każdy jest spowodowany przez inny rodzaj kryształków lodu i układ. Najczęstszym typem halo jest halo 22 stopni, które pojawia się jako biały lub srebrny pierścień wokół Słońca lub Księżyca. Inne rodzaje halo obejmują halo parheliczne, które tworzy „fałszywe słońca” po obu stronach prawdziwego Słońca, oraz słupy słoneczne, które są pionowymi słupami światła rozciągającymi się w górę od Słońca lub Księżyca.

Kiedy zauważymy efekt Halo?
Wyobraź sobie mroźny zimowy dzień i chmury wypełnione kryształkami lodu. Kiedy światło słoneczne trafia na te kryształki, załamuje się i rozprasza w różnych kierunkach. Kształt i ułożenie kryształków lodu determinują, jaki pierścień lub łuk światła zobaczymy wokół Słońca lub Księżyca. Najczęściej jest to biały lub srebrzysty pierścień 22 stopni wokół Słońca, ale możliwe są też inne formy, jak słupy słoneczne.

4. Słupy słoneczne:
Słupy słoneczne to pionowe słupy światła, które czasami można zobaczyć nad wschodzącym lub zachodzącym słońcem. Powstają, gdy światło słoneczne jest załamane przez kryształki lodu w chmurach pierzastych. Słupy słoneczne mogą być białe lub kolorowe, w zależności od rodzaju kryształków lodu i kąta patrzenia. Słupy słoneczne są najczęściej widoczne zimą, kiedy na niebie jest więcej chmur pierzastych. Jednak można je zobaczyć również latem, zwłaszcza w pobliżu gór lub innych obszarów o dużej wysokości.

Jak powstają?
Podobnie jak w halo, światło słoneczne załamuje się na kryształkach lodu w chmurach. Tym razem jednak kryształki są ułożone w pionowych liniach, co powoduje, że światło załamuje się pionowo w górę i w dół. To właśnie daje nam te spektakularne pionowe słupy światła rozciągające się nad lub pod Słońcem.

5. Miraże:
Miraże to zjawiska optyczne, które powodują, że obiekty wyglądają na odległe lub zniekształcone. Powstają, gdy światło jest załamane przez warstwy powietrza o różnej temperaturze. Najczęstszym typem mirażu jest miraż dolny, który sprawia, że obiekt wygląda jakby unosił się nad ziemią. Inne rodzaje miraży obejmują miraże górne, które sprawiają, że obiekty wyglądają jakby były odwrócone do góry nogami, oraz miraże oazowe, które tworzą iluzję jezior lub innych zbiorników wodnych na pustyni. Miraże są najczęściej widoczne w gorących, suchych warunkach, gdy powietrze jest silnie warstwowe. Jednak można je zobaczyć również w innych warunkach, takich jak nad drogami lub innymi nagrzanymi powierzchniami.

Kiedy zobaczymy Miraże?
Wyobraź sobie gorący letni dzień, kiedy nad rozgrzaną ziemią tworzą się warstwy powietrza o różnej temperaturze. Światło słoneczne załamuje się inaczej w każdej z tych warstw, co powoduje, że obiekty na horyzoncie (np. drzewa, budynki) wyglądają jakby były przesunięte lub zniekształcone. To zjawisko nazywamy mirażem. Powstaje ono, gdy światło odbija się od nagrzanej powierzchni ziemi i miesza się z załamanym światłem z nieba.

6. Zorza polarna:
Zorza polarna, znana również jako zorza polarna, to naturalny wyświetlacz światła na niebie, głównie widoczny na wysokich szerokościach geograficznych (wokół Arktyki i Antarktydy). Efekt powstaje, gdy naładowane cząstki ze Słońca wpadają na ziemską atmosferę. Zorza polarna jest najczęściej widoczna zimą, kiedy noce są długie, a ciemne. Jednak można je zobaczyć również latem w regionach arktycznych. Kolor zorzy polarnej zależy od rodzaju gazu wzbudzonego przez naładowane cząstki. Najczęstszym kolorem jest zieleń, ale można również zobaczyć czerwień, niebieski i fiolet.

Kiedy widzimy zorzę polarną?
Wyobraź sobie Ziemię otoczoną bańką gazów, czyli atmosferą. Naładowane cząstki ze Słońca, tzw. wiatr słoneczny, uderzają w tę atmosferę. Zderzając się z atomami i cząsteczkami gazów w atmosferze, te naładowane cząstki pobudzają je do emisji światła. Różne gazy emitują światło o różnych kolorach. Na przykład wzbudzone atomy tlenu emitują zielone światło, a cząsteczki azotu – czerwone i niebieskie. To właśnie te kolorowe światełka tworzą na niebie magiczną zorzę polarną.

Masz trudności z wyraźnym i komfortowym widzeniem przy zmianie warunków oświetleniowych?
Oczywiście istnieje więcej interesujących zjawisk optycznych, jednakże powyżej wymienione stanowią dobry punkt zaczepienia do rozpoczęcia niezwykłych obserwacji. A po dobre szkła zapraszam do mojego zakładu na konsultacje aby dopasować inteligentną soczewkę przeciwsłoneczną, reagującą na zmianę światła. Ważne aby soczewki  dopasować do swojego stylu życia.