Hào quang (hiện tượng quang học) – Wikipedia tiếng Việt

Nepal.Một vầng hào quang 22 ° quanh Mặt Trời, được nhìn thấy trước trại cơ sở Annapurna, Annapurna

Hào quang (từ tiếng Hy Lạp ἅλως, halōs[1]) là tên cho một loại hiện tượng quang học được tạo ra bởi ánh sáng mặt trời tương tác với các tinh thể băng lơ lửng trong bầu khí quyển. Hào quang có thể có nhiều hình thức, từ các vòng tròn màu trắng đến các cung và điểm trên bầu trời. Nhiều hào quang trong số này xuất hiện gần Mặt Trời hoặc Mặt Trăng, nhưng những hào quang khác xảy ra ở nơi khác hoặc thậm chí ở phần đối diện của bầu trời. Trong số các loại vầng quang, nổi tiếng nhất là hào quang tròn (được gọi là hào quang 22°), trụ cột ánh sáng và mặt trời giả, nhưng cũng nhiều loại hào quang khác xuất hiện; một số hào quang là khá phổ biến, trong khi những loại hào quang khác là cực hiếm mới xuất hiện.

Các tinh thể băng chịu nghĩa vụ và trách nhiệm về những halos thường bị treo ở những đám mây xoắn hoặc cirrostratus ở tầng trên ( 5 – 10 km ( 3.1 – 6.2 mi ) ), nhưng trong thời tiết lạnh, chúng cũng hoàn toàn có thể trôi nổi gần mặt đất, trong trường hợp chúng được gọi là như bụi kim cương. Hình dạng và khuynh hướng đơn cử của những tinh thể băng chịu nghĩa vụ và trách nhiệm về loại hào quang quan sát được. Ánh sáng được phản xạ và khúc xạ bởi những tinh thể băng và hoàn toàn có thể phân loại thành những màu do phân tán. Các tinh thể hoạt động giải trí như lăng kính và gương, khúc xạ và phản xạ ánh sáng giữa những khuôn mặt của chúng, gửi những chùm ánh sáng theo những hướng đơn cử .

Các hiện tượng quang học khí quyển như hào quang được coi như một phần của truyền thuyết thời tiết, đó là một kinh nghiệm dự báo thời tiết trước khi ngành khí tượng học phát triển. Họ thường chỉ ra rằng mưa sẽ rơi trong vòng 24 giờ tới, vì những đám mây ti tầng khiến chúng có thể biểu hiện một hiện tượng thời tiết đang đến gần.

Các loại thông dụng khác của hiện tượng kỳ lạ quang học tương quan đến giọt nước thay vì tinh thể băng gồm có glory và cầu vồng .
Mặc dù Aristotle đã từng đề cập đến hào quang và mặt trời giả trong thời cổ đại, nhưng những miêu tả châu Âu tiên phong về những biểu lộ tổng hợp này là của Christoph Scheiner ở Rome ( khoảng chừng năm 1630 ), Hevelius ở Danzig ( 1661 ) và Tobias Lowitz ở St Petersburg ( 1794 ). Các nhà quan sát Trung Quốc đã ghi nhận điều này trong nhiều thế kỷ, dẫn chiếu tiên phong có lẽ rằng là một đoạn trong ” Tùy thư ” viết năm 637, về ” Thập huy ” ( 十辉, Mười loại ánh sáng ), đưa ra những thuật ngữ chung cho 26 hiện tượng kỳ lạ hào quang Mặt Trời. [ 2 ] [ 3 ]

Trụ cột ánh sáng.

Một cột trụ ánh sáng hoặc cột mặt trời, Open dưới dạng cột trụ hoặc cột ánh sáng tăng từ đường chân trời gần lúc Mặt Trời lặn hoặc Mặt Trời mọc, mặc dầu nó hoàn toàn có thể Open dưới Mặt Trời, đặc biệt quan trọng nếu người quan sát ở vị trí cao hoặc rất cao. Các tinh thể băng hình cột và hình lục giác gây ra hiện tượng kỳ lạ này. Các tinh thể dạng tấm thường chỉ gây ra những trụ cột khi Mặt Trời nằm trong khoanh vùng phạm vi 6 độ của đường chân trời, hoặc bên dưới nó ; tinh thể cột hoàn toàn có thể gây ra một cột trụ khi Mặt Trời cao tới 20 độ so với đường chân trời. Các tinh thể có xu thế tự xu thế gần theo chiều ngang khi chúng rơi xuống hoặc trôi nổi trong không khí, và chiều rộng và năng lực hiển thị của một cột Mặt Trời phụ thuộc vào vào sự sắp xếp tinh thể .Trụ cột sáng cũng hoàn toàn có thể hình thành xung quanh Mặt Trăng, và xung quanh đèn đường hoặc đèn sáng khác. Trụ cột hình thành từ những nguồn ánh sáng mặt đất hoàn toàn có thể Open cao hơn nhiều so với những cột có tương quan đến Mặt Trời hoặc Mặt Trăng. Vì người quan sát gần nguồn sáng hơn, hướng tinh thể ít quan trọng hơn trong việc hình thành những trụ cột này .

Hào quang tròn.

Trong số những loại hào quang nổi tiếng nhất là hào quang 22 °, thường được gọi là ” quầng “, Open như một vòng lớn quanh Mặt Trời hoặc Mặt Trăng với nửa đường kính khoảng chừng 22 ° ( gần bằng chiều rộng của một bàn tay dang rộng ở chiều dài cánh tay ). Các tinh thể băng làm cho vầng hào quang 22 ° được khuynh hướng bán ngẫu nhiên trong bầu khí quyển, trái ngược với hướng ngang thiết yếu cho một số ít loại hào quang khác như mặt trời giả và trụ cột ánh sáng. Do đặc thù quang học của những tinh thể băng có tương quan, không có ánh sáng phản xạ vào bên trong vòng cung này, khiến khung trời trông tối hơn khung trời xung quanh nó, và tạo cho nó ấn tượng về một ” lỗ trên khung trời “. [ 4 ] Hào quang 22 ° không nên bị nhầm lẫn với vành nhật hoa, một hiện tượng kỳ lạ quang học khác tạo thành những giọt nước thay vì những tinh thể băng, và có sự Open của một hào quang nhiều sắc tố hơn là hào quang 22 ° .Các quầng sáng khác hoàn toàn có thể hình thành những hào quang 46 °, Parhelic circle hoặc circumzenithal arc, và hoàn toàn có thể Open dưới dạng nửa không thiếu hoặc vòng cung không rất đầy đủ .

Hào quang Bottlinger.

Hào quang hình elip Bottlinger là một loại quầng hiếm hoi hình elip thay vì hình tròn. Nó có một đường kính nhỏ, làm cho nó rất khó nhìn thấy trong ánh sáng chói lòa của mặt trời và nhiều khả năng được phát hiện xung quanh mặt trời giả mờ hơn, nó thường được nhìn thấy từ đỉnh núi hoặc máy bay. Quầng Bottlinger vẫn chưa được giải thích rõ. Có đề xuất rằng chúng được hình thành bởi các tinh thể băng hình chóp rất phẳng với khuôn mặt ở góc thấp không phổ biến, bị treo theo chiều ngang trong khí quyển. Những giải thích chưa chính xác và có vấn đề về hào quang này sẽ giải thích tại sao quầng này rất hiếm.[5]

Trong tiếng Anh Anglo-Cornish của người Anh, một hào quang của mặt trời hoặc mặt trăng được gọi là mắt của một con gà trống và là một dấu hiệu của thời tiết xấu. Thuật ngữ này có liên quan đến từ Breton kog-heol (sun cock) có cùng ý nghĩa.[6] Ở Nepal, hào quang mặt trời được gọi là Indrasabha.[7]

Hào quang nhân tạo.

Các hiện tượng tự nhiên có thể được sao chép nhân tạo bằng nhiều phương tiện. Thứ nhất, bằng mô phỏng máy tính,[8][9] hoặc thứ hai bằng phương tiện thực nghiệm. Về sau, người ta có thể lấy một tinh thể đơn và xoay nó quanh trục / trục thích hợp, hoặc dùng phương pháp hóa học. Một phương pháp tiếp cận thử nghiệm còn tiếp tục và gián tiếp hơn là tìm hình học khúc xạ tương tự.

Cách tiếp cận khúc xạ tương tự như.

[10] Ở đây, nó bị nhầm lẫn là một cầu vồng nhân tạo trong cuốn sách của Gilberts[11]Thí nghiệm trình diễn khúc xạ tương tự như cho Arc Circumzenithal. Ở đây, nó bị nhầm lẫn là một cầu vồng tự tạo trong cuốn sách của GilbertsCách tiếp cận này sử dụng trong thực tiễn là trong 1 số ít trường hợp, hình học khúc xạ trung bình trải qua một tinh thể băng hoàn toàn có thể được bắt chước / bắt chước trải qua khúc xạ trải qua một đối tượng hình học khác. Bằng cách này, Circumzenithal arc, Circumhorizontal arc và Parry arc hoàn toàn có thể được tái tạo bằng phép khúc xạ trải qua những đối tượng người dùng tĩnh đối xứng ( tức là không có lăng trụ ). [ 10 ] Một thí nghiệm đặc biệt quan trọng đơn thuần trên bảng tạo ra tự tạo vòng tròn đầy sắc tố và vòng cung bằng vòng cung chỉ sử dụng kính nước. Khúc xạ qua xilanh nước hóa ra là ( gần như ) giống với khúc xạ trung bình luân phiên trải qua một tinh thể hình cầu / tinh thể dạng tấm hình lục giác thẳng đứng, do đó tạo ra vòng tròn màu sinh động và vòng cung. Trong trong thực tiễn, thí nghiệm thủy tinh nước thường bị nhầm lẫn là đại diện thay mặt cho một cầu vồng và đã sống sót tối thiểu kể từ năm 1920. [ 11 ]Theo ý tưởng sáng tạo của Huygens về chính sách ( sai ) của parhelia 22 °, người ta cũng hoàn toàn có thể chiếu sáng ( từ bên cạnh ) một thủy tinh hình tròn trụ chứa đầy nước với đường kính TT bên trong đường kính 50% để đạt được khi chiếu trên màn hình sự Open gần giống với parhelia [ 12 ] ) tức là một cạnh màu đỏ bên trong chuyển thành một dải màu trắng ở những góc lớn hơn trên cả hai mặt của hướng truyền trực tiếp. Tuy nhiên, trong khi phối hợp trực quan là gần, thí nghiệm đặc biệt quan trọng này không tương quan đến một chính sách ăn da giả và do đó không có tựa như thực sự .

Phương pháp hóa học.

Các công thức hóa học sớm nhất để tạo ra những hột tự tạo đã được Brewster đưa ra và điều tra và nghiên cứu thêm bởi A. Cornu vào năm 1889. [ 13 ] Ý tưởng là tạo ra những tinh thể bằng cách kết tủa dung dịch muối. Sau đó, vô số tinh thể nhỏ vô số được tạo ra sau đó, khi chiếu sáng với ánh sáng, gây ra những halogen tương ứng với hình dạng tinh thể đặc biệt quan trọng và khuynh hướng / chỉnh sửa. Một số công thức hóa học sống sót và liên tục được mày mò. [ 14 ] Tuy nhiên tác dụng chung của những thí nghiệm là như vậy. [ 15 ] Nhưng Parry arc cũng được sản xuất tự tạo theo cách này .

Phương pháp cơ học.

Các nghiên cứu thực nghiệm sớm nhất về hiện tượng hào quang đã được quy cho  Bravais vào năm 1847.[16] Bravais sử dụng lăng kính thủy tinh đều nhau mà ông xoay quanh trục thẳng đứng của nó. Khi được chiếu sáng bởi ánh sáng trắng song song, nó tạo ra một vòng tròn Parhelic nhân tạo và nhiều hình parhelia được nhúng. Tương tự, A. Wegener sử dụng các tinh thể xoay hình lục giác để tạo ra subparhelia nhân tạo.[17] Trong một phiên bản mới hơn của thí nghiệm này, nhiều chi tiết parhelia nhúng đã được tìm thấy bằng cách sử dụng các tinh thể thủy tinh BK7 lục giác có sẵn trên thị trường.[18] Các thí nghiệm đơn giản như thế này có thể được sử dụng cho mục đích giáo dục và thí nghiệm trình diễn. Thật không may, sử dụng tinh thể thủy tinh, người ta không thể tái tạo vòng cung vòng tròn hoặc vòng cung vòng cung do tổng phản xạ nội bộ ngăn cản các đường ray cần thiết khi

n
.

Thậm chí sớm hơn Bravais, nhà khoa học người Ý F. Venturi đã thử nghiệm với lăng kính nhọn đầy nước để chứng tỏ circumzenithal arc. [ 19 ] Tuy nhiên, lời lý giải này đã được sửa chữa thay thế bởi lời lý giải sau đúng mực về Circumzenithal arc bởi Bravais .
Hào quang nhân tạo chiếu trên màn hình hiển thị hình cầu. Có thể nhìn thấy là : Đường tiếp tuyến, ( phụ ) parhelia, vòng tròn parhelic, vòng cung heliac .

Các tinh thể băng nhân tạo đã được sử dụng để tạo ra các halos không thể đạt được trong phương pháp cơ học thông qua việc sử dụng các tinh thể thủy tinh, ví dụ như các circumzenithal arc và circumhorizontal arcs.[20] Việc sử dụng tinh thể băng đảm bảo rằng các halogen tạo ra có cùng tọa độ góc như các hiện tượng tự nhiên. Các tinh thể khác như NaF cũng có chiết suất gần băng và đã được sử dụng trong quá khứ.[21]

Để tạo ra những halos tự tạo như những vòng cung tiếp tuyến hoặc vòng hào quang có vòng tròn nên xoay một tinh thể hình lục giác cột đơn khoảng chừng 2 trục. Tương tự, những vòng cung Lowitz hoàn toàn có thể được tạo ra bằng cách xoay một tinh thể đĩa đơn về hai trục. Điều này hoàn toàn có thể được triển khai bởi những máy quầng được phong cách thiết kế. Máy tiên phong được sản xuất vào năm 2003 ; [ 21 ] nhiều hơn sau đó. Đặt những máy như vậy bên trong những màn hình chiếu hình cầu, và theo nguyên tắc của đổi khác khung trời, [ 22 ] sự tương tự như gần như tuyệt đối. Việc thực thi bằng cách sử dụng những phiên bản vi mô của những máy nói trên tạo ra những Dự kiến không bị méo đúng mực của những mạng lưới hệ thống tự tạo phức tạp như vậy. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] Cuối cùng, sự chồng chất của 1 số ít hình ảnh và hình chiếu được tạo ra bởi những máy quầng như vậy hoàn toàn có thể được phối hợp để tạo ra một hình ảnh duy nhất. Kết quả là hình ảnh chồng chất sau đó là một trình diễn của những màn hình hiển thị quầng tự nhiên phức tạp có chứa nhiều bộ khuynh hướng khác nhau của lăng kính băng. [ 24 ] [ 26 ]
Việc tái tạo thử nghiệm những halos tròn là khó khăn vất vả nhất khi sử dụng một tinh thể duy nhất, trong khi đó là loại tinh thể đơn thuần nhất và thường đạt được bằng công thức hóa học. Sử dụng một tinh thể đơn lẻ, người ta cần nhận ra toàn bộ những xu thế 3D hoàn toàn có thể có của tinh thể. Điều này gần đây đã đạt được bằng hai cách tiếp cận. Cách tiên phong sử dụng khí nén và một gian lận phức tạp, [ 27 ] và cách thứ hai sử dụng một máy đi bộ ngẫu nhiên dựa trên Arduino, nó xu thế lại một tinh thể được nhúng trong một quả cầu trong suốt có tường mỏng mảnh. [ 28 ]

Thư viện ảnh.

Liên kết ngoài.