Saulės žalieji žybsniai

Blogo skaitytojų prašymu šį sykį aptarsiu Saulės žaliųjų žybsnių susidarymą ir patogiausias stebėjimo pozicijas. Visos nuotraukos ir informacijas pateikiama iš atoptics tinklapio.
Visų pirma, kad būtų vaizdu, apie ką kalbama, pateiksiu nuotrauką saulėlydžio  Saulės. Matome, kad Saulei besileidžiant paskutinieji jos spinduliai, pasiekiantys mus, yra žali. Jeigu stebime saulėlydį, tai raudonas Saulės disko kraštelis, prieš pat jam pranykstant už horizonto, paskutines pora sekundžių, nušvinta žalia šviesa.

Kodėl gi tai įvyksta?

Pradėkime nuo to, kad Žemė yra apvali ir plonas atmosferos sluoksnis virš Žemės paviršiaus taip pat yra išlenktas, kaip ir Žemės paviršius. Oro tankis atmosferoje yra netolygus - prie Žemės paviršiaus yra tankiausias, kylant aukštyn jis retėja. Todėl atmosfera šviesą veikia tarsi lęšis - laužia Saulės šviesą ir ji tarsi užlinksta ties Žemės paviršiumi. Būtent dėl šios priežasties saulėlydžio metu Saulė geometriškai jau yra pasislėpusi už horizonto, tačiau mes ją vis dar matome. Dėl medžiagų dispersijos šviesa yra laužiama nevienodai, lyginant jos bangos ilgį, taigi raudona šviesa užlenkiama labiau nei žalia ir dar labiau nei mėlyna. Jei pieštume atskirų spalvų Saulės diskus, tai raudonasis bus žemiau nei žalias, o mėlynasis bus aukščiau nei žalias. 

Apačioje esančiame paveikslėlyje matote tik raudoną ir žalią diskus. Mėlynasis diskas nenupaišytas neatsitiktinai. Oro molekulės labai noriai sklaido mėlyną šviesą - kuo šviesa mėlynesnė, tuo ją labiau sklaido (Rayleigh sklaidos dėsnis). Lyginant raudoną ir mėlyną šviesą, mėlynoji yra sklaidoma 10-12 kartų labiau nei raudonoji. Būtent dėl šios priežasties dangus yra mėlynas. Jei pridurtumėme, kad saulėlydžio metu Saulė praeina nepalyginamai didesnį atmosferos sluoksnį nei dieną, tai pasidarytų visiškai aišku, kad saulėlydžio metu nuo Saulės ateinančioje šviesoje mėlynosios spektro dalies praktiškai nelieka (būtent dėl to saulėlydžio Saulė yra raudona, kai dieną ji yra geltona).

 

Tačiau, vien paprasto atmosferos lūžio neužtenka, kad pamatytumėme žaliąjį žybsnį - priešingu atveju žalią žybsnį matytumėme vos ne kiekvieno saulėlydžio metu.

Čia į žaidimą įsitraukia miražo efektas. Miražai vyksta, kai Žemės paviršiuje smarkiai įkaista paviršinis oro sluoksnis ir kylant aukštyn oro temperatūra staigiai mažėja - sakoma, kad susidaro didelis oro temperatūros gradientas. Oro temperatūros gradientas lemia oro tankio gradientą, tuo pačiu ir oro lūžio rodiklio gradientą - paviršiuje oro lūžio rodiklis bus mažesnis (karštas oras yra retesnis, lengvesnis) negu pakilus aukštyn (šaltas oras tankesnis ir sunkesnis). O kas vyksta šviesai keliaujant iš optiškai retesnės medžiagos į tankesnę? Ji atsispindi (tarkim šviesai krentant iš oro į vandenį arba iš oro į stiklą).

Taigi, realiai matomos dvi Saulės - tikroji ir atspindėtoji.

 

Na, dviejų atskirų Saulės diskų nepamatysit - per nelyg plonas atmosferos sluoksnis, kuriame vyksta atspindys. Tačiau matoma omega formos Saulė - Tiesiogiai ateinanti Saulė su apverstu atspindėtu apatiniu jos sluoksneliu:

Miražo efektas (tame mažyčiame gradientinio lūžio rodiklio atmosferos sluoksnelyje) veikia Saulės šviesą tarsi didinamasis stiklas, todėl smarkiai išauga oro dispersijos įtaka - raudonieji Saulės spinduliai gerokai labiau užlenkiami už horizonto nei žalieji. Taigi, mes, stebėtojai, turime sąlyginai labai ilgą laiko tarpą (paskutines pora sekundžių prieš visišką Saulės išnykimą už horizonto), kuriuo raudonieji Saulės spinduliai jau būna pasislėpę už horizonto, kai tuo tarpu žalieji dar pasiekia mūsų akis.
Pridurkime tą faktą, kad mūsų akys yra jautriausios žaliai šviesai (mažiau jautrios žydrai ir geltonai ir dar mažiau jautrios mėlynai ir raudonai) ir gausim pilną žaliojo žybsnio susidarymo paveikslą.

Reziumuojant, Saulės žalieji žybsniai susidaro esant didžiuliui oro temperatūros gradientui, kuris kaip didinamasis stiklas sustiprina atskirų šviesos spalvų erdvinį išskaidymą - raudonieji labiausiai lenkiami už horizonto, mėlynieji mažiausiai. Dėl Rayleigh sklaidos mėlynoji šviesa labai smarkiai išsklaidoma - jos praktiškai nelieka saulėlydžio Saulės šviesoje. O dėl akies maksimalaus jautrumo žaliai šviesai labiausiai ir pastebime nepasislėpusius žaliuosius Saulės spindulius už horizonto.

Tiesą pasakius, nebūtinai tik ties pačiu horizontu gali susidaryti žaliasis žybsnis. Jei oro temperatūrinis gradientas yra pakilęs nuo žemės paviršiaus, tai gali žaliasis žybsnis susidaryti ir Saulės disko viršutinėje dalyje:

Lygiai taip pat žaliąjį žybsnį galima matyti ir tiek kalno šlaitu:

Pats asmeniškai esu gyvai stebėjęs žaliąjį žybsnį kelis kartus būdamas Kretoje vasaros mokykloje 2008 metais. Na, vasarą ten karšta, tad ir oro temperatūrų gradientas didelis gali susidaryti.
Praeitą vasarą Nidoje bandžiau laukti žaliojo žybsnio, bet nedažnas saulėlydis buvo giedras, o ir dienos ne iš karštųjų pasitaikė.
Taigi, kokių reikia sąlygų juos stebėti? Tolumoje matyti aiškų horizontą (būti prie jūros arba stebėti saulėlydį į kalnus). Reikia didelių temperatūrų skirtumų (tarkim kaštos vasaros dienos arba šaltos žiemos dienos - vadovas kažkurią žiemą stebėjo žaliąjį žybsnį pro universiteto langą vieną iš šaltųjų žiemos dienų). Be vido šito, reikia būti virš šiltojo oro sluoksnio. Jei kalbam apie žaliąjį žybsnį prie jūros, tai tas įkaitęs oro sluoksnis gali siekti ~10 metrų. Tad nepatartina stovėti prie pat jūros (mano praeitos vasaros klaida), geriau būt pakilus ant kokios nors kopos. Ir... Reikia kantrybės, nes jie nedažni saulėlydžio palydovai.
Esu bandęs juos fotografuoti, tačiau norint juos nufotografuoti taip pat reikia patirties. Reikėtų fotografuoti saulėlydį su teleobjektyvu, pasistačius fotoaparatą ant trikojo.
DĖMESIO!!! Fotografuojant su teleobjektyvais venkite tiesiogiai per fotoaparato akutę stebėti saulėlydį, nes ryški Saulės šviesa gali pažeisti akis.

Tikiuosi jums pavyks pasimėgauti šiuo ypatingu dangaus reiškiniu arba tikiuosi, kad jei jau juos esate stebėję, galų gale pajutot pažinimo džiaugsmą, suprantant jų atsiradimo priežastis.

Poliarizaciniai filtrai fotografijai

Neseniai blogo skaitytojus supažindinau su savo apsipirkimais kinų elektroninėje parduotuvėje ir aprašiau įsigytus ultravioletinius filtrus. Šį kartą blogo skaitytojams pristatau savo įsigytus Emolux firmos poliarizacinius filtrus.
Trumpai tariant, esu filtrais labai patenkintas. Tikrai šauniai kerta poliarizaciją. Skaitinės vertės nepasakysiu, nes nematavau. Na, bet prie progos būtų įdomu pasimatuoti. Geras vizualinis poliarizatorių kokybės įrodymas yra pademonstruoti jų veikimą turint poliarizuotą šviesą. Tam puikiausiai tinka LCD ekranai. Tad čia trys nuotraukos, poliarizatorių pasukus trim skirtingiems kampams: maksimalus pralaidumas, tarpinė vertė ir minimalus pralaidumas:

 

 Kaip matom, tikrai šauniai atkerta poliarizuotą šviesą. Kodėl LCD ekranai skleidžia poliarizuotą šviesą? Matyt jų veikimą norint aprašyt reikėtų atskiro blogo įrašo, bet trumpai tariant, kiekvienam pikselyje yra įdėti taip vadinami skystieji kristalai, kurie, juos paveikus elektriniu lauku, pradeda daugiau ar mažiau sukti šviesos poliarizaciją. Prieš kristalus ir už jų stovi sukryžiuoti poliarizatoriai, kurie nepraleidžia visiškai šviesos (nepaveikus pikselių elektriniu lauku). Taigi, kristalai iš galo apšviečiami baltos šviesos šaltiniu, šviesa praėjusi pro pirmą poliarizatorių tampa poliarizuota. Tada paveikus skystuosius kristalus elektriniu lauku yra pasukama šviesos poliarizacija ir pro antrąjį poliarizatorių praeina tik statmena kryptimi poliarizuota šviesa.
Kam fotografijoje reikalingi poliarizatoriai? Iš esmės yra du taikymai: atspindžiams nuo paviršių sumažinti ir siekiant sustiprinti kontrastą tarp dangaus ir debesų. Kodėl atspindžiai yra dalinai poliarizuota šviesa? Nepradėsiu elektromagnetinių lygčių išvedinėti, bet priešingos poliarizacijos elektriniai laukai skirtingai reaguoja į paviršių sandūrą. Ir kiekvienai sandūrai tarp paviršių egzistuoja specifinis Briusterio (Brewster) kampas, kuriuo krisdama šviesa į paviršių patiria tik dalinį atspindį - viena poliarizacija yra atspindima normaliai, o kita yra visiškai neatspindima. Ir gana plačioj kampų srityje aplink Brewsterio kampą vienos poliarizacijos šviesa patiria gerokai mažesnius atspindžius nei kita.
Kodėl galima padidinti kontrastą tarp dangaus ir debesų? Čia pasireiškia skirtingos sklaidos ypatumai. Stambių dalelių (kaip vandens lašelių debesyse) sklaidą aprašo Mie teorija, šios dalelės vienodai sklaido skirtingos poliarizacijos šviesą. Visai kas kita su mažomis dalelėmis (oro molekulėmis), kurių sklaida paklūsta Rayleigh (Relėjaus) dėsniams. Šie sako, kad skirtingos poliarizacijos šviesą sklaido nevienodai. Tiesą pasakius tai priklauso nuo stebėjimo kampo. Žiūrint išilgai šviesos šaltinio (tiesiai į Saulę arba į savo šešėlį), sklaida nepriklauso nuo poliarizacijos, tuo tarpu statmenai žiūrint nuo šviesos šaltinio viena poliarizacija sklaidoma gerokai daugiau nei kita.Taigi, panaudojus poliarizatorių galima gerokai susilpninti ateinančios šviesos iš mėlyno dangaus kiekį.
O pabaigai siūlau dar pasižiūrėti poliarizatoriaus ant teleobjektyvo veikimą, vėl naudojant LCD ekraną, tik šį kartą buvusio kambarioko turko.

 

UV filtrai fotografijai

Neseniai blogo skaitytojams pristačiau bendrais bruožais mano pirmuosius bandymus apsipirkti kinų internetinėje parduotuvėje. Šį kartą norėčiau plačiau pakalbėti apie mano įsigytus UV filtrus, skirtus konkrečiai fotografijai.

Įsigijau tris filtrus: du filtrai buvo Emolux firmos, skirti 62 mm ir 77 mm objektyvams, o trečias buvo no-name GPE firmos UV filtras skirtas kitiniam 52 mm objektyvui. Pagalvojau, kadangi objektyvas prastas, tai nesistengsiu brangaus filtro ieškoti (pigusis kainavo 5 dolerius).

Kadangi filtrus gavau dar būdamas Italijoje, o ten po ranka buvo spektrometras, tad su kolega magistrantu nusprendėm panagrinėti UV filtrų pralaidumą.

Šiame grafike horizontalioje ašyje atidėti šviesos bangos ilgiai, vertikalioje - pralaidumo absoliutinė vertė (praėjusios per filtrą šviesos ir pradinės šviesos energijų santykis). Skaitytojams, primiršusiems optikos pagrindus, priminsiu, kad matomosios šviesos bangos ilgiai yra nuo 400 nm (violetinis kraštas) iki 700 nm (raudonasis kraštas). Taigi, trumpesni nei 400 nm bangos ilgiai yra UV šviesa. Iš grafiko matome, kad abudu filtrai sėkmingai praleidžia nemažą kiekį UV bangos ilgių - tik ties ~325 nm pralaidumas nukrenta iki 50%. Netgi paprasto stiklo charakteristika yra labai panaši. Kitaip tariant, šie UV filtrai nėra kažkuo labai išskirtiniai prieš paprastą stiklą.

Kita vertus, lyginant matomosios šviesos pralaidumą, pigus ir brangesnis filtrai skiriasi. Pigus filtras (juoda kreivė) gerokai prasčiau praleidžia mėlyną šviesą, tačiau žaliojoje-raudonojoje spektro dalyje jo pralaidumo charakteristika yra gana plokščia. Tuo tarpu brangesnis filtras (raudona kreivė) turi pralaidumo duobę ties 500 nm (mėlynai-žalia spalva). Jo charakteristika nėra tolydi lyginant su pigiu filtru, tačiau mėlynosios šviesos pralaidumas yra keliais procentais didesnis. Ir beveik visoje matomojoje zonoje jo pralaidumas yra didesnis nei pigaus filtro.

Apibendrinant šį straipsnį galima pasakyti, kad fotografiniai UV filtrai iš tikrųjų nėra UV filtrai - jie nenukerta UV spektro. Šiuo konkrečiu atveju lyginant dviejų firmų UV filtrus  galima pasakyti, kad Emolux UV filtrų nukirtimo bangos ilgis yra šiek tiek ilgesnis - jie truputį geriau atitinka UV filtro pavadinimą. Taip pat galima daryti išvadą, kad matyt jie pagaminti maišant du skirtingus stiklus - antrasis įmaišytas stiklas skirtas padidinti mėlynosios šviesos pralaidumą. Tačiau, nors ir matomosios šviesos pralaidumas yra didesnis nei pigesnės firmos filtrų, tačiau jų pralaidumo charakteristika yra šiek tiek kreivesnė.

Kas iš to paprastam fotografijo mėgėjui? Ogi visiškai nieko. Koks skirtumas, kad fotografiniai UV filtrai visiškai nepateisina savo pavadinimo, kadangi jie skirti tiktai apsauginei funkcijai - skirti apsaugoti objektyvą nuo netyčinių subraižymų. Juk subraižytą filtrą gerokai pigiau pakeisti nei subraižytą objektyvą. Pralaidumo charakteristikos netolygumas? Na, jis pakankamai mažas, kad būtų smarkiai juntamas, o tuo pačiu, juk spalvinį nuotraukos paveikslą labai norint galima atkoreguoti naudojant programinę įrangą.

DealExtreme vartojamas

Šios dienos tema - internetinė parduotuvė DealExtreme. Mano švogeris joje ilgą laiką visokių smulkių gėrybių perkasi. Galų gale, neiškentęs ir aš nusprendžiau išbandyti šią kinų pardavimo sistemą. Iš viso iki šiol atlikau tris užsakymė bangas: viena fotografijai (užsakyta lapkričio 6), kita gitarai (lapkričio 28), trečia mišri (gruodžio 14). Kol kas gavau du siuntinius ir šia pirkimo sistema esu puikiausiai patenkintas. Pradžiai pasigirsiu pirmosios užsakymų bangos produktaiss, o paskui išvardinsiu sistemos pliusus ir minusus.

Fotografijos priedų užsakymas

Pirmoji užsakymo banga - fotografijos priedai. Užsisakiau 5 stiklus ir vieną metalinį žiedą. 3 stiklai - UV filtrai visiems trims mano objektyvams (52 mm, 62mm ir 77 mm skersmens). Kiti du stiklai - poliarizatoriai mano didesniems objektyvams. Žiedas teoriškai turėjo būti skirtas tam, kad galėčiau uždėti 62 mm poliarizatorių ant 52 mm objektyvo, tačiau realiai užsisakiau visai kitos paskirties žiedą, bet dėl to nė kiek nesigailiu, netgi labai džiaugiuosi, kad suklydau. Mano gautas metalinis žiedas - tai perėjimas, kad galėčiau savo 62 mm skresmens objektyvą uždėti ant fotoaparato atvirkščiai. Kokia to prasmė? Fotoaparatas pavirsta teleskopu - galima fotografuoti makro režimu su labai dideliu didinimu.
UV filtrais esu patenkintas, nes jie skirti atlikti apsauginę funkciją. Plačiau apie juos parašysiu būsimame straipsnelyje.
Poliarizatoriais taip pat esu labai patenkintas. Jie aukštos kokybės, poliarizuoja tikrai šauniai. Plačiau apie juos taip pat būsimame straipsnyje.
Žiedu, skirtu objektyvą uždėti atvirkščiai, jau minėjau, kad esu labai patenkintas. Aišku fotografuojant iškyla atskirų problemų - objektyvo diafragmą reikia atidarinėti rankiniu būdu, objektą reikia apšviesti ryškia šviesa, o patį fotoaparatą reikia laikyti daugmaž 35 mm atstumu nuo objekto, kadangi Nikon S-mount objektyvai pozicionuoti būtent tokiu atstumu nuo CCD matricos. Pravartu būtų fotoaparatą pastatyti ant trikojo. Žodžiu, smagu pasižaisti su makro fotografija. Manau apie tai plačiau taip pat parašysiu ateityje.
Su prekių pristatymu taip įdomiai buvo. Į Italiją siunčiausi, užsisakiau likus mėnesiui iki išvažiavimo - tikėjausi, kad laisvai užteks laiko gauti prekes ir dar poliarizatorius galėsiu panaudoti kalnuose vaikščiodamas, tačiau kol jie mano apmokėjimą patvirtino, kol surinko visas mano prekes, tai buvo likusios geros dvi savaitės iki mano išvykimo. Na, bet ačiū Dievui, daiktai suspėjo atvykti priešpaskutinę dieną man būnant universitete Italijoje.

Apie pačią internetinę parduotuvę štai ką galėčiau pasakyti:
1. Pasirinkimas platus. Na, daugiausia elektronika, tačiau yra ir įvairių priedų fotografijai, mašinoms, sporto prekių, makiažo priemonių, žaidimų ir t.t. Kita vertus, kokioj Amazonkėj ar Ebėjui pasirinkimas neaprėpiamai didesnis.
2. Kainos kiniškos. Didžiai daliai produktų jos yra neįtikėtinai mažos. Tačiau pagrindinis argumentas - pristatymas yra nemokamas.
3. Pristato pakankamai greitai. Vieną sykį siunčiausi į Italiją, kitą sykį į Lietuvą. Abu sykius objektai atėjo per praktiškai dvi savaites.
4. Apmokėjimas. Pačioj pradžioj teko pavargti, kad pripažintų mano internetinę apsipirkimų kortelę (SEB Virtuon) - patys kinai prašė, kad nuskenuočiau ir jiems persiųsčiau savo ID ir kredininę kortelę, tačiau kartą įsitikinę, kad aš esu aš, daugiau nebeprašo to daryti.
5. Prekių surinkimas prieš siuntimą. Šiaip jie susirankioja prekias per kokias 4-5 dienas. Tačiau su paskutiniu užsakymu kol kas yra taip, kad didesnę dalį prekių jie man išsiuntė po gerų 2 parų nuo apmokėjimo, o kitos dar laukia savo eilės - jau praėjo 17 dienų nuo apmokėjimo.
6. Techniškai garantija prekėms galioja, tačiau... juk ją reikėtų siųsti į Kiniją, o siuntimo malonumas kainuoja, tad brangios elektronikos nepatarčiau pirkti.

Apibendrinant galiu tikrai drąsiai rekomenduoti šią internetinę parduotuvę proto ribose. Taip, ten praktiškai viskas pigiau, tačiau kokį telefoną ar kitą brangesnę elektrininę prekę pirkti labiau apsimoka Lietuvoje dėl garantinio aptarnavimo.