|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ÇOCUK BİLİMSEL LABORATUVARI
Kızıl güneş doğacak. Çocuk Bilim Laboratuvarı
Rehber / Çocuk Bilim Laboratuvarı Gökyüzünün rengi, Güneş ve Ay'ın rengi, birçok optik ve akustik olay, farklı uzunluklardaki elektromanyetik ve elastik dalgaların Rayleigh yasasına uyarak atmosferde farklı şekillerde dağılmasıyla belirlenir. Yaz aylarında çok az insan yükselen güneşi görür - çok erken doğar. Ama gün batımları tüm ihtişamıyla karşımıza çıkıyor: Rengini parlak kırmızıdan bordoya çeviren kocaman bir top, yavaşça mavi gökyüzüne inerek onu sarı, yeşil, pembe tonlara boyayarak ufkun ötesinde kayboluyor... - Havanın kendisinin mavi bir renge sahip olduğuna ve bu nedenle atmosferin kırmızı ışınları emdiğine inanılıyordu. Ama sonra ufuktaki Güneş ve Ay, zirvedekinden daha mavimsi görünürdü: onlardan gelen ışık ışınları, gözlemciye ulaşmadan önce, havanın kalınlığı ne kadar büyük olursa, ışık o kadar alçalır. Elektromanyetik ışık teorisinin ortaya çıkışından sonra, atmosferdeki ışık dalgalarının, sudaki dalgalar gibi - yollarına çıkan taşlar ve kayalar gibi havada asılı duran parçacıklar tarafından dağılması gerektiği anlaşıldı. Bu, 1868'de İngiliz fizikçi J. Tyndall tarafından önerilmiş ve deneysel olarak kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, üç yıl sonra J.W. Rayleigh, optik homojensizlikler - yoğunluk dalgalanmaları - üzerinde ışık saçılımının ideal olarak temiz bir atmosferde de meydana gelmesi gerektiğini gösterdi. Bu homojensizlikler, moleküllerin ısıl hareketleri sırasında rastgele bir araya gelmeleri sonucunda sürekli olarak ortaya çıkar ve bir anda başka bir yerde tekrar oluşmak üzere çözünürler. Bir boşluktan veya kesinlikle homojen bir ortamdan geçen ışık dağılmaz: moleküllerin boyutları ışığın dalga boyundan binlerce kat daha küçüktür ve ışık onları "fark etmeden" hareket eder. Ortamın homojen olmayanları, ışığı daha güçlü bir şekilde dağıtan bir tür prizma haline gelir, içlerindeki hava yoğunluğu ortalama değerden ne kadar farklı olursa. Ve tabii ki, bu tür homojensizlikler daha fazladır. Işığın ortalama dalga boyunun 0,1-0,2'sini ölçen optik homojensizliklere sahip bir ortama bulanık denir. Bulanık bir ortamda, farklı uzunluklardaki ışık dalgaları farklı şekilde dağılır: kısa dalga radyasyon, spektrumun mavi kısmı daha güçlü, uzun dalga, kırmızı daha zayıf. Saçılmanın dalga boyuna bağımlılığı çok güçlüdür - dalga boyunun dördüncü kuvveti ile ters orantılıdır. Bu, dalga boyu (0,5 μm) kırmızı ışığın dalga boyundan (1,4 μm) 0,7 kat daha küçük olan mavi ışığın (1,4)'te bulanık bir ortamda dağıldığı anlamına gelir.4= 4 kat daha güçlü!
Bir maddenin moleküllerine düşen bir elektromanyetik dalga, elektronlarıyla etkileşime girer. Elektronlar, atomlara o kadar zayıf bir şekilde bağlıdır ki, dalganın etkisiyle fark edilir şekilde yer değiştirebilirler (bu nedenle "optik elektronlar" olarak adlandırılırlar), frekansın karesiyle orantılı olarak periyodik bir ivme yaşarlar ve alternatif bir manyetik alan oluştururlar. Alanda, genliği elektronun ivmesiyle orantılı ve yoğunluğu genliğin karesiyle orantılı olan ikincil bir elektromanyetik dalga ortaya çıkar. Bu nedenle, yayılan ikincil ışığın yoğunluğu, gelen ışığın frekansının dördüncü kuvvetiyle orantılıdır veya - aynı olan - dalga boyunun dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır. Bu ikincil radyasyon, bulanık bir ortamda saçılan ışıktır ve yoğunluğunun dalga boyuna bağlılığına Rayleigh yasası denir.
Işığın dalga boyundan (0,5-0,7 μm) daha büyük parçacıklar, ışığı esas olarak gelen ışın yönünde dağıtır ve yoğunluğunun dağılımı oldukça karmaşık hale gelir.
Yaklaşık 0,1 μm büyüklüğündeki parçacıklar, gelen ışığı ileri ve geri eşit olarak dağıtır ve enine yönde, uzunlamasına yöne göre iki kat daha zayıftır. Bu ilişki Rayleigh yasası olarak adlandırılır. Batan güneşin kırmızı rengini, gökyüzünün mavi rengini ve deniz suyunun rengini açıklar (sığ suda, kumlu dipten yansıyan sarı, mavi dağınık ışığa eklenir ve su yeşile döner) . Aynı nedenle, uyarı lambaları, fren lambaları ve diğer tehlike işaretleri kırmızı yapılır (uzaktan görülebilirler) ve kamera merceğindeki kırmızı bir filtre, puslu havada çekim yaparken yardımcı olur. Bu tür resimlerde gökyüzü çok karanlık, neredeyse siyah, yapraklar açık renkli ve uzaktaki nesnelerin detayları oldukça net bir şekilde ortaya çıkıyor. (Bu arada, fotoğrafçıların ve görüntü yönetmenlerinin parlak güneşli bir öğleden sonra çekim yaparken mehtaplı bir geceyi tasvir etmek için kırmızı bir filtre kullandıklarına dikkat edin.) Mavi filtre ise tam tersine, resimde sisli bir perdenin ardına gizlenmiş gizemli bir dünya hissi yaratıyor. Savaş sırasında evlerin girişleri mavi pampalarla aydınlatılıyordu - atmosferde hızla dağılan ışıkları havadan görülmüyordu. Çok küçük parçacıklar, ışığı gelen ışın boyunca ve ona karşı eşit derecede güçlü ve dikey yönde 2 kat daha zayıf dağıtır. Gökyüzünün renk doygunluğu da buna göre değişir. Parçacıklar büyüdüğünde, bu bağımlılık çok daha karmaşık hale gelir. Işık, gelen ışığın yönünde esas olarak ileriye doğru dağılmaya başlar ve spektral bileşimi de değişir. Dalga boyuna bağımlılık Rapey (Lambda4) değil, ikinci dereceden (Lambda2) olur. Daha da büyüdükçe, parçacıklar tüm dalga boylarını eşit olarak dağıtmaya başlar. Bu, hafif bir pus kalınlaşıp süt beyazı bir sise dönüştüğünde olur. Bu nedenle sarı-turuncu "sis" araba farları siste gerçekten çalışmaz: ışıkları orada beyaz kadar dağılır. Dahası: güçlü bir siste kırmızımsı hale gelir ve uzaklaşan bir arabanın arka lambalarıyla karıştırılabilir (bazen en talihsiz sonuçlarla). Bozkırlarda ve çöllerde beyazımsı bir gökyüzü endişe verici bir işarettir. Güçlü bir rüzgarın geldiğini söylüyor, havaya ince kum ve toz bulutları kaldıran bir kasırga. Ve sadece havayı "yıkanan" yağmur gökyüzünü maviye döndürebilir. Tabela da adil: "Ay kırmızıya dönüyor - rüzgara ve kötü havaya." Rüzgar, farklı sıcaklıklardaki hava katmanlarını yoğun bir şekilde karıştırır; bu durumda dalgalanmaların sayısı keskin bir şekilde artar. Basit bir deney kurarak, iletilen ve saçılan ışığın renklerinin nasıl değiştiğini görebilirsiniz (şekle bakın). Zayıf bir hiposülfit çözeltisi bir cam kavanoza dökülür. Slayt projektöründen gelen beyaz ışık huzmesi bir tekneden geçirilir ve bir ışık çemberi oluşturmak üzere bir kağıt ekrana odaklanır. Daha sonra kavanoza damla damla seyreltik hidroklorik asit eklenir (çözeltilerin konsantrasyonu ampirik olarak seçilir). Birkaç dakika sonra, ince bir şekilde dağılmış kükürt olan reaksiyon ürünü çözeltiden çökelmeye başlayacaktır. Kükürt parçacıklarının boyutu artar ve aynı zamanda ekrandaki ışık noktası önce sarıya, sonra kırmızıya ve son olarak batan güneşi anımsatan kıpkırmızı olur. Deneyin başında tamamen şeffaf olan kaptaki çözelti mavi bir renk alır ve sonunda sis gibi beyazımsı hale gelir. Kükürt parçacıkları dibe çökene kadar beklerseniz, çözelti tekrar şeffaf hale gelir ve ışık noktası beyaz olur. Ses dalgaları ve sudaki dalgalar benzer şekilde davranır: düşük frekansları da yüksek frekanslardan çok daha zayıf dağılır. Ses titreşimleri, ortamla elektromanyetik titreşimlerden tamamen farklı bir şekilde etkileşime girer - hava moleküllerindeki tek tek elektronları değil, artan yoğunluğa sahip tüm alanları ve içinde asılı duran parçacıkları "sallarlar". Sis sesi özellikle güçlü bir şekilde dağıtır ve emer. Sisin içindeki sesler boğuklaşır, alçalır ve nereden geldiklerini belirlemek güçleşir. Bazen uzaktaki nesnelerden yansıyan sesle ilginç şeyler olur - bir yankı. J. Rayleigh, bir çam ormanının duvarından yansıyan bir sesin sesi bir oktav yükseldiğinde olayı araştırdı. Ses titreşimlerinin frekansının sadece sabit bir engelden yansıma nedeniyle artamayacağı oldukça açıktır. Ancak insan sesi, temel tona ek olarak, genellikle algılamadığımız daha yüksek frekanslı birçok ek ton içerir. Çam ağaçları, ince ve seyrek iğneleriyle, alçak frekansları iyi ileten ve yüksek frekansları yansıtan ses için "çamurlu ortam" görevi görür. Gözlemciye yalnızca sesinin imaları geri döner ve tüm ses birdenbire yükselir gibi görünür. Yüksek yaratıcı algıya sahip insanlar - yazarlar, şairler, besteciler - atmosferik akustiğin bu özelliğinin gayet iyi farkındadırlar. A.P. Chekhov'un "Doktor" öyküsünde dikkat çekici bir cümle var: "Şu anda, yazlık dairesinde çalan bir orkestranın sesleri bahçeden net bir şekilde duyuldu. Sadece trompet değil, keman ve flüt bile duyuldu." Açık havada, flüt ve keman gerçekten uzaktan ancak özellikle uygun koşullarda duyulabilir. Ve giden askeri orkestrayı tasvir eden besteciler, sadece sesinin sesini azaltmakla kalmıyor, her şeyden önce tüm yüksek sesleri kademeli olarak kaldırıyorlar. Müzik daha sessiz hale gelir, melodi yavaş yavaş kaybolur ve yalnızca bas davulun boğuk vuruşları ve bas helikonunun soluk iç çekişleri kalır. Alay gitti... Kızıl güneş doğuyor... Beyaz ışık renk değiştirir
Günlük olarak gördüğümüz optik fenomenlerin çoğu, farklı dalga boylarındaki ışığın yolu boyunca farklı şekilde dağılmasından kaynaklanmaktadır. Ufka yakın güneş - gün doğumunda ve gün batımında - her zaman kırmızıdır. Akşam gökyüzü mavi veya çok nadiren mavidir - yalnızca yüzey katmanındaki hava tamamen toz ve nemden arındırıldığında. Şafağın renkleri, tozlu bir atmosferde dağılmış farklı uzunluklarda ışık dalgaları oluşturarak karışıyor. Mayakovskaya metro istasyonunun yürüyen merdivenindeki lambanın süt topu ve masa lambasının buzlu kapağı. Son derece ince opak bir boya içeren sütlü cam, ışık için "çamurlu bir ortam" görevi görür ve spektrumun kısa dalga boyu kısmını güçlü bir şekilde saçar. Bu nedenle beyaz-sıcak bir lamba filamanı koyu kırmızı görünür. Buzlu camdaki kaba çizikler, herhangi bir uzunluktaki elektromanyetik dalgaları eşit olarak dağıtır ve lamba kapağının tamamı beyaz ışıkla parlar.
Yazar: S.Trankovsky
▪ Hareket eden bir nesne üzerindeki statik yük ▪ yağdır
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ Silikon formatları proteinler ▪ Güçlü elektromıknatıslara sahip yeni gemi bağlama sistemi ▪ Yetiştirilen ve yenen yapay pirzola ▪ Bakteriyel güçle çalışan nanorobotlar
▪ Sitenin Elektronik dizinleri bölümü. Makale seçimi ▪ makale Plastunsky bir şekilde sürünmek. Popüler ifade ▪ makale Erkek pantolonlarında oklar ne zaman ve neden ortaya çıktı? ayrıntılı cevap ▪ makale Muhafız. İş güvenliği ile ilgili standart talimat ▪ Kadranda planlanan numarayı tahmin etme makalesi. Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri