A kosarad üres

Vásárlás

Darab: 0

Összesen: 0,00

0

A fény

A fénytörés jelenségei és alkalmazásai
Fénytörés a természetben
Miért látszanak magasabban a csillagok?

Közismert kijelentés, hogy a fény egyenes vonalban terjed. Ezt azonban szinte bármikor megcáfolhatjuk, hiszen csak nagyon szigorú feltételek között igaz. Először is nyilvánvaló, hogy csak egynemű (homogén) közegre érvényes, hiszen ha új anyagba lép át a fény, megtörik. De ha a fény kizárólag levegőben halad, akkor is változhat a terjedési iránya . Erre példa, amikor a tűz fölötti levegőrétegen nézünk keresztül, és a mögötte lévő dolgokat torznak, vibrálónak látjuk. A közegnek tehát minden irányban ugyanolyan optikai tulajdonságúnak (azaz izotrópnak) is kell lennie. Az optikai tulajdonság pedig függ a sűrűségtől, hőmérséklettől, nyomástól stb. A fény tehát csak homogén és izotróp közegben halad egyenes vonalban.

Ha például a csillagokat nézzük, a fény a Föld felszíne felé egyre sűrűsödő levegőrétegen keresztül haladva jut a szemünkbe. Emiatt szinte folytonosan egyre meredekebben halad, hiszen a  sűrűbb levegő optikailag is sűrűbb, vagyis a törések során egyre kisebb lesz a törési szög, a fénysugár közelít a beesési merőlegeshez. Mivel mi mindig abban az irányban látjuk a fény­forrást, amely irányból a fény a szemünkbe jutott, a csillagokat a  valódi helyzetüknél magasabban látjuk. A kép eltérése a valódi helyzettől olyan jelentős, hogy pontos helymeghatározásnál a  csillagászoknak ezzel a hibával, az úgynevezett légköri sugártöréssel számolniuk is kell.
A csillagot az eredeti (1.) helyzete helyett magasabban (2.) látjuk.

















A csillagot az eredeti (1.) helyzete
helyett magasabban (2.) látjuk.

Az eredeti iránytól való eltérés értékét táblázatok segítségével számítják ki, és a csillag helyének megadásánál figyelembe kell venni. Az eltérés szöge természetesen annál nagyobb, minél alacsonyabban van a csillag, a horizonton lévő csillagok esetén 34 ívperc, ami kb. a Nap átmérőjével egyezik meg. Ezért amikor napkeltekor vagy naplementekor a Napot éppen a horizont fölött látjuk, akkor valójában még (vagy már) teljes terjedelmével a  horizont alatt van. Ugyancsak ez a jelenség magyarázza azt is, hogy a horizonton lévő napkorongot már nem kör, hanem inkább zsemle alakúnak látjuk. A Nap alsó peremére ugyanis a törés szöge jóval nagyobb, mint a felső peremnél, tehát az alsó perem mintegy feljebb tolódva látszik.
A horizont közelében a Nap zsemle alakúnak látszik.




















A horizont közelében
a Nap zsemle alakúnak látszik.

KÍSÉRLETEZZ!
A görbülő lézersugár

Jól ismert tény, hogy homogén, izotróp közegben a fény egyenes vonalban terjed. A természetben lejátszódó fényjelenségek esetében viszont gyakran azt tapasztalhatjuk, hogy a fénysugár útja görbe. (pl. délibáb, a csillagok látszólagos magassága nagyobb, mint a valódi stb.) A görbültség oka a  közegben kialakult törésmutató-gradiens. A jelenség jól demonstrálható a következő egyszerű kísérleti összeállítással:

Rétegezzünk két lassan keveredő folyadékot egymásra egy üvegkádban. A két folyadék határfelületén a keveredés miatt a folyadékoszlop magasságától függően változik a törésmutató. Ha a  lézersugarat ebbe a zónába ejtjük be, a sugár elgörbül.

Szükséges eszközök:
lézer
üvegkád és egy üveglap
fixírsó
Az üvegkád aljára öntsünk kb. 3-4 cm vastagságban tömény fixírsóoldatot, majd egy üveglap vagy üvegbot mellett, óvatosan, hogy a túl gyors keveredést elkerüljük, rétegezzük rá ugyanilyen magasságban tiszta csapvizet.
Ezután a kísérlet azonnal elvégezhető. Rövid próbálkozással megtalálható az a magasság, ahol a  lézersugarat a folyadékok határfelületének zónájába bocsátjuk (kb. 2-3 cm-re az üvegkád aljától). Előfordulhat, hogy a két folyadék még nem keveredett el eléggé egymással, ekkor a lézersugár görbéje egy ponton megtörhet. Ebben az esetben érdemes kicsit várni a tökéletesebb keveredésre. (A két folyadék egyébként 2-3 óra alatt teljesen elkeveredik, s ezután már csak fényképészeti célokra alkalmazható.) Még látványosabb a kísérlet, ha elég nagy (30-40 cm hosszú) üvegkád áll a rendel­kezésünkre, s ennek aljára kis talpakat helyezünk. Így a kád alatt levegőréteg lesz, s a törésmutató-viszonyok miatt a kád aljára érkező lézersugár teljes visszaverődést szenved.
Kosárba helyezve!