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1、自然界中的光现象第1页，共57页，编辑于2022年，星期二第2页，共57页，编辑于2022年，星期二第3页，共57页，编辑于2022年，星期二第4页，共57页，编辑于2022年，星期二第5页，共57页，编辑于2022年，星期二第6页，共57页，编辑于2022年，星期二彩虹的拱以内的中央，其实是被水滴反射，彩虹的拱以内的中央，其实是被水滴反射，放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，刚好是观察者头部影子的方向，虹的本身则刚好是观察者头部影子的方向，虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线
2、以上在观察者头部的影子与眼睛一线以上4042的位置。因此当太阳在空中高于的位置。因此当太阳在空中高于42时，时，彩虹的位置将在地平线以下而不可见。所以彩虹的位置将在地平线以下而不可见。所以彩虹很少在中午出现。彩虹由一端至另一端，彩虹很少在中午出现。彩虹由一端至另一端，横跨横跨84。倘若在飞机上，会看见彩虹是原。倘若在飞机上，会看见彩虹是原整的圆形而不是拱形，而圆形彩虹的正中心整的圆形而不是拱形，而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向则是飞机行进的方向第7页，共57页，编辑于2022年，星期二晚晚 虹虹第8页，共57页，编辑于2022年，星期二第9页，共57页，编辑于2022年，星期二维多利亚瀑布
3、第10页，共57页，编辑于2022年，星期二晕由于不同色光的折射率不同，被柱状或汽状的雨滴或冰片折射后，偏转的角度也不同，这样形成的内红外紫内红外紫的彩色光环，叫晕。第11页，共57页，编辑于2022年，星期二由于水滴的形状、大小不同便产生两种不同的晕，其中汽状水滴所形成的是光较强的内晕，最小偏向角约为22；而穿过汽状水滴所形成的是，半径较大的彩色光环，这就是外晕，其最小偏向角约为46。只有在满足最小偏向角的条件下观察，才能形成晕。当光环半径的对应视角在2246之间的角度，人们可以肉眼观察到“晕”现象。第12页，共57页，编辑于2022年，星期二第13页，共57页，编辑于2022年，星期二第1
4、4页，共57页，编辑于2022年，星期二第15页，共57页，编辑于2022年，星期二第16页，共57页，编辑于2022年，星期二第17页，共57页，编辑于2022年，星期二第18页，共57页，编辑于2022年，星期二第19页，共57页，编辑于2022年，星期二 幻日幻日是大气的一种光学光学现象。在天空出现的半透明薄云里面，有许多飘浮在空中的六角形柱状的冰晶体，偶尔偶尔会整齐地垂直排列在空中。当太阳光射在这一根根六角形冰柱六角形冰柱上，就会发生非常规律的折射折射现象。当这许多的冰晶在朝阳或夕阳附近时，从冰从冰柱出来的三路光线射到人的眼睛中，中间那路太阳光柱出来的三路光线射到人的眼睛中，中间那路太
5、阳光线，是由中间位置的太阳直接射来的，是真正的太阳；线，是由中间位置的太阳直接射来的，是真正的太阳；旁边两条光线，是太阳光经过六角形晶柱折射而来的。旁边两条光线，是太阳光经过六角形晶柱折射而来的。这样，在人们的眼中，在中间真太阳的两边就出现了另外两个太阳，它们实际上是太阳的虚像虚像。第20页，共57页，编辑于2022年，星期二淮南子“尧时十日并出，草木皆枯，尧命后羿仰射十日其九。”其实后羿射的是幻日，是太阳的虚像第21页，共57页，编辑于2022年，星期二水滴色散彩虹冰晶折射幻日冰晶反射光柱第22页，共57页，编辑于2022年，星期二光柱第23页，共57页，编辑于2022年，星期二海市蜃楼第2
6、4页，共57页，编辑于2022年，星期二第25页，共57页，编辑于2022年，星期二第26页，共57页，编辑于2022年，星期二第27页，共57页，编辑于2022年，星期二光线在上层空气发生全反射空气层下密上稀空气层下密上稀第28页，共57页，编辑于2022年，星期二第29页，共57页，编辑于2022年，星期二沙漠和柏油路上的蜃景则是在下层空气发生全反射空气出现下疏上密空气出现下疏上密第30页，共57页，编辑于2022年，星期二第31页，共57页，编辑于2022年，星期二第32页，共57页，编辑于2022年，星期二佛光第33页，共57页，编辑于2022年，星期二佛光佛光 佛光，又叫佛光，又叫“
7、峨嵋宝光峨嵋宝光”，它是一个，它是一个巨大的七彩光环，光环中还有人的影巨大的七彩光环，光环中还有人的影子。子。第34页，共57页，编辑于2022年，星期二第35页，共57页，编辑于2022年，星期二第36页，共57页，编辑于2022年，星期二成因v太阳、人体和云雾三者处在一条倾斜的直线太阳、人体和云雾三者处在一条倾斜的直线v由太阳光与云雾中的小水滴经过衍射作用形由太阳光与云雾中的小水滴经过衍射作用形成的成的v人影，则是太阳光照射人体后在云层上所形人影，则是太阳光照射人体后在云层上所形成的投影成的投影第37页，共57页，编辑于2022年，星期二第38页，共57页，编辑于2022年，星期二地光v地
8、光地光是指大地震时人们用肉眼观察到的天空发光的现象。v地光出现的时间大多与地震同时，但也有在震前几小时和震后短时间内看到的。v一般情况下，小地震不易引起地光现象，只有那些比较大的地震才可引起地光现象。第39页，共57页，编辑于2022年，星期二v地光也指在地震来临前夕，大面积土地上的植物发生衰败，枯萎，死亡的现象，整块地只露出地皮，因此得名地光。第40页，共57页，编辑于2022年，星期二第41页，共57页，编辑于2022年，星期二第42页，共57页，编辑于2022年，星期二1975年2月4日海城地震前，一列从大连开往北京的客车，在行驶途中司机突然发现列车前方有大片紫红色的耀眼亮光，司机马上联
9、想到可能是地光，于是采取措施，紧急停车，列车刚刚停稳，大地震就发生了，从而避免了一场车翻人亡的重大事故1976年7月28日唐山地震前，一些人因故连夜进城，却在城外看到最为明亮的蓝白色地光，于是没有贸然进入唐山，结果不出10秒钟，唐山一带山崩地裂，举世震惊的唐山大地震发生了，而这些没有进城的人得救了。第43页，共57页，编辑于2022年，星期二成因：震前低空大气的发光是一种气体放电现象。v有的认为岩石中石英晶体的压电效应能产生强电场v有的认为地下水流动能产生高电压v有人认为，火球式的地光是地下逸出的天然气在近地表处的爆发式点燃第44页，共57页，编辑于2022年，星期二v当地震快发生时，由于地下
10、岩石发生破裂、错断，岩石间产生相对摩擦滑动等而产生一种电磁效应作用，从而造成一个较大范围的放电现象，并沿着断裂缝隙通向大气层，在低空引起大气电离和发光现象。第45页，共57页，编辑于2022年，星期二第46页，共57页，编辑于2022年，星期二第47页，共57页，编辑于2022年，星期二第48页，共57页，编辑于2022年，星期二UFO与大气透镜第49页，共57页，编辑于2022年，星期二v近日，中国光学学会会员陈跃提出一种新的见解，他认为UFO可能只是一种光学现象，是光线经过大气透镜时聚焦而成的一个亮点。他假设地球高空有一个大气团，中间稍厚，这样便形成了一块大气“凸透镜”。根据光学原理，当光
11、线经过这块透镜时将会聚于一点，也就是通常说的“焦点”。在人的肉眼看来，这个发光、快速移动的亮点就像是不明飞行物或飞碟。第50页，共57页，编辑于2022年，星期二v大气透镜原理:在离地面42.33千米处有一层气溶胶质粒所组成的冷空气团,由于冷空气的密度比周围空气的密度大,所以这层冷空气团就形成了透镜效应.当远处射来的光束经过此团冷空气时,光线会发生偏折,在离地几千米的地方形成亮斑(透镜会聚成一个焦点).第51页，共57页，编辑于2022年，星期二我们抬头仰望天空，天空是蔚蓝色的，不时还漂浮着朵朵白云。如果要说：“天上有一层膜”，许多人不会相信，但这是确实存在的！如果你有机会坐飞机的话，注意观察
12、一下：当飞机飞在910公里处时，如果角度合适，可以透过飞机舷窗往下看，你就会发现：在57公里处，有一层透明的薄膜层，低层云就生成在这一层面。再仔细观察，你又会发现：大城市的上空，蓝、灰烟雾层非常明显，而且比较多，同样也生成在这一层面。由于这一层面的存在，许多星光经过大气透镜效应就在这一层面上发光；又由于这一烟雾层具有不均匀性、无规律性，所以同一亮斑在地面不同的角度看，得到的结果是各不相同的，比如有的说是亮环、有的说是中心亮的亮斑、也有的说像条状、梭状、菱形状等等。最明显的特点是：此亮斑在移动的过程中还会发生形变，真是奇怪！其实这都是大气透镜和这些烟雾造成的现象。第52页，共57页，编辑于202
13、2年，星期二v点燃能够生成浓烟的物品（注意安全），用激光照射它，在浓烟雾中会产生一个亮斑，这时，在不同的角度对亮斑进行同步拍摄，从不同的角度拍摄的同一亮斑，形状各不相同。第53页，共57页，编辑于2022年，星期二第一第一，UFO照片之所以比较模糊，是因为大气透镜成像质量比光学透镜成像质量差很多，所以UFO的照片实际上是一个在空中飞行的模糊的亮斑(实像)。第二第二，UFO降落时产生焦痕的原因是大气透镜能将它大面积接受到的光线聚在地表处，将光能转变成热能，因此产生了焦痕。第三第三，UFO持续的时间比较短，是因为大气透镜随地球自转一起运转所成的像即UFO也跟着变换移动，而由于人在地球上，所以就会认
14、为UFO在远去。第54页，共57页，编辑于2022年，星期二 第四第四，UFO来去都无声响证明了UFO只是光学现象。假如UFO是飞行器的话，它在空中作高速运动，就会使空气产生高速的流动，在摩擦作用下肯定会发出声响。据报道,美国空军曾在UFO出现后派飞机去追赶,结果什么都没有发现。但是飞机回机场后,UFO又出现了。实际上UFO出现在空中就是光线通过大气透镜在“毛玻璃”处形成的实像,而飞机回机场后,随着空气慢慢恢复平静,“毛玻璃”被重新修复,所以UFO又出现了。第五第五，UFO经常以“草帽”面孔出现，很可能是巨大的光线和土星经过大气透镜后在空中聚集成焦点的缘故。第55页，共57页，编辑于2022年，星期二也有专家认为，“大气透镜说”在科学上说服力不够。中科院上海天文台研究员陈力提出，大气透镜的产生至少应同时满足三个条件：即即高空气团像玻璃一样透明，又要够厚，还要高空气团像玻璃一样透明，又要够厚，还要在一段较长时间内保持原形在一段较长时间内保持原形，因此能否真正形成值得怀疑。“草帽”原理也十分牵强，因为土星的光非常微弱，无法穿透厚的气团。他谨慎地表示，科学是讲证据的。想象在科学研究中很重要，但是任何基于科学基础上的想象都必须通过实验或计算得到证实。第56页，共57页，编辑于2022年，星期二 谢谢大家！第57页，共57页，编辑于2022年，星期二