헤일로(광학적 현상)

Halo (optical phenomenon)
다른 용도는 Halo(동음이의)를 참조하십시오.
2021년 2월 13일 미국 뉴햄프셔주 브레튼 우즈 상공에서 관측된 태양의 22° 광배.
인도 카르나타카 주 칙크마갈루루에서 관측된 달 주위의 22° 광배와 외접 광배.
위에서 아래로:
원주호, 상측호, 패리호, 상부 접선호 및 22° 후광
남극 상공에서 관측되는 광배.

헤일로는 대기 중에 떠 있는 얼음 결정과 상호작용하는 빛(일반적으로 태양이나 달)에 의해 생성되는 광학 현상이다.헤일로는 색깔이나 흰 고리에서부터 호 그리고 하늘의 반점에 이르기까지 다양한 형태를 가질 수 있습니다.이들 중 많은 것들이 태양이나 달 근처에 나타나지만, 다른 것들은 다른 곳이나 심지어 하늘의 반대편에서도 나타난다.가장 잘 알려진 후광 유형으로는 원형 후광, 광선 기둥, 선독이 있지만, 다른 많은 것들이 발생합니다; 어떤 것들은 꽤 흔한 반면 다른 것들은 매우 희귀합니다.

할로겐을 담당하는 얼음 결정체는 일반적으로 대류권 상층(5-10km(3.1-6.2mi)의 권선 또는 권선 구름에 매달려 있지만, 추운 날씨에는 땅 근처를 떠다니기도 하는데, 이 경우 다이아몬드 분진이라고 한다.결정의 특정 형태와 방향은 관찰된 후광의 유형을 담당합니다.빛은 얼음 결정에 의해 반사되고 굴절되며 분산으로 인해 색깔로 분할될 수 있습니다.크리스탈은 프리즘과 거울처럼 행동하며 얼굴 사이에서 빛을 굴절시키고 반사시켜 특정 방향으로 빛의 축을 보냅니다.기상학이 발달하기 전 기상예보의 경험적 수단이었던 기상학 지식의 일부로서 할로 같은 대기 광학 현상이 사용되었다.그것들은 종종 앞으로 24시간 이내에 비가 내릴 것이라는 것을 나타낸다. 왜냐하면 그들을 일으키는 권층운은 전두엽계가 다가오는 것을 의미할 수 있기 때문이다.

얼음 결정 대신 물방울을 포함한 다른 일반적인 광학 현상에는 영광과 무지개가 포함된다.

역사

아리스토텔레스는 할로스와 파르헬리아를 언급했지만, 고대에는 복잡한 전시물에 대한 최초의 유럽인들의 서술은 로마의 크리스토프 샤이너, 단치히의 헤벨리우스, 상트페테르부르크의 토바이어스 로위츠였다.중국 관측자들은 수 세기 동안 이것들을 기록했는데, 첫 번째 참조는 637년 "십할로"에 대한 "진나라 공식사"의 한 부분이며, 26개의 태양 광배 [1]현상을 기술적으로 표현했다.

베더솔스타블란

1535년 스톡홀름과 그 당시의 천체 현상을 묘사한 일명 '태양개 그림'(베데롤스타블란)은 불길한 징조로 해석된다.

스톡홀름의 도시를 가장 오래된 색으로 묘사하는 것으로 알려져 있고 종종 인용되기도 하지만, 베데르솔스타블란 (스웨덴어; "The Sundog Painting," 문자 그대로 "The Weather Sun Painting")은 태양 개 한 쌍을 포함한 헤일로 전시의 가장 오래된 묘사 중 하나이기도 하다.1535년 4월 20일 아침 두 시간 동안, 도시의 하늘은 하얀 원과 하늘을 가로지르는 호로 가득 찼고, 태양 주위에 태양(즉, 태양개)이 추가로 나타났다.

라이트필러

주요 기사:라이트필러

빛 기둥 또는 태양 기둥은 해가 지거나 해가 뜰 무렵에 태양으로부터 떠오르는 수직 기둥 또는 빛의 기둥으로 나타나지만, 특히 관찰자가 높은 고도 또는 고도에 있을 때 태양 아래에 나타날 수 있습니다.육각형 판 모양의 얼음 결정과 기둥 모양의 얼음 결정이 그 현상을 일으킨다.판 결정은 일반적으로 태양이 수평선에서 6도 이내에 있을 때만 기둥을 발생시킵니다. 기둥 결정은 태양이 수평선 위로 20도만큼 높을 때 기둥을 발생시킬 수 있습니다.결정체는 공기 중에 떨어지거나 떠 있을 때 거의 수평으로 방향을 잡는 경향이 있으며, 태양 기둥의 폭과 가시성은 결정 정렬에 따라 달라집니다.

밝은 기둥은 달과 가로등이나 다른 밝은 빛 주위에 형성될 수도 있다.지상 광원으로 형성된 기둥은 태양이나 달과 관련된 기둥보다 훨씬 더 높게 보일 수 있다.관찰자가 광원에 더 가깝기 때문에 결정 방향은 이러한 기둥의 형성에 덜 중요합니다.

원형 후광

상세정보 : 22° 후광, 46° 후광
얼음 결정(위에 표시된 4개만)은 22°의 후광을 형성하며, 빨간색과 파란색 빛이 약간 다른 각도로 굴절됩니다.

가장 잘 알려진 할로 중 하나는 종종 "헤일로"라고 불리는 22° 광배인데, 이것은 약 22°의 반지름을 가진 태양이나 달 주변의 큰 고리로 나타납니다.22° 헤일로의 원인이 되는 얼음 결정들은 태양견이나 라이트 필러와 같은 다른 할로들에게 요구되는 수평 방향과는 대조적으로 대기에서 반임의 방향으로 방향을 잡는다.관련된 얼음 결정의 광학적 성질에 의해 링 안쪽을 향해 빛이 반사되지 않아 주위의 하늘보다 눈에 띄게 어두워져 마치 '하늘에 구멍이 뚫린'[2] 느낌을 준다.22°의 헤일로는 얼음 결정이 아닌 물방울에 의해 발생하는 다른 광학 현상인 코로나와 혼동해서는 안 되며, 고리보다는 다색 원반의 모습을 하고 있다.

다른 할로우는 태양과 46°, 수평선 또는 천정 주변에서 형성될 수 있으며 완전한 할로 또는 불완전한 호로 나타날 수 있습니다.

보틀링거 반지

보틀링거 고리는 원형 대신 타원형인 희귀한 형태의 후광이다.그것은 작은 직경을 가지고 있어서 태양의 눈부신 빛으로 보는 것이 매우 어렵고, 종종 산꼭대기나 비행기에서 볼 수 있는 더 어두운 입선 주변에서 발견될 가능성이 더 높다.Bottlinger의 반지는 아직 잘 이해되지 않았다.그것들은 매우 평평한 피라미드 모양의 얼음 결정으로 형성되어 있으며, 표면이 흔치 않은 낮은 각도로 대기 중에 수평으로 매달려 있다고 한다.이러한 정확하고 물리적으로 문제가 있는 요구사항은 왜 후광이 매우 [3]드문지를 설명해 줄 것이다.

기타 이름

영어의 앵글로-코니시 방언으로, 태양이나 달의 주위에 있는 광배는 수탉의 눈이라고 불리며 악천후를 나타낸다.이 용어는 같은 [4]뜻을 가진 브르타뉴어 kog-heol과 관련이 있다.네팔에서는 태양을 둘러싼 광배는 힌두교의 번개, 천둥, [5]비의 신인 인드라 경의 집회 법정의 함축된 의미로 인드라사바라고 불립니다.

인조 할로

자연현상은 몇 가지 방법으로 인공적으로 재현될 수 있다.첫째, 컴퓨터 시뮬레이션,[6][7] 둘째, 실험적인 방법으로.후자에 대해서는, 1개의 결정체를 적절한 축/축 방향으로 회전시키거나 화학적 접근법을 취할 수 있다.더 멀고 더 간접적인 실험 접근법은 유사한 굴절 기하학적 구조를 찾는 것이다.

유사 굴절법

원주체 [8]아크에 대한 유사한 굴절 시연 실험.여기서, 그것은 길버트 책에서[9] 인공 무지개로 잘못 표기되어 있다.

이 접근법은 경우에 따라 얼음 결정을 통한 평균 굴절 형상이 다른 기하학적 물체를 통한 굴절을 통해 모방/모방될 수 있다는 사실을 이용한다.이와 같이 회전대칭(즉 비프리마틱)[8] 정적체를 통한 굴절에 의해 외주천정호, 외주천정호 및 외주천정호를 재현할 수 있다.특히 간단한 테이블탑 실험은 물유리만을 사용하여 화려한 원주 및 수평 원호를 인공적으로 재현합니다.물 실린더를 통한 굴절은 직립형 육각형 얼음 결정/판 방향 결정을 통한 회전 평균 굴절과 거의 동일한 것으로 밝혀져 선명한 색상의 원주체 및 수평 호를 생성합니다.사실, 물유리 실험은 종종 무지개를 나타내는 것으로 혼동되며 적어도 [9]1920년부터 존재해왔다.

그 22° parhelia의(거짓)메커니즘의 호이겐스의 생각에 이어한분은 안경의 직경의 내부 중앙 공무 집행 방해 죄로 프로젝션을 화면에 성취하기 위해 밀접하게 parhelia(Ref.,[8]에 비교하라. 각주[39]을 입력하거나 here[10])을 연상시키는의 외형 즉(그 옆에서)는 지구 모양의 원통형 유리 조명할 수 있다. r내부직접 전송 방향 양쪽에서 더 큰 각도로 흰색 밴드로 전환되는 에지.그러나 시각적 매치가 가까운 반면, 이 특정 실험은 가짜 가성 메커니즘을 수반하지 않기 때문에 실제 유사성이 없다.

화학적 접근

인공 할로겐을 생성하는 최초의 화학 레시피는 Brewster에 의해 제안되었고 A에 의해 더 연구되었습니다.1889년 코르누.[11] 그 아이디어는 소금 용액의 침전에 의해 결정체를 생성하는 것이었다.여기서 생성된 무수한 작은 결정들은 빛을 비추면 특정 결정 형상 및 방향/정렬에 해당하는 할로겐을 일으킨다.몇 가지 레시피가 존재하며 계속해서 [12]발견되고 있다.고리는 그러한 [13]실험의 일반적인 결과물이다.하지만 패리 아크는 이런 방식으로 [14]인공적으로 제작되었습니다.

기계적 접근

단일 축

후광 현상에 대한 최초의 실험 연구는 [16]1847년 오귀스트 브라바이스에 의해 이루어졌다[15].Bravais는 수직축을 중심으로 회전하는 등변 유리 프리즘을 사용했다.평행한 흰색 빛으로 비추면, 이것은 인공 파헬 원과 많은 내장 파헬리아를 생성했습니다.마찬가지로 A.Wegener는 6각 회전 결정을 사용하여 인공 아편모양을 [17]만들었습니다.이 실험의 더 최근 버전에서는 시판되는[18] 육각형 BK7 [19]유리 결정을 사용하여 더 많은 내장 파헬리아가 발견되었습니다.이와 같은 간단한 실험은 교육 목적이나 시연 [12][20]실험에 사용될 수 있습니다.유감스럽게도 유리 결정을 사용하면 n< {\ n {\일 때 필요한 광선을 차단하는 총 내부 반사로 인해 원주 천정호 또는 원주 천정호를 재현할 수 없습니다.

이탈리아 과학자 브라바이스보다 더 일찍.Venturi는 뾰족한 물로 채워진 프리즘을 실험하여 천정 [21][22]원호를 시연했습니다.그러나 이 설명은 나중에 브라바이스에 [16]의해 CZA의 올바른 설명으로 대체되었다.

구형 [23][24]스크린에 투영된 인공 할로.표시되는 것은 다음과 같습니다.접선호, 팔리호, (하위) 팔헬리아, 팔헬리원, 헬리악호

인공 얼음 결정을 사용하여 유리 결정(예: 원주체 및 원주체 [25]아크)을 사용하여 기계적 접근에서 도달할 수 없는 할로겐을 생성했습니다.얼음 결정을 사용하면 생성된 할로겐이 자연 현상과 동일한 각도 좌표를 가질 수 있습니다.NaF와 같은 다른 결정들도 얼음에 가까운 굴절률을 가지고 있으며 [26]과거에 사용되었다.

두 축

탄젠트 호나 외접 헤일로와 같은 인공 할로를 생성하려면 단일 원기둥 모양의 육각 결정을 2축 중심으로 회전시켜야 합니다.마찬가지로 Lowitz 호는 단일 판 결정을 두 축 중심으로 회전시켜 만들 수 있습니다.이것은 공학적 후광 기계로 할 수 있다.첫 번째 그러한 기계는 [27]2003년에 만들어졌고,[24][28] 몇 개 더 이어졌다.이러한 기계를 구형 투영 스크린 안에 넣는 것, 그리고 소위 스카이 [29]트랜스폼의 원리에 따르면, 거의 완벽한 비유입니다.상기 기계의 마이크로버전을 이용하여 실현함으로써 이러한 복잡한 인공 할로겐의 [8][23][24]진정한 왜곡 없는 투영을 얻을 수 있다.마지막으로, 이러한 헤일로 머신에 의해 생성된 여러 화상의 중첩과 투영을 조합해 단일 화상을 작성할 수 있다.그 결과 나타나는 중첩 이미지는 얼음 [23][24]프리즘의 여러 가지 다른 방향 세트를 포함하는 복잡한 자연 후광 디스플레이의 표현입니다.

삼축

원형 할로겐의 실험적인 재현은 단결정만을 사용하는 것이 가장 어렵지만, 화학 레시피를 사용하는 것이 가장 간단하고 전형적입니다.하나의 결정을 사용하여 결정의 가능한 모든 3D 방향을 실현해야 합니다.이것은 최근 두 가지 접근법에 의해 달성되었습니다.첫 번째는 공압학,[28] 정교한 장치를 사용한 것이고, 두 번째는 아르두이노 기반의 랜덤 워크 기계를 사용한 것입니다. 이 기계는 투명 박벽의 [20]구에 내장된 결정의 위치를 확률적으로 재조정하는 것입니다.

갤러리

  • 22° lunar halo behind coconut tree in Chikmagaluru on May 24th 2021

    2021년 5월 24일 칙마갈루 코코넛 나무 뒤에 있는 22° 달빛 후광

  • 360 degree panorama of a parhelic circle and several other haloes in Madrid on March 25, 2017

    2017년 3월 25일 마드리드에서 팔헬리 원과 여러 개의 다른 할로우를 360도 파노라마로 본 모습

  • Long exposure of a night-time lunar halo display, including an upper tangent arc, 22° halo, and paraselenic circle

    상부 접선호, 22° 후광, 파라세렌 원 등 야간 달 후광 디스플레이의 장시간 노출

  • A circumscribed halo (outer ring, partially visible on the bottom left and top left/right) together with a 22° halo (inner ring)

    22° 후광(내부 링)과 함께 외접 후광(외부 링, 좌측 하단 및 좌측 상단/우측 상단 부분 표시)

  • Sun pillar in San Francisco

    샌프란시스코의 태양 기둥

  • 22° halo around the Sun, above PT Semen Padang building at Padang, Indonesia, October 2, 2009, at 11:09 am

    2009년 10월 2일 오전 11시 9분 인도네시아 파당에 있는 PT Semen Padang 건물 위 태양 주위의 22° 광배

  • Atmospheric temperatures responsible for ice crystals around 22° halo, as viewed through a thermal camera (°C). The halo itself is not present in the thermal spectrum. The sun is partially visible at the top of the image.

    열카메라(°C)를 통해 볼 때 약 22° 후광의 얼음 결정을 담당하는 대기 온도.후광 자체는 열 스펙트럼에 존재하지 않는다.태양은 이미지 상단에서 부분적으로 보입니다.

  • Complex halo display (22° halo, sun dogs, upper tangent arc, upper and lower Sun pillar, parhelic circle, supralateral arc) observed in Les Ménuires (elevation ≈2200 metres), Rhone-Alpes, France on January 23, 2015, during sunset at 16:30

    2015년 1월 23일 16시 30분 일몰 중 프랑스 론알페의 레 메누아르(고도 ° 2200m)에서 관찰된 복잡한 후광 디스플레이(22° 광배, 선독, 상부 접선호, 상부 선필러, 파헬릭 원, 상부 측호)

  • Sun with Sun dogs at Hoherodskopf / Germany - July 15, 2017.

    2017년 7월 15일 독일 Hoherdskopf의 Sun with Sun dogs.

  • A circumscribed halo (outer ring) together with a comparatively rare 9° halo (inner ring), caused by pyramidal ice crystals. Midsland, the Netherlands, 2019.

    피라미드형 얼음 결정으로 인해 발생하는 비교적 드문 9° 헤일로(내부 고리)와 함께 외접된 헤일로(외부 고리).2019년 네덜란드 미들스랜드

  • 22° halo around the Sun, above VBHC Serene Town at Bangalore, India, on May 24, 2021, at 12:15 pm

    2021년 5월 24일 낮 12시 15분 인도 방갈로르에 있는 VBHC Curil Town 위 태양 주위의 22° 광배

  • Solar halo, at Cedar Key, Florida, US on November 1, 2021, about 15:26 EST

    솔라헤일로, 2021년 11월 1일 미국 플로리다 시더키에서 약 15:26 EST

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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