Światło białe jest mieszaniną wszystkich barw. Każda barwa ma inną długość fali. Kolor czerwony ma największą długość wynoszącą około 700nm, a fioletowe najkrótszą (około 400nm). Jeśli światło przechodzi przez granicę substancji przezroczystych o różnych prędkościach rozchodzenia się fali to część wiązki odbija się (około jednej trzeciej), a większa część załamuje się czyli zmienia kierunek rozchodzenia się fali. Jeżeli światło przechodzi z powietrza do wody to kąt załamania jest mniejszy niż promień padający, jeśli przechodzi z wody do powietrza to kąt załamania jest większy od kąta padania.
Okazuje się, że każdy kolor załamuje się nieco inaczej ponieważ w substancji przezroczystej (np. w wodzie lub w szkle) poszczególne kolory rozchodzą się z nieco inną prędkością, więc dla każdego koloru jest inny współczynnik załamania. Najbardziej załamuje się kolor fioletowy (ma największy współczynnik załamania), a najmniej czerwony. Po przejściu przez granicę dwóch ośrodków światło białe ulega więc rozszczepieniu na poszczególne kolory tworząc kolorowe widmo. Po jednokrotnym załamaniu widmo jest słabo widoczne. Dopiero po dwukrotnym załamaniu widać wyraźnie efekty rozszczepienia. Tak jest przy przejściu światła przez pryzmat.

Tęcza główna

Tęcza powstaje gdy świeci Słońce, a naprzeciwko z drugiej strony nieba pada deszcz. Wtedy promienie słoneczne padające zza pleców obserwatora załamują się i odbijają w kroplach wody znajdujących się w powietrzu. Przy powstawaniu tęczy głównej światło słoneczne najpierw załamuje się w kropli deszczu, a potem część wiązki część odbija się od tylnej warstwy (około jednej trzeciej), a część załamuje się na niej, ale tej wiązki nie widzimy ponieważ ginie w blasku Słońca. Po odbiciu światło załamuje się powtórnie i wychodzi na zewnątrz w postaci pasma barw. Kąt między promieniem światła padającego a promieniami tęczy głównej wynosi około 42°. Najlepiej tęcze obserwuje się, gdy przed obserwatorem pada intensywny deszcz w odległości od 100 m do kilku kilometrów, jednocześnie chmura, z której pada deszcz, zaciemnia tło tęczy, a pozostała część nieba jest czysta.

Tęcza wtórna

Czasami pojawia się słaba tęcza wtórna na zewnątrz tęczy głównej. Barwy tej drugiej tęczy ułożone są odwrotnie. Powstaje ona z tych promieni, które dwukrotnie ulegną odbiciu wewnątrz kropli deszczu i dopiero potem wychodzą na zewnątrz. Ponieważ dwukrotnie tylko około jednej trzeciej wiązki odbija się od powierzchni kropli, to tęcza wtórna jest słabsza lub niewidoczna. Podobnie jak w zwykłej tęczy, światła załamanego na tylnej ścianie nie obserwujemy.
Światło tworzące tęczowe łuki jest prawie całkowicie spolaryzowane. Dokładniej łuk tęczy pierwotnej jest spolaryzowany w około 96%, a tęczy wtórnej w około 90%.
Tęcze można obserwować patrząc na spadające krople z fontanny lub węża do podlewania ogrodów. Należy się ustawić między Słońcem a fontanną, zwracając się przodem do fontanny.

---

Obłoki perłowe, zwane nocnymi obłokami świecącymi w stratosferze, znajdują się na wysokości 15-20 km. Można je podziwiać na szerokościach geograficznych 45° obu półkul. Oświetla je światło słoneczne dobrze po zachodzie lub długo przed wschodem Słońca, gdy niżej leżące chmury ogarnia jeszcze ciemność. Kolor obłoków jest taki jak barwa nieba podczas zachodu Słońca, którego natężenie zmienia się od pasma do pasma. Barwy obłoków powstają w wyniku dyfrakcji światła słonecznego na cząsteczkach lodu. Najczystsze występują wtedy, gdy wszystkie cząsteczki mają tę samą wielkość. Kolorowe obłoki perłowe powstają w wyniku ruchów powietrza prowadzących do gwałtownego zamarzania pary wodnej.
Obłoki srebrzyste leżą na dużych wysokościach wynoszących 80-85km nad powierzchnią Ziemi, w warstwie atmosfery zwanej mezosferą. Można je dostrzec między 45° a 60° szerokości geograficznej. Pojawiają się nieoczekiwanie, a występują zaledwie przez kilka tygodni wokół przesilenia letniego, kiedy noc nie zapada na dobre. Obłoki te mają srebrzystobiały lub lekko żółtawy kolor i są najlepiej widoczne o północy, gdy wznoszą się nad zorzą wieczorną, rozciągając się ku biegunowi. Przypominają leżące niżej cirrusy, ale podobnie jak obłoki perłowe powstają jako efekt ruchów w najwyższych warstwach atmosfery. Obłoki srebrzyste są bardzo efemeryczne, jaśnieją jednej nocy, a następnej zupełnie znikają. Obłoki srebrzyste są bardzo cienkie i występują zazwyczaj jako faliste, włókniste warstwy, niemal niewidoczne, gdy znajdujemy się bezpośrednio pod nimi. Oddalony obserwator dostrzega jaśniejsze fragmenty obłoków, gdyż promień widzenia przebiega przez większą liczbę cząsteczek obłoków. Nie jest do końca wyjaśniony mechanizm powstawania obłoków srebrzystych.
Opracowano na podstawie książki: Storm Dunilop, Will Tirion "Niebo - ilustrowany przewodnik".

---

Powietrze w pokoju ogrzewa się od rozgrzanego pieca lub grzejnika kaloryfera. Najpierw ogrzewa się warstwa powietrza położonego blisko pieca lub grzejnika. Ogrzane powietrze rozszerza się, jego gęstość staje się mniejsza i unosi się ono do góry. Na jego miejsce wchodzi powietrze chłodne, które następnie także się ogrzewa i unosi do góry. Następuje krążenie (cyrkulacja) powietrza po pokoju; nosi ono nazwę prądów konwekcyjnych, a samo zjawisko powstawania prądów nosi nazwę konwekcji.
Jeśli piec stoi przy ścianie naprzeciw okna to chłodne powietrze przesuwa się nad podłogą od okna do pieca, tam ogrzewa się i unosi do sufitu, a pod sufitem przesuwa się w stronę okna, tam ochładza się i opada ku dołowi. Temperatura w pokoju jest więc stale niższa nad podłogą, a wyższa pod sufitem, co jest niekorzystne.
W przypadku ogrzewania pomieszczeń kaloryferem ustawionym pod oknem, prąd powietrza ciepłego unoszącego się znad kaloryfera oddziela pokój od powietrza ochłodzonego przychodzącego od strony okien. W pokoju jest więc bardziej wyrównana temperatura, ale powietrze zawiera mniej pary wodnej (jest bardziej suche) i konieczne jest nawilżanie.
Obecnie coraz szerzej stosuje się ogrzewanie podłogowe i następuje od dołu równomierne ogrzewanie całego pomieszczenia. Nie ma potrzeby ogrzewania powietrza pod oknem, bowiem nowe okna są szczelne i nie przewodzą ciepła.
W piwnicy albo niezbyt głębokiej kopalni latem temperatura jest zdecydowanie niższa, niż na powierzchni. Ciepłe powietrze nie może się przecież przemieszczać w dół, a zimne do góry. Nie ma więc konwekcji, a to głównie dzięki niej następuje wymiana ciepła w gazach. Brak ruchu powietrza powoduje, że w piwnicach i sztolniach utrzymuje się wilgoć.
Ciecz w naczyniu należy podgrzewać od spodu. Gdy podgrzewamy ją od spodu to następuje unoszenie cząsteczek ciepłej cieczy do góry i ogrzewa się cała objętość wody. Ogrzewanie górnej lub środkowej części naczynia spowoduje ogrzanie jedynie górnej części cieczy. W ciałach stałych konwekcja nie następuje, ponieważ cząsteczki nie poruszają się ruchem postępowym.
W gorących krajach ludzie noszą luźne, bawełniane stroje. Gorące powietrze nie dociera wówczas do ich ciał dzięki warstwie powietrza pomiędzy skórą a ubraniem, a prądy konwekcyjne pod ubraniem odprowadzają rozgrzane ciepłe powietrze na zewnątrz.
Konwekcję ciepła spotykamy w przyrodzie. Nagrzana słońcem Ziemia jest bywa cieplejsza niż powietrze nad nią. Powietrze ogrzane przez Ziemię unosi się w górę, tworząc konwekcyjny prąd termiczny. Ptaki wykorzystują konwekcyjne prądy termiczne, krążąc w konwekcyjnym prądzie powietrza mogą się wznosić wyżej bez machania skrzydłami. W taki sam sposób korzystają z prądów konwekcyjnych piloci szybowców i lotni, aby zwiększyć wysokość lotu. Przykładem konwekcji są również prądy morskie. Przenoszą one ciepłe lub zimne masy wody i mają bardzo duży wpływ na klimat krain geograficznych.
W dziale "Doświadczenia domowe" opisano i przedstawiono na filmach trzy doświadczenia: Konwekcja w zabarwionej wodzie, Dlaczego wodę należy ogrzewać od spodu? i Konwekcja w otwartym zimą oknie.

---

« Poprzednia  Następna »