עמודי אור מעל הפנסים.
אם בליל שקט וקפוא בחורף תצאו לכיכר העיר, מוארים בפנסים, ואם יש נסיבות חיוביות, שעליהן יידונו מעט מאוחר יותר, אז אולי יתמזל מזלכם להיות עדים למחזה מרהיב נדיר. : תראה יער של עמודים זוהרים מעל הכיכר. עמוד התאורה עומד מעל כל פנס בצורה אנכית לחלוטין ועולה רחוק למעלה. אפשר להסתובב בפנס מכל עבר, עמוד התאורה יישאר במקומו.
ספרו של מ' מינארט "אור וצבע בטבע" מדבר בקצרה על תופעה זו. הוא אומר שהוא נצפה בקנדה וברוסיה ושהוא נגרם מהחזרת האור על ידי חלקיקי קרח קטנים התלויים באוויר. זה עדיין די רחוק מהסבר מפורט על מנגנון הופעת עמודי אור.
אין ספק שפתיתי שלג קטנים או פיסות קרח באטמוספירה מעורבים ביצירת עמודי אור. מוארים בפנס, פתיתי שלג וחתיכות קרח נוצצות כאילו הן זוהרות. אבל למה רק העמוד שמעל הפנס זוהר?
על ידי ביצוע ניסוי פשוט, אתה תהיה משוכנע שמראה העמודים קשור לאפקט הסטריאו. אתה מסתכל על הפנס, עוצם את העין הימנית, ובמקום עמוד אתה רואה רצועה אנכית של פתיתי שלג נוצצים באוויר בין העין לפנס, אבל מעט מעליו. אתה רואה את אותו פס כאשר אתה מסתכל בעין שמאל סגורה - פתיתי שלג נוצצים באזור אחר, כלומר באזור שנמצא בין עין ימין לפנס. עכשיו בואו נפתח את שתי העיניים: שתי תמונות, שני פסים נוצצים מתמזגים, ורואים עמוד אור. כבר מעל הפנס. נדגיש שוב - מדובר בסוג של אשליה אופטית, רואים שני פסים זוהרים שונים, שני נפחי אוויר שונים עם חלקיקיהם הנוצצים - האחד מול עין ימין, והשני מול שמאל.
עכשיו בואו נחשוב: מדוע הפסים הנוצצים אנכיים ומדוע פתיתי שלג נוצצים רק כשהם נופלים למישור אנכי העובר דרך העין ודרך מקור האור? מדוע פתיתי שלג אינם נראים מחוץ למטוס הזה?
פתיתי שלג הם, ככלל, כוכבים שטוחים: במרכז יש משושה קטן, מפינותיו צומחות שש קרניים עם ענפים מקבילים לקצוות המשושה. ענפים אחרים צומחים מענפים אלה, וכתוצאה מכך הכוכב יכול לקבל צורות מורכבות למדי. תהליך התגבשות הלחות יוצא ממרכז פתית השלג, וזה מאפשר לנו להבין אילו צורות ביניים לובש הכוכב.
בשלב הראשוני, חלקיקי קרח נדבקים לפינות של משושה רגיל והשרשרות שלהם משתי פינות סמוכות צומחות זו לזו. משרשראות כאלה צומח משושה חדש דומה מבחינה גיאומטרית בגודל גדול יותר, או, במילים אחרות, המשושה המתהווה בתחילה גדל בגודלו.
אבל אז מגיע רגע שבו לרשתות הגדלות אין זמן להיפגש, ורשתות חדשות מתחילות לצמוח בפינות. ואז בפינות אתה מקבל עצי חג המולד מיקרוסקופיים עם קרח שטוח עם ענפים מקבילים לצידי המשושה. יתר על כן, מוטות חדשים צומחים על הקרניים, והכוכב הופך מורכב יותר ויותר.
אם יש מעט לחות באטמוספירה, התהליך מסתיים בשלב מוקדם יחסית ובאוויר נולדים פתיתי שלג קטנים בצורת משושים והכוכבים הפשוטים ביותר. כפי שנראה בהמשך, זוהי אחת מ"הנסיבות החיוביות המסוימות" הנחוצות להופעת עמודי אור.
עכשיו בואו נדבר על איך פתיתי השלג הזעירים האלה מתנהגים כשהם נופלים לאט במזג אוויר רגוע.
באופן קפדני, מחקרים על נפילת פתיתי שלג צריכים להתבצע בתנאים אמיתיים, למשל, באמצעות צילום. אבל, בהנחה שהתנהגות פתית השלג נקבעת בעיקר על ידי צורתו, אתה יכול להתנסות במודל בגדלים גדולים יחסית. המחבר ביצע ניסויים כאלה יחד עם המהנדס א.א. בורודין; מודלים של פתיתי שלג חתוכים מנייר שימשו בניסויים. התקבלו התוצאות הבאות:
1. "פתיתי שלג" עם שני צירים מאונכים זה לזה של סימטריה מסתובבים אוטומטית. אוטורוטציה באווירודינמיקה היא תנועה של גוף המלווה בסיבוב עקב אינטראקציה עם האטמוספירה.
3. ככל שההתארכות של "פתית השלג" גדולה יותר, או היחס בין הציר הגדול לקטן יותר, כך הסיבוב מהיר יותר עבור אותו אזור.
4. משושים רגילים וכוכבים בעלי שישה קצוות מסתובבים סביב ציר המחבר זוויות וקרניים הפוכות. זה בדיוק איך "פתיתי שלג" הנייר שלנו עברו סיבוב אוטומטי.
הציור הראשון מציג פנס על עמוד ומתבונן, וההנחה היא שמישור הציור עובר דרך מרכז החלק הזוהר של הפנס (למשל, דרך מרכז כדור זכוכית חלבית לבנה) ו דרך העין של המתבונן. באותו מישור ישנם ארבעה פתיתי שלג - 1, 2, 3, 4. צירי הסיבוב שלהם מאונכים למישור הציור, ופתיתי השלג עצמם מוצגים בצורה של קווים קצרים ברגע סיבובם, כאשר האור מהפנס מוחזר מפתית השלג, כמו ממראה, נכנס לעין. ארבעת פתיתי השלג המוצגים נוצצים פעמיים בכל סיבוב, או ליתר דיוק, לעתים קרובות יותר או לעתים רחוקות יותר, שכן כשהם נופלים הם משנים את מיקומם.
נקודות 1, 2, 3, 4 עם משיכות. זהו המיקום הנראה של נקודות האור; הם יוצרים אשליה של קו אור. מהמיקום של נקודה 4, ניתן לראות שלעמוד האור עשוי להיות חתך מתחת לפנס, אלא אם הוא מואר מדי באור הישיר של הפנס עצמו.
נפילים ומסתובבים, פתיתי שלג שולחים הבזקי אור לתוך העין עד שהם עוזבים את מישור ה"עין-פנס" האנכי או עד שציר הסיבוב שלהם סוטה מהמאונך למישור זה.
מהירות הנפילה של פתית שלג קטנה, אבל המהירות הזוויתית, ולכן, מספר התפרצויות האור בשנייה יכולה להיות גדולה למדי.
האיור השני מראה באופן סכמטי כיצד הפנס ועיניו השמאלית (l) והימנית (r) של הצופה ממוקמות בתוכנית, כמו גם כמה פתיתי שלג השולחים הבזקי אור לעבר המתבונן. למען הבהירות, קוטר הפנס, ולכן הזוויות, מוגזמים מאוד.
זה נעשה על מנת להראות בצורה ברורה יותר: פתיתי השלג שהצופה רואה ממוקמים בתוך זוויות מסוימות. כלומר, המתבונן אינו רואה קווים, אלא פסים זוהרים, שיוצרים בסופו של דבר אשליה של עמודי אור. לא קשה להבין שמספר פתיתי השלג שנמצאים בין הפנס לעין ואת הברק שלהם נראה על ידי המתבונן יהיה גדול יותר, ככל שהזוויות αl ו- αp גדולות יותר. ניתן אפילו לחשב את היחס של פתיתי השלג הגלויים הללו במספר הכולל של פתיתי השלג הנופלים לקרקע בחלל המוגבל על ידי המישורים האנכיים העוברים דרך הקו, a-l ו-b-l (עבור עין שמאל) ו-c-p ו-d-p (עבור ימין עיניים). נתח זה די גדול, הוא שווה בערך ל-(αl + αp): 360.
ניתן לחשב גם את המספר היחסי של פתיתי השלג שנמצאים מחוץ לזוויות αl ו- αp, אך עם זאת, במיקום מסוים, הם מכוונים את האור המוחזר ישירות לעיני המתבונן (המיקום של ציר הסיבוב האוטומטי של פתית שלג כזה הוא מסומן במספר 5 באיור השני). חישובים מראים שמחוץ לזוויות αl ו-αp ההסתברות לקיומם של פתיתי שלג במיקום זה קטנה ביותר. זו הסיבה שהצופה רואה אור בהיר המוחזר על ידי פתיתי שלג מסתובבים אוטומטית רק בזוויות קטנות יחסית αl ו- αp ורואה עמודי אור.
נ.פאדייב
חומרים קשורים:
© כל הזכויות שמורות. כל שימוש בחומרים מאתר זה רק באישור בכתב ובאמצעות היפר קישור עובד לאתרעמוד אור (או שמש) הוא אחד מסוגי ההילה הנפוצים ביותר. זוהי תופעה אטמוספרית ויזואלית, אפקט אופטי, שהוא רצועה אנכית של אור הנמתחת מהשמש בזמן השקיעה או הזריחה. התופעה נגרמת על ידי גבישי קרח שטוחים או עמודים משושה עם משטחים שטוחים מקבילים כמעט אופקיים. גבישים שטוחים התלויים באוויר גורמים לעמודי שמש אם השמש נמצאת 6 מעלות מעל האופק או מאחוריו, גבישים עמודים - אם השמש נמצאת 20 מעלות מעל האופק. קריסטלים נוטים לתפוס עמדה אופקית בעת נפילה באוויר, ומראה עמוד האור תלוי במיקומם היחסי.
עמוד אור מתרחש כאשר אור השמש זורח מעל פני השטח של גבישי קרח זעירים, שהם לוחות קרח או מוטות עם חתך משושה, תלויים באוויר. גבישים כאלה נוצרים בענני סיררוס גבוהים, לרוב ב cirrostratus. בטמפרטורות נמוכות, גבישים כאלה יכולים להיווצר גם בשכבות נמוכות יותר של האטמוספירה. לכן, עמודי אור נצפים לעתים קרובות יותר בעונה הקרה. בעת יצירת עמוד אור, האור מגיע מהמשטח העליון או התחתון של צלחת הקרח או מהקצוות או מהפנים של מוט הקרח.
במקרים נדירים, עמוד האור עשוי להיות מלווה במה שנקרא מעגל פרהלי. זהו פס בהיר הנראה בשמים באותו גובה של השמש. בתנאים נוחים, הוא יוצר מעגל קסמים העובר דרך השמש והשמשות הכוזבות.
עמודי אור נוצרים לעתים קרובות סביב הירח, אורות העיר ומקורות אור עזים אחרים. העמודים המגיעים ממקורות אור נמוכים בדרך כלל ארוכים בהרבה מעמודי השמש או הירח. ככל שהמתבונן קרוב יותר לעמוד האור, כך מיקום הגבישים בחלל משפיע פחות על מראה העמוד.
על פי אגדה עתיקה, אדם שרואה עמוד אור יזכה לעושר ואושר בלתי נספרים. הרי עכשיו הוא נבחר, וסימן אלוהי נראה לו.
כמה משקיפים סקפטיים במיוחד אינם רואים גורמים שורשיים מיסטיים וטבעיים לתופעה, בהתחשב בעמודי האור כקרני זרקורים רגילים.
עם הופעת הסיפורים על עב"מים ופריחה של תחביב האופולוגיה, תופעה זו הייתה קשורה להגעתם המיוחלת של חייזרים מהחלל. אבל אם התמזל מזלכם לראות עמוד אור, אל תיבהלו! זו לא ספינת חייזרים שמנסה למשוך קורבן נוסף על הסיפון, אבל חלקיקי קרח ממקור טבעי לחלוטין מחזירים את אור הירח או השמש.
התופעה המעניינת ביותר בטבע, הנצפית לעתים קרובות למדי, היא הופעת עמודי אור שנראים מחברים בין שמים וארץ. עמים רבים לקחו את הופעתם לסימנים שונים - טובים ומבשרי רעות כאחד.
חלקם הכריזו עליהם כגילוי של חסד אלוהי, בעוד אחרים הכריזו עליהם כאיום של הרס חמור, מגיפה ורעב. מה המשמעות של עמודי אור בשמים ומה אופי התרחשותם, מאמר זה יעזור לכם לגלות.
מה זו התופעה הזו
עמודי האור המופיעים בשמיים הם עמודים אנכיים לחלוטין, זורמים בבהירות הנמתחים מהשמש (או הירח) אל כדור הארץ או ממנה אל אור במהלך השקיעה או הזריחה, כלומר כאשר מקור האור ממוקם נמוך באופק . אתה יכול לראות אותם מעל או מתחת לשמש (ירח), הכל תלוי במיקום הצופה. צבע העמוד זהה לגוון המאורה ברגע זה: אם הוא צהוב, אז התופעה זהה.
איך מדענים מפרשים
עמודי אור הם גרסה נפוצה מאוד של הילה - מה שנקרא תופעה אופטית המופיעה בתנאים מסוימים סביב מקור אור. כאשר רואים לראשונה תופעה זו, קשה להאמין באופי הטבעי של מקורה – הדמיון לקרני זרקור כל כך ברור.
למעשה, אור השמש (או הירח) מקיים אינטראקציה עם גבישי הקרח הנוצרים בו, המשקפים אותו. הסבר זה פשוט מדי, הוא מאפיין את מנגנון הופעת התופעה, אך אינו מבהיר את התנאים שבהם מתאפשר הופעת עמודי אור. בואו להבין באילו נסיבות מתרחשת תופעה זו ומה המשמעות שלה.
עמודי אור: איך הם עולים, למה אנחנו רואים אותם
לרוב, אפקטים אופטיים כאלה מופיעים בעונה הקרה. זאת בשל העובדה שכדי שעמוד יופיע, חייבים להיווצר גבישי קרח והשמש צריכה להיות נמוכה מספיק. בטמפרטורות אוויר נמוכות נוצרים באטמוספירה גבישי קרח משושה רבים, המסוגלים להחזיר קרני אור. אבל ישנם מקרים תכופים של השפעה דומה המתרחשת בתקופות חמות יותר של השנה. זה יכול להתרחש בתקופה שבה נצפים ענני צירוס בשמים - נוצרים בהם גם גבישי קרח משושה עמודים.
קרני שמש או ירח, הפורצות לאטמוספירה במהירות של למעלה מ-300 אלף ק"מ לשנייה, מתנגשות עם גבישי קרח התלויים באוויר. נסיבות אלו הן הבסיסיות להופעתה של הילה. משחקי האור עם גושי הקרח הללו מאפשרים לצפות בתופעה מדהימה שנוצרת בגובה של כ-8 ק"מ.
במזג אוויר קר, גבישי קרח נוצרים הרבה יותר נמוכים, ובזכות זה, לעמודי האור (תמונה המוצגת במאמר) יש קווי מתאר ברורים מאוד והם נתפסים טוב יותר. המחזה מדהים - יפה ומרגש.
חינוך התופעה
מדענים התחקו אחר מספר אפשרויות להיווצרות האפקט האופטי, בהתאם לצורת הגבישים ולמיקום מקור האור. עמודי האור מופיעים כך:
- אם גבישי הקרח הם בעלי צורת משושה שטוחה, אז כאשר הם נופלים הם תופסים עמדה אופקית, בעוד שהעמודים נופלים בשורות עומדות. תלויים באוויר הקר, הם פועלים כמנסרה, השוברת את אלומת האור שפוגעת בהם.
- האור המוחזר יוצר מעין עדשה, מרחפת באוויר ומשדרת קרן עוצמתית דרכה.
- אילו גבישים מעורבים ביצירת האפקט הזה (שטוח או עמודי) תלוי במיקום האור באותו רגע. כאשר הם ממוקמים בזווית של 6˚ לפני השטח של כדור הארץ, אלה הם משושים שטוחים. אם השמש נמצאת בזווית של 20˚, אזי עמוד האור נוצר על ידי שבירה בגבישים עמודים.
תופעה מלאכותית
אז קור ולחות הם המרכיבים העיקריים בהופעתם של תנאים מוקדמים נוחים להיווצרות גבישי קרח תלויים, חתוכים בשישה צדדים, באטמוספירה של כדור הארץ. הם יכולים לשבור אור ממקורות שונים - הן מפנסי גן עדן והן מזרקורי רחוב או פנסי רכב. האור שנשבר בהם נותן אפקט ספציפי, שהוא רצועה בהירה מוגדרת בצורה חדה בניצב לקרקע. תושבי ערי הצפון עדים לתופעה נדירה, ששמה הוא יער האור.
זה קורה מכיוון שגבישים משושה שטוחים נופלים בחורף אינם מתאדים בדרך לקרקע בגלל טמפרטורות מתחת לאפס, אלא הופכים למעין ערפל סמיך שיכול להחזיר אור ממקורות קרקעיים וליצור עמודי אור הדומים מאוד לטבעי. יחידות. קרניים כאלה ארוכות הרבה יותר מכיוון שמקור האור ממוקם נמוך יותר.
הבדל מהזוהר הצפוני
אופי התרחשותם של שני אלה שונה. זוהרים הם תוצר של התלקחויות כאשר השדה המגנטי של כוכב הלכת מופרע על ידי "משבים" של רוח השמש. הם אלה שעל ידי חדירתו לתוכו גורמים לו לזהור באותו אופן כמו הקינסקופ של מקלט טלוויזיה. בדרך כלל, האורות הצפוניים מופיעים כהבזקים ירקרקים-לילך על פני שטח גדול של השמים.
מנגנון היווצרות קרני האור שונה להפליא, כך שלא ניתן לבלבל את התופעות האופטיות הללו.
הפרסום שלנו דן בסיבות לאפקט האופטי המדהים ומספק הסבר על המשמעות של עמודי האור. התמונות המוצגות במאמר מדגימות בבירור את יופייה של תופעה נדירה זו.
עמוד אור (או שמש) הוא אחד מסוגי ההילה הנפוצים ביותר. זוהי תופעה אטמוספרית ויזואלית, אפקט אופטי, שהוא רצועה אנכית של אור הנמתחת מהשמש בזמן השקיעה או הזריחה. התופעה נגרמת על ידי גבישי קרח שטוחים או עמודים משושה עם משטחים שטוחים מקבילים כמעט אופקיים. גבישים שטוחים התלויים באוויר גורמים לעמודי שמש אם השמש נמצאת 6 מעלות מעל האופק או מאחוריו, גבישים עמודים - אם השמש נמצאת 20 מעלות מעל האופק. קריסטלים נוטים לתפוס עמדה אופקית בעת נפילה באוויר, ומראה עמוד האור תלוי במיקומם היחסי.
עמוד אור מתרחש כאשר אור השמש זורח מעל פני השטח של גבישי קרח זעירים, שהם לוחות קרח או מוטות עם חתך משושה, תלויים באוויר. גבישים כאלה נוצרים בענני סיררוס גבוהים, לרוב ב cirrostratus. בטמפרטורות נמוכות, גבישים כאלה יכולים להיווצר גם בשכבות נמוכות יותר של האטמוספירה. לכן, עמודי אור נצפים לעתים קרובות יותר בעונה הקרה. בעת יצירת עמוד אור, האור מגיע מהמשטח העליון או התחתון של צלחת הקרח או מהקצוות או מהפנים של מוט הקרח.
במקרים נדירים, עמוד האור עשוי להיות מלווה במה שנקרא מעגל פרהלי. זהו פס בהיר הנראה בשמים באותו גובה של השמש. בתנאים נוחים, הוא יוצר מעגל קסמים העובר דרך השמש והשמשות הכוזבות.
עמודי אור נוצרים לעתים קרובות סביב הירח, אורות העיר ומקורות אור עזים אחרים. העמודים המגיעים ממקורות אור נמוכים בדרך כלל ארוכים בהרבה מעמודי השמש או הירח. ככל שהמתבונן קרוב יותר לעמוד האור, כך מיקום הגבישים בחלל משפיע פחות על מראה העמוד.
על פי אגדה עתיקה, אדם שרואה עמוד אור יזכה לעושר ואושר בלתי נספרים. הרי עכשיו הוא נבחר, וסימן אלוהי נראה לו.
כמה משקיפים סקפטיים במיוחד אינם רואים גורמים שורשיים מיסטיים וטבעיים לתופעה, בהתחשב בעמודי האור כקרני זרקורים רגילים.
עם הופעת הסיפורים על עב"מים ופריחה של תחביב האופולוגיה, תופעה זו הייתה קשורה להגעתם המיוחלת של חייזרים מהחלל. אבל אם התמזל מזלכם לראות עמוד אור, אל תיבהלו! זו לא ספינת חייזרים שמנסה למשוך קורבן נוסף על הסיפון, אבל חלקיקי קרח ממקור טבעי לחלוטין מחזירים את אור הירח או השמש.