Halas [Mokslo populiarinimo konkursas]

Štai jau penktasis konkurso darbas. Jo autorė – Jurbarko Antano Giedraičio – Giedriaus gimnazijos 11 kl. mokinė Ugnė Norkutė, o rašo ji apie atmosferinį reiškinį, vadinama halu, ir susijusius dangaus kūnų miražus. Tekstas, kaip visada, pateikiamas netaisytas, tik nuo savęs pridėsiu perspėjimą, kad visgi į Saulę žiūrėti plika akimi, ypač ilgai, nepatartina. Skaitykite po kirpsniuku, o perskaitę ir patys pagalvokite apie dalyvavimą.

Halas

Ugnė Norkutė

„Džiaugsmas matyti ir suprasti yra pati didžiausia gamtos dovana‘‘ A. Einšteinas. Nuo Aristotelio laikų (IVa.pr.Kr.) žmonės stebėjo gamtą ir tyrinėjo jos reiškinius. Fizikai jau daug metų bando eksperimentais, stebėjimais paaiškinti mus supantį pasaulį, jo prigimtį, sandarą. Visi didūs mokslininkai paliko „pėdsaką visatoje“, jie sukūrė pasaulį, kuriame mes gyvename, savo vaizduotės pagalba. Už tai mes jiems turime būti dėkingi, nes mokslininkai pakeitė žmonių suvokimą apie pasaulį, jie mąstė kitaip.

Gamta yra sudėtinga visuma, joje visi reiškiniai yra susiję. Didžioji dalis jų žmonėms yra puikiai žinomi, pavyzdžiui: saulės užtemimas, žaibas, vaivorykštė ir kt. Tačiau yra dar vienas, mažiau žinomas gamtos stebuklas – halas. Kai pirmą kartą jį pamačiau, tai buvo šių metų sausio 23d., aš negalėjau patikėti savo akimis. Šalia saulės buvo mažesnė saulės „kopija“. Visus metus, tiek kiek leido oro sąlygos, stebėjau šį reiškinį. Be saulės halo teko matyti ir mėnulio halą, bet, deja, tik vieną kartą. Svarbiausias šio straipsnio tikslas yra aprašyti halą, kad žmonės žinotų daugiau apie šį reiškinį, žinotų, kad jam stebėti nereikia specialių prietaisų (pavyzdžiui: tamsintų stiklų stebint saulės užtemimą).

Pradėsiu nuo spalvos mįslės, kurią išaiškino vienas garsus mokslininkas. Sugrįžkime į 1666 metus, kai genialusis Izaokas Niutonas žengė svarbų žingsnį fizikos srityje. Aprašysiu vieną iš Niutono eksperimentų jo paties žodžiais:

„1666 metą pradžioje (tuo laiku aš buvau užsiėmęs kitokių negu sferiniai stiklų šlifavimu) aš gavau trikampę stiklo prizmę, norėdamas ja daryti bandymus su garsiuoju spalvų reiškiniu. Tam tikslui, užtemdęs savo kambarį ir padaręs nedidelę skylę langinėje, kad pro ją praeitų kiek reikia saulės šviesos, aš padėjau prizmę ten, kur įeina šviesa, taip, kad ji galėjo užlūžti į priešais stovinčią sieną. Ir čia susidariusių gyvų ir ryškių spalvų reginys man teikė malonaus pasitenkinimo‘‘.

Baltos saulės šviesos spalvų serijos, aptiktos Niutono eksperimentu, vadinamos saulės spektru arba, tiksliau, matomuoju spektru. Čia aprašytasis baltos šviesos suskaidymas į jos komponentus vadinasi šviesos dispersija. Išskirtas spektro spalvas galima būtų vėl sumaišyti draugėn, tam tikru būdu pritaikyta prizme. Procesas būtų kaip tik atvirkščias prieš tai buvusiam procesui. Mes gautume baltą šviesą iš anksčiau išskirtų spalvų. Niutonas eksperimentu patvirtino, kad iš tikrųjų šiuo būdu galima gauti baltą šviesą iš jos spektro, o spektrą – iš baltos šviesos tiek kartų, kiek mums patinka. Praėjus saulės šviesai pro prizmę, pasirodo visos spalvos, kurios egzistuoja matomajame pasaulyje. Pati gamta atgamina tuos pačius rezultatus gražiojoje spalvų juostoje –  vaivorykštėje. Jos pasirodymas susijęs su lietumi.

Gamtoje yra dar vienas reiškinys, kuris įrodo, kad saulės šviesa yra „spalvų mišinys“. Tai – halas. Vaivorykštėje prizmes atstoja vandens lašai, o hale ledo kristalai. Šis optinis reiškinys susidaro lūžtant ir atsispindint šviesos spinduliams plunksninių ir plunksninių sluoksninių debesų šešiabriauniuose prizmės formos ledo kristaluose. Kartais halas gali pasirodyti esant persišviečiančiant ledo rūkui arba galingo kamuolinio debesies viršuje, kai saulės spinduliai prasiskverbia per išsklaidytą jo viršūnę.

Ledo kristalai, kuriuose susiformuoja halas

Senovėje įvairios halo formos, kaip ir kiti gamtos reiškiniai, žadindavo žmonių vaizduotes. Šiam optiniam reiškiniui suteikdavo magiškų savybių, ypač danguje pasirodantiems kryžiams. „Pasirodė ženklas: saulė skritulyje, o vidury skritulio kryžius, o vidury kryžiaus saulė, o už skritulio dvi saulės, o virš saulės, be skritulio, dar ir lankas…“ (1104 m.). Halo formos gali būti įvairios: balsvi vaivorykštiniai šviesos ratilai, lankai, juostos, stulpai, kryžiai, dėmės, netikros saulės (parheliai) aplink saulės ar mėnulio diską. Iš viso yra užfiksuota apie 50 įvairių halo formų. Lietuvoje halas aplink saulę susidaro 40-60 kartų per metus, o aplink mėnulį – 15–20 kartų. Dar keletą kartų galima pastebėti netikras saules, atskiras halo dalis – stulpus ir lankus.

Netikros saulės (parheliai)

2013.01.23 14:07, Jurbarkas
2013.11.01 12:46, Jurbarkas

Kai debesyse ledo kristalai ima stambėti (iki 200 µm ir daugiau) ir atsiranda įvairesnių jų formų (plokštelių, strypelių, sulipusių piramidžių ir pan.), leisdamiesi jie „orientuojasi“ – plokštelės plokščiąja puse, o strypeliai ilgąja ašimi lygiagrečiai su žemės paviršiumi. Tada Saulei tekant ir leidžiantis 22° ratilo išorėje susidaro spalvoti stulpai ir lankai, o ant halo rato – netikros saulės (parheliai). Jos išsidėsto iš abiejų pusių tokiame pat aukštyje kaip ir tikroji Saulė lygiagrečiai su horizontu.

Baltos netikros saulės susidaro atsispindint saulės šviesai nuo ledo kristalų, o spalvotos – kai kristaluose spinduliai ne tik lūžta (įeidami ir išeidami iš kristalo), bet ir dar ne kartą atsispindi nuo vidinių kristalo sienelių. Iš vidinės, atkreiptos į tikrąją saulę, pusės netikros saulės būna raudonos, o iš išorės – balzganai melsvos. Nuo išorinio netikros saulės krašto būna nutįsusi 20° ilgio šviesi uodega (todėl netikra saulė dažnai painiojama su kometa).

Priešingoje dangaus skliauto pusėje susidaro ryški balta dėmė – priešsaulis (antihelis). Analogiškai susidaro netikrieji mėnuliai (paraselenos) ir priešmėnulis (antiselena). Kartu su netikromis saulėmis gali būti matomos ir kitos retos halo formos: liestiniai lankai, horizontalus ratilai, saulės stulpai, kryžiai. Skrendant lėktuvu galima pamatyti po tikrąja saule esančią apatinę netikrąją saulę.

 

22° halas

2013.11.01 9:31, Jurbarkas
2014.01.26, Jurbarkas

Dažniausiai yra matomi 22° kampinio regimojo spindulio ratilas. 22° halą kuria didesni (~200 µm) strypelių formos ledo kristalai.

 

Zenitinis liestinis lankas

Zenitinis liestinis lankas – tai tiesiai virš galvos, beveik zenite esantis, ryškus spalvingas puslankis, išlinkęs į priešingą nuo saulės pusę. Jis tarsi liečia 46° ratilo viršutinę dalį. Įspūdį sustiprina dar ir tai, kad regimasis debesų sluoksnio storis zenite yra mažiausias, tad atrodo lyg zenitinis lankas švytėtų giedrame danguje. Zenitinį lanką, kaip ir parhelius, sudaro tos pačios horizontaliai orientuotos ledo kristalų plokštelės, tačiau šiuo atveju šviesą laužia stačiakampė jų briauna. Zenitinis liestinis lankas pasirodo saulei esant ne aukščiau kaip 32° virš horizonto.

 

Saulės stulpas

Saulės stulpas San Franciske

Stulpai dažniausiai pasirodo saulei arba mėnuliui esant netoli horizonto. Tai siauras, vertikalus šviesos pluoštas, atsirandantis dėl spindulių atspindžio nuo ledo kristalų horizontalių plokštumų, orientuotų žemės paviršiaus atžvilgiu. Stulpai ypač efektingai atrodo, kai pati saulė jau būna pasislėpusi už horizonto ar panirusi į debesį. Ryškiai šviečiant mėnuliui irgi gali susidaryti analogiški stulpai.

Halas padeda numatyti orus, nes jo susidarymas yra susijęs su šiltos oro masės advekcija. Dažniausiai būna taip: po giedrų orų atmosferos slėgis ima kristi, padvelkia pietys. Iš pietvakarių ar vakarų pasirodo greiti, permatomi plunksniniai debesys. Neilgai trukus dangus pasidaro balzganas, tarsi saulė šviestų per matinį stiklą, šešėliai pasidaro neryškūs. Tuo metu kaip tik ir gali pasirodyti halo ratilas arba lankai.

Štai dėl ko  fizika yra įdomus mokslas. Mes galime grožėtis ir stebėti įvairius gamtos reiškinius. Todėl visiems norėčiau palinkėti pamatyti halą, juk mes – saulės vaikai.

One comment

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *