Гало

Содержание:

Виды гало

Различают множество типов гало, но все их вызывают ледяные кристаллы в перистых облаках. Именно от их формы и расположения и зависит вид гало. Свет, который отражают и преломляют ледяные кристаллы, нередко разлагается в спектр, что обуславливает схожесть гало с радугой. Гало, образующееся вокруг луны, не имеет цвета, потому как в сумерках его просто невозможно различить. Данное явление фиксируется в любую погоду, причем в мороз кристаллы располагаются очень близко к поверхности земли и напоминают сияющие драгоценные камни, так называемую алмазную пыль.

22-градусный круг

Наиболее часто видимое гало. В малом 22-градусном гало различима только часть цветов спектра (от красного до жёлтого), остальная часть выглядит белой из-за многократного смешения преломленных лучей. Паргелический круг и ряд других дуг гало почти всегда белые. Следует отличать гало от венцов. Последние имеют меньший угловой размер (до 5°) и объясняются дифракционным рассеянием лучей источника света на водяных каплях, образующих облако или туман.

Касательные дуги 22-градусного круга

Дуги окрашенные в радужные цвета, появляются над или под светилом, касаясь 22-градусного круга. При низком положении светила , вытягиваются концами кверху. По мере увеличения высоты приближаются к кругу. При 45-градусной высоте концы дуг смыкаются и образуют овал.

46-градусный круг

Интересна особенность большого 46-градусного гало — оно тусклое и малоцветное, в то время как почти совпадающая с ним при малой высоте Солнца над горизонтом верхняя касательная дуга имеет выраженные радужные цвета, с особенно ярким зеленым. Появление этого круга обычно происходит в очень тонком и равномерном слое облаков.

Околозенитная дуга

Почти всегда появляется вместе с 46-градусным кругом, касаясь его верхней части своей выпуклой стороной. Цвета ярко выражены, напоминает собой радугу. Редко бывают касательные нижней части 46-градусного круга, которые располагаются по обеим сторонам светила.

Зенитная дуга

Зенитная дуга в Фюссене

Один из видов гало, который часто называют перевёрнутой радугой. Обычно наблюдается, когда на небе есть перистые облака.

Паргелический круг

Совершенно лишен радужной окраски, имеет чистый белый цвет. Располагается параллельно горизонту и проходит через светило. Иногда вместе с ним наблюдаются и столбы. В таких случаях около светила образуется крест, что часто вызывает суеверные представления о «крестных знамениях»

Редкие формы:

Антелий — светлое, довольно размытое белое пятно, расположенное на месте парагелического круга, в противоположной светилу стороне.
Парантелии — пятна как антелии, появляющиеся в парагелическом круге на расстоянии 120 градусов от светила по обеим от него сторонам.
Антелические дуги — дуги, обычно белые, проходящие к небу от антелия к светилу, по обеим сторонам от зенита, на некотором расстоянии от него
Дуга Парри — расположена между верхними концами касательной 22-градусного круга и имеет радужную окраску

Физика явления

Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Существует множество типов гало, но они все преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках в верхних слоях тропосферы на высоте 5—10 км.

Вид гало зависит от формы и расположения кристаллов. Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу. Наиболее яркими и полноцветными бывают паргелии и зенитная дуга, менее яркими — касательные малого и большого гало.

В тусклом лунном гало глаз не различает цветов, что связано с особенностями сумеречного зрения.

Иногда, в морозную погоду, возможно появление гало, образуемое кристаллами льда, взвешенными в атмосфере близко к земной поверхности. В этом случае гало напоминают сияющие драгоценные камни (так называемая «алмазная пыль»), а нижняя часть гало может быть видна на фоне окружающего пейзажа, если Солнце находится достаточно низко над горизонтом.

22-градусный круг

Касательные дуги 22-градусного круга

Дуги, окрашенные в радужные цвета, появляются над или под светилом, касаясь 22-градусного круга. При низком положении светила вытягиваются концами кверху. По мере увеличения высоты приближаются к кругу. При 45-градусной высоте концы дуг смыкаются и образуют овал.

46-градусный круг

Интересна особенность большого 46-градусного гало — оно тусклое и малоцветное, в то время как почти совпадающая с ним при малой высоте Солнца над горизонтом верхняя касательная дуга имеет выраженные радужные цвета, с особенно ярким зелёным. Появление этого круга обычно происходит в очень тонком и равномерном слое облаков.

Околозенитная дуга

Зенитная дуга

Зенитная дуга в Фюссене

Паргелический круг

Редкие формы гало

Антелий — светлое, довольно размытое белое пятно, расположенное на месте паргелического круга, в противоположной светилу стороне.
Парантелии — пятна как антелии, появляющиеся в паргелическом круге на расстоянии 120 градусов от светила по обеим от него сторонам.
Антелические дуги — дуги, обычно белые, проходящие к небу от антелия к светилу, по обеим сторонам от зенита, на некотором расстоянии от него
Дуга Парри — расположена между верхними концами касательной 22-градусного круга и имеет радужную окраску

Природа оптического эффекта

Подобная иллюзия возникает в льдистых кристаллах воздуха, скопившихся в перистых облаках на уровне 5000-10000 м над землей. Под увеличением они напоминают шестигранные геометрические фигуры, которые плавно парят, опускаются или кружатся с постоянной угловой скоростью. Их кромки преломляют свет, разделяя на цветовой спектр. В итоге кажется, будто вокруг солнца радуга замыкается в яркое кольцо. Но это не так, потому что она отражается только в каплях воды, а тут – мельчайшие льдинки.

Два совершенно разных феномена обусловлены одним и тем же свойством тропосферы. Несмотря на общий принцип возникновения, солнечное гало по красоте превосходит даже венцы и ореолы. Такая особенность связана с оптическими характеристиками частиц: пластинок, столбцов, пирамид и призм правильной структуры. Они различаются по конфигурации и способу перемещения, поэтому разложение света в них неоднородное. В результате в разное время может наблюдаться около 70-ти видов гало.

Какие бывают разновидности гало?

В некоторых случаях гало возникает не вокруг Луны или Солнца, а в значительном отдалении от них. Такая разновидность гало называется паргелий, что переводится с древнегреческого как «ложное солнце». Этот впечатляющий эффект неоднократно становился причиной возникновения различных легенд, рассказов о наблюдении НЛО и других форм народного фольклора.

Так, например, в знаменитом «Слове о полку Игореве» упоминается о том, что перед наступлением половцев и пленением князя Игоря «четыре солнца засияли над русской землей» — русские воины истолковали это как дурное предзнаменование, и в данном случае предчувствие не обмануло их, что, конечно же, не означает, что гало действительно способно приносить несчастья. Описание подобного феномена можно найти также в пьесе Шекспира «Генрих VI», в рассказах Джека Лондона и других литературных источниках.

Одной из часто наблюдаемых разновидностей гало является так называемый солнечный столб — оптический эффект, представляющий собой вертикальную полосу света, тянущуюся вверх от солнца во время его восхода или заката. В некоторых случаях солнечный столб может напоминать своей формой крест, поэтому неудивительно, что этот визуальный феномен в старинные времена часто трактовался в мистическом ключе.

В некоторых случаях гало может иметь радужную окраску; такой эффект может возникать вне зависимости от формы гало. Так, например, разновидность гало, в метеорологии именуемая зенитной дугой, напоминает висящую в небе перевернутую радугу, поэтому в народе ее называют именно так. «Перевернутая радуга» обычно наблюдается в то время, когда в небе присутствуют перистые облака. В зависимости от совокупности текущих метеорологических факторов гало может принимать самые разнообразные формы, поэтому на первый взгляд может показаться странным, что такие различные по своим наблюдаемым проявлениям оптические феномены объединены общим названием и вызываются общими причинами, но с научной точки зрения дело обстоит именно так.

Следует отметить, что эффект, подобный гало, можно наблюдать не только в небе — при определенных условиях он может наблюдаться вокруг любых мощных источников света, таких как прожекторы, уличные фонари и т.д., правда, в этом случае он имеет несколько иные причины возникновения, и называть его принято иначе (подробнее об этом будет сказано ниже).

Материал и методика исследования

Из оттенка Транслюсент GT нанокомпозита ФилтекTM Суприм XT были изготовлены два образца для исследования. Первый образец представлял плоскопараллельную пластину толщиной 1,45 мм с контурами вестибуло-орального сечения коронки центрального резца верхней челюсти с линейными размерами приблизительно в 2 раза больше натуральной величины. Пластину помещали в кювету на черную подложку и фотографировали при подсветке гелий-неоновым лазером. Лазерный пучок диаметром ~ 0,4 мм падал на образующую грань пластины — ее «вестибулярную» поверхность — под различными углами и в разных точках. При этом лазерный пучок всегда был в плоскости образца, входя в него примерно на середине расстояния между параллельными плоскими поверхностями. Фотографирование проводили при погружении пластины в иммерсонную жидкость (рафинированное подсолнечное масло) с показателем преломления (n = 1,473) и на воздухе в двух режимах: при наличии внешнего освещения и при его отсутствии. Показатель преломления жидкости и материала измерялся на рефрактометре Аббе (Карл Цейс, Йена, №101200) в белом свете. Изображения в виде картин рассеянного лазерного излучения, полученные при отсутствии внешнего освещения, обрабатывали на компьютере с помощью графического редактора «Джеск Софтвеа Пейнт Шоп Про 9» (Jasc Software Paint Shop Pro 9). В результате обработки каждого изображения получали семейства изофот, ограничивающие заданные диапазоны яркости индикатрисы рассеяния. Форма и расположение изофот позволяли судить о направлении и степени затухания рассеянного излучения в образце. Второй образец представлял собой модель коронки центрального резца верхней челюсти, выполненную в натуральную величину. Модель фотографировали на фоне черной подложки после погружения в ту же иммерсионную среду и на воздухе. Полученные изображения оценивали с помощью вышеуказанного графического редактора на предмет цветового баланса — анализ показателей R, G, B.

История

В переводе с греческого «гало» означает «круг» или «диск»

Этому необычному оптическому феномену всегда уделяли большое внимание. В древности появление в небе нескольких копий Солнца, ярких дуг или световых крестов вызывало неподдельный страх

Люди считали эффект гало предвестником разрушительных войн, голода, больших бед и неприятностей.

В июле 1794 года жители Петербурга стали свидетелями странного небесного представления. Известный астроном Т. Ловиц описал это явление как одновременное появление в небе двенадцати дуг и кругов, девять из которых были разноцветными.

Во время осаждения Магдебурга войсками короля Испании Карла V произошло настоящее чудо: над городом вдруг засияло сразу три Солнца. Приняв это как предупреждающий знак, испуганный правитель отказался от решающей атаки и снял осаду.

После поражения Наполеона французы увидели появление яркого пятна над Солнцем. По форме оно напоминало треугольную шляпу, которую носил император. Подданные связали поданный небесами знак с возвращением Наполеона из ссылки с острова Святой Елены.

Французский ученый К. Фламмарион подробно изучил хронику появлений гало и пришел к выводу, что данное явление напрямую связано с каким-либо важным событием.

О предзнаменованиях, связанных с появлением непонятных свечений, рассказали в своих произведениях Шекспир и Джек Лондон.

Интересные факты

Кроме известных форм гало существуют также оптические явления, названные в честь их первооткрывателей. К ним относятся феномены Ловица, Вегнера, Хастингса, Лилеквиста, Боттлингера, Трикера, Гринлера и проч. Увидеть их можно в Антарктиде на высоте от 2,7 км до 3,5 км. Это происходит благодаря кристаллическому снегу, который опускается на землю в виде облака. Похожее наблюдается и на других континентах вдали от побережья, когда прямо в воздухе появляется иней. В мороз он образует алмазную пыль, усиливая блеск атмосферной иллюзии.

Из-за такой зрелищности нимб вокруг солнца когда-то считался плохим знаком. В Древней Руси его называли галосом и связывали с началом эпидемий, голода или войны. Достоверный летописный пример – «Слово о полку Игореве». В 1551-ом году масштабом оптического эффекта впечатлился даже суеверный Карл V, который из-за небесного знамения прекратил осаду Магдебурга. Позднее это атмосферное явление расценивалось как предсказание похолодания либо дождя.

Основные разновидности

Нимб вокруг солнца может выглядеть совершенно по-разному. Это связано с падающими кристаллами, которые под влиянием атмосферного торможения занимают позицию с максимальным воздушным сопротивлением. Большие по площади частицы летят направленно, а маленькие образуют беспорядочное облако, подчиняясь законам флуктуации и броуновского движения. Отражение лучей тоже получается неравномерным. Отсюда и появляется множество непохожих между собой гало.

Классические 22-градусные. Самые распространенные. Слабо окрашены в желтый, оранжевый и красный. Основная палитра белая из-за множественного преломления в боковых гранях микрокристаллов. Центр – на диске небесного тела.
Большие 46-градусные. Наблюдаются не чаще раза в год. Образуются в равномерных и тонких облаках. Формируют вокруг солнца ореол с едва выраженным красноватым оттенком.
Парагелические. Идеально белые. «Пронзают» светило по горизонтальной плоскости. Объединяясь с другими оптическими явлениями, создают новые феномены. Паргелии (пятна) появляются на пересечении с дисками 46º/22º благодаря вертикальным заледеневшим частицам. Кресты (знаменитые «крестные знамения») возникают в точках соединения со столбами, краснея на закате.
Касательные дуги, окружающие 22-градусные круги вокруг солнца. Проступают под или над источником света. При высоте 45º похожи на овал. Со снижением к горизонту концы размыкаются. В нижней точке обе стороны смотрят вверх. В таком случае возможен феномен Парри, когда между ними проскальзывает еще одна радужная линия.
Околозенитные дуги. Традиционные спутники 46-градусного кольца. Расположены сверху, сливаясь с его «макушкой», но могут быть и внизу, по двум сторонам от источника света. Окрашены ярко, с преобладанием насыщенно-зеленой палитры.
Зенитные дуги. Встречаются редко, во время движения перистых облаков. Относятся к эллиптическим гало. Выглядят как половинки целой окружности 90º или 46º. По форме напоминают перевернутую радугу.
Световые столбы. Образуются при отражении лучей от горизонтальных граней микрольдинок. Обусловлены движением столбовидных или плоских упорядоченных кристаллов. Возникают на восходе либо закате в безветренную погоду.
Солнечное гало Гевелия. Слабо светящаяся окружность 90º. Сочетается с несколькими внутренними кольцами, симметричными относительно общего центра.
Парантелии. Двусторонние «дублеры» светила, которые отдалены от него на расстояние 120º. Похожи на размытые белые пятна.
Антелии. Единичные объекты напротив источника света (на противоположной части неба). Иногда комбинируются с антеллическими дугами, проходящими по двум сторонам от зенита.

Как появляется

Причины возникновения радуги кроются в неоднородной природе света. Видимый нами белый свет состоит из волн различной длины, воспринимаемых глазом как разные цвета. При определенных условиях световой поток раскладывается на составляющие, так получается разноцветная дуга.

Ее образование связано с двумя оптическими явлениями:

дифракция – отклонение луча света от первоначального направления при переходе в среду с иной плотностью;
дисперсия – разложение света на части в спектр – из-за разного угла отклонения световых волн различной длины.

Луч Солнца, сталкиваясь с дождевой каплей, меняет траекторию движения. Часть света отражается обратно, остальной свет проходит внутри капли, под углом к первоначальному лучу. При этом слабее всего отклоняются красные составляющие видимого спектра, у которых длина волны максимальная. А самый большой угол преломления получается у волн короткой длины – фиолетовых. Достигнув внутренней поверхности капли, свет отражается от нее и выходит обратно.

Таким образом, отражаясь от внутренней и внешней поверхности капли, луч преломляется и возвращается обратно под углом относительно исходного движения. В результате этих преломлений угол между крайними границами спектра максимально увеличивается, и к наблюдателю свет возвращается в виде разноцветной полосы. Такая радуга называется первичной, и красный цвет располагается на внешней стороне ее дуги, а фиолетовый – снизу.

Описание круга, разновидности

Обычно гало возникают в виде колец вокруг Солнца. Причем внутренняя сторона кольца яркая и окрашена в слегка красноватый цвет.

Затем окраска постепенно переходит в светло-желтую, далее в зеленоватую и даже сине-фиолетовую, ближе к внешней части круга.

Иногда виднеется круг не полностью, а лишь его часть (чаще всего верхняя).

Бывают и светлые дуги, касающиеся верхней или нижней части светового круга.

Довольно редко появляется бесцветный круг, простирающийся через диск луны или солнца параллельно горизонту. А в точках пересечения этого круга с гало часто виднеются светлые пятна — это “ложные солнца”. Они такие светящиеся и яркие, что очень напоминают второе солнце.

Презентация на тему: » Явление Гало. Гало (фр. halo, от греч. halos световое кольцо вокруг Солнца или Луны), группа оптических явлений в атмосфере. Гало возникают вследствие.» — Транскрипт:

Явление Гало

Гало (фр. halo, от греч. halos световое кольцо вокруг Солнца или Луны), группа оптических явлений в атмосфере. Гало возникают вследствие преломления и отражения света ледяными кристаллами, образующими перистые облака и туманы. Гало (фр. halo, от греч. halos световое кольцо вокруг Солнца или Луны), группа оптических явлений в атмосфере. Гало возникают вследствие преломления и отражения света ледяными кристаллами, образующими перистые облака и туманы.

Гало вокруг солнца в перисто- слоистых облаках Гало вокруг солнца в перисто-слоистых облаках

Гало в чистом небе

Но что же такое гало? Как оно получается? Все происходит потому, что луч света проходя через кристаллик льда преломляется, изменяет направление и диспергирует. Все происходит потому, что луч света проходя через кристаллик льда преломляется, изменяет направление и диспергирует. Облака на небе обычно состоят из капелек воды, но некоторые (перисто-слоистых и другие), которые находятся очень высоко, состоят из ледяных кристалликов. Свет проходит через них и образуется гало. Облака на небе обычно состоят из капелек воды, но некоторые (перисто-слоистых и другие), которые находятся очень высоко, состоят из ледяных кристалликов. Свет проходит через них и образуется гало. В облаках могут образовываться кристаллики льда различной формы, и они могут по разному располагаться в воздухе. От этого зависит размер и форма гало. В облаках могут образовываться кристаллики льда различной формы, и они могут по разному располагаться в воздухе. От этого зависит размер и форма гало.

Явления гало весьма разнообразны: они имеют вид радужных (в случае преломления) и белых (при отражении) полос, пятен, дуг и кругов на небесном своде. Наиболее обычные формы гало: радужные круги вокруг диска Солнца или Луны; паргелии, или «ложные Солнца», яркие радужные пятна справа и слева от Солнца (Луны) ; околозенитная дуга отрезок радужной дуги, касающейся верхней точки и обращенной выпуклостью к Солнцу; паргелический круг белый горизонтальный круг, проходящий через диск светила; столб часть белого вертикального круга, проходящего через диск светила; в сочетании с паргелическим кругом образует белый крест…

46-градусное гало

9-градусное гало

Ложное солнце Кроме основных форм гало наблюдаются ложные солнца — слегка окрашенные светлые пятна на одном уровне с Солнцем и на угловом расстоянии от него также 22 или 46°. К основным кругам присоединяются иногда различные касательные дуги к ним. Кроме основных форм гало наблюдаются ложные солнца — слегка окрашенные светлые пятна на одном уровне с Солнцем и на угловом расстоянии от него также 22 или 46°. К основным кругам присоединяются иногда различные касательные дуги к ним.

Малое гало + Ложные солнца

Яркий и длинный паргелий (его уже сложно назвать ложным солнцем)

В древности гало однозначно и безоговорочно принимали за небесные знамения, предвещавшие всяческие беды и несчастья. В наше время Гало не считается необычным явлением. Гало случаются круглый год, но чаще они наблюдаются в период с ранней весны до поздней осени…

Конец…

Что делать человеку, заметившему у себя эффект гало

Когда радужные ореолы возникают перед глазами, независимо от атмосферных условий, следует насторожиться, так как это может быть симптомом различных патологий. С точностью определить причины часто возникающего перед глазами гало-дефекта поможет всесторонняя диагностика и консультации специалистов. Проблемы со здоровьем, которые могут давать столь загадочный симптом, бывают не связаны со зрением, ведь гало-эффект возможен также при дисфункциях ЦНС и нарушениях психики. Кроме того, видеть яркие круги могут и те, кто принимает:

оральные контрацептивы;
антидепрессанты;
лекарства от болезней сердца;
другие аптечные препараты.

В офтальмологии «радужное затуманивание» может наблюдаться при развитии катаракты или глаукомы, когда возрастает давление внутри глаз и развивается отек роговицы. Если это сопровождается болью в глазу, необходима срочная консультация офтальмолога.

Справедливости ради стоит сказать, что цветные ореолы вокруг источников света могут оказаться феноменом дифракции. Так, глядя на яркую луну через стекло, покрытое конденсатом, можно увидеть радужную оболочку вокруг неё. То же произойдет, если посмотреть на источник света сквозь запотевшие или поцарапанные линзы очков.

Чем отличается радуга от гало?

Эффект гало, фото которого вы видите в данной статье, — это, по сути, радуга. Но все же не совсем. Радуга образуется в теплые дни и появляется от отражающихся солнечных (и только солнечных) лучей в каплях воды. То есть в теплый летний дождь или сразу же после него мы можем наблюдать радугу. Это явление состоит из всего спектра цветов, и увидеть его можно только, повернувшись от солнца в противоположную сторону, то есть спиной к светилу. Радуга всегда появляется в одном месте, и красный цвет расположен с внешней (дальней от горизонта) линии. Радуга всегда одинакова, так как капли воды различны лишь по размеру, а в атмосфере ведут себя совершенно одинаково.

Совсем другое дело — эффект гало! Ледяные кристаллы не только различны по размеру и форме, — они, в отличие от капель, могут свободно перемещаться вне зависимости друг от друга: парить, падать вниз или же вращаться. Благодаря этому возникают разнообразные явления — круги, дуги, столбы, ложное Солнце.

Гало, в отличие от радуги, возникает вокруг светила, а не в противоположной от него стороне, и может появиться ночью. Оно имеет всего два цвета — красный и оранжевый, и первый находится ближе к горизонту, то есть с внутренней стороны. Остальные цвета смешиваются между собой и напоминают белое свечение. Конечно, бывают более яркие и зрелищные гало, состоящие из всех цветов, но это явление крайне редкое и представляет собой удивительное зрелище!

Нужно ли обращаться к доктору и как скоро это необходимо сделать

Когда гало-эффект беспокоит часто и является не единственным тревожным симптомом, стоит задуматься о визите к врачу. Если начать терапию на ранних этапах, восстановить зрение будет намного проще.

Радужное сияние может оказаться одним из симптомов глаукомы, которая классифицируется как хроническая патология. Сначала она затрагивает один глаз, но из-за нарушения кровотока в зрительных органах со временем страдает и второй. Болезнь могут спровоцировать такие факторы, как:

скопления «вредного» холестерина в сосудах;
стеноз сосудов у страдающих гипертонией и диабетом.

Чтобы предупредить развитие болезней глаз, необходимо с профилактическими целями посещать офтальмолога не реже одного раза в 3 года, особенно когда превышен возрастной порог в 40 лет, а среди кровных родственников имеются страдающие глаукомой, сердечно-сосудистыми патологиями и любой формой сахарного диабета.

Эффект гало может возникать при взгляде на источник света и у больных конъюнктивитом, когда поверхность глаза покрывается слизью. После устранения помехи качество зрения восстанавливается.

Когда он может проявляться у человека

Оптический феномен гало у человека может возникать как днём, так и в ночное время. В темноте люди с проблемным зрением могут видеть, как источники света отбрасывают множество лучей разного размера и степени яркости.

Это создаёт трудности при вождении автотранспорта, так как уменьшается чувствительность к контрасту, а качество зрения падает при том, что его острота может оставаться высокой. Страдающие такой особенностью плохо видят дорогу – она выглядит размытой и нечёткой, а в некоторых случаях двоится.

При офтальмологическом гало-дефекте яркие верхушки фонарей ночью кажутся огромными круглыми пучками света. В некоторых случаях подобное наблюдается и днём, но выражается не настолько сильно.