光學現象

光學現象是來自光和物質之間互動結果可以觀察到的事件。一般常見的光學現象通常是由來自太陽或月球的光與大氣、雲、水、灰塵和其他粒子相互作用,在大氣層中表现出的光學特性。其它現象可以是人為的光學效果或我們的眼睛产生的內眼學現象(幻影已經被排除)。

有許多現象肇因於光是粒子或波的本性。有些非常微妙,只有通過科學儀器的精密測量才能觀察到。一個著名的觀測是日食期間觀察到星光的偏折,這證明了相對論理論預測的空間彎曲。

列表
大气层中的光学现象
因气体分子形成
日光穿过大气层时,因空气分子发生瑞利散射,所以晴天的天空是蓝色的,夕阳是红色的。

当来自太阳的带电粒子(太阳风)与极地的高层大气中的原子和分子碰撞会产生極光,类似的还有氣輝现象。

因小水滴形成
,通常只能維持1秒鐘左右。這是出現在帕瑞納山的一次。]]

太陽光经过大气中的小水滴折射和反射后会形成各种光学现象:一個常見的例子是彩虹,其它的如晚霞、月虹、海市蜃樓、複雜蜃景、綠闪光、華、光環(宝光)、彩雲在特定条件下也会被观察到。

因冰晶形成
。]]
太陽光经过大气高空中的冰晶折射和反射后也会形成各种光学现象:如幻日、暈、環天頂弧、日柱、火彩虹等。

其他
*闪电:空气中云层内的冰晶和小水滴放电产生。
*亞歷山大帶:在兩道彩虹(虹與霓)中間的暗帶。
*反雲隙光
*金星帶
*藍月
*曙暮光
*地震光
*廷得耳效應
經由三稜鏡產生的顏色通常是課堂展示的事例。

大气层外的光學現象
*
*對日照
*暈彩
*相對效應
*
*黃道光

光學效應
*,像是藍寶石之星或紅寶石之星等似星的寶石。
*輝光:圍繞在物體周圍的氣體或粉塵反射或發射出光的現象。
*砂金效應:也稱為席勒效應,燦爛的寶石像是砂金石和日長石(太陽石)。
*暗箱

  • 焦散線

*貓眼光:如貓眼的綠寶石或藍晶。
*色偏振
*陰極發光
*繞射:當光波傳遞時遇到障礙物產生的明顯灣曲和展寬。
*色散
*方解石或其他礦物的雙折射。
*雙狹縫實驗
*電致發光
*衰減波(消散波)
*螢光,也稱為,光致發光或冷光。
*磷光
*米氏散射(為何雲是白的)
*像是變色石的同分異構性
*雲紋綢(雲波紋綢)
*牛頓環
多色性寶石或晶體,看起來有許多顏色
*偏振光:相關的現象像是雙折射或海丁格刷(海丁格刷狀極光)
*瑞利散射(為何天空是藍色?落日是紅色?和相關的現象)
*折射
*聲致冷光
**蝦光現象:由一種鼓蝦發出的聲致冷光。
*同步加速輻射

  • 稜鏡將光分離成彩色

*摩擦發光

  • 則曼效應

*湯姆遜散射
*全反射
*扭轉光
*乌莫夫效应
*光旅行通過太空或真空的能力。

內眼學現象
*光線通過睫毛的繞射
*海丁格刷(海丁格刷狀極光)
*單眼複眼(或來自不同的視覺媒介邊界之間的反射polyplopia)
*壓眼閃光:由來自光線以外的刺激(機械或電等等)使眼睛的桿細胞和錐細胞或視覺系統的其他神經元產生的光幻視
*浦肯頁圖像

光學錯視
*月球錯覺:月球升起或落下時大小的異常
*天空碗:天空的形狀

尚無解釋的現象
有一些很可能是某種形式的光學現象,但仍未得到確定的解釋。有一些可能只是旅遊勝地在搞神秘,而不值得去研究。
*馬法之光(marfa lights):晚上出現在美國德州馬法鎮(Marfa)沙漠的詭異圓形光。
*赫斯達倫之光(Hessdalen lights):出現在挪威赫斯達倫山谷中的怪異光團。
*小綠光(Min Min lights):出現在澳洲波德鎮(Bould)的異光。

*沙拉托加之光(Light of Saratoga)
*納加火球(Naga fireballs):解夏節出現在湄公河上的火球。

參考資料
進階讀物
*Thomas D. Rossing and Christopher J. Chiaverina, Light Science: Physics and the Visual Arts, Springer, New York, 1999, hardback, ISBN 0-387-98827-0
*Robert Greenler, Rainbows, Halos, and Glories, Elton-Wolf Publishing, 1999, hardback, ISBN 0-89716-926-3
*Polarized Light in Nature, G. P. Können, Translated by G. A. Beerling, Cambridge University Press, 1985, hardcover, ISBN 0-521-25862-6
M.G.J. Minnaert, Light and Color in the Outdoors*, ISBN 0-387-97935-2
*John Naylor "Out of the Blue: A 24-hour Skywatcher's Guide", CUP, 2002, ISBN 0-521-80925-8
*[https://web.archive.org/web/20030914050828/http://www.wienerzeitung.at/frameless/extra.htm?ID=9898 Abenteuer im Erdschatten] (German).
*[http://esurfmar.meteo.fr/wikilog/index.php/Main_Page The Marine Observers' Log]

外部連結
*[http://www.atoptics.co.uk/ Atmospheric Optics] Reference site
*[http://spacew.com/ SpaceW] Site for reporting Aurora activity data
*[http://www.spaceweather.com/ Spaceweather.com] Official NASA site with many photos
*[https://web.archive.org/web/20190119030529/http://astronomy.net.nz/ Astronomy in New Zealand] Many atmospheric optical effect photos and descriptions

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