|
|
Glorie (optisch fenomeen) |
|
|
| De glorie is een atmosferisch optisch verschijnsel in de vorm van een gekleurde lichtkrans, die in mist of wolken kan optreden wanneer die door de zon of maan worden beschenen. De glorie bestaat uit één of meerdere diffuse, zwak-regenboog kleurige ringen rondom het punt direct tegenover de zon of maan. Ook kunstmatige puntvormige lichtbronnen kunnen het optische verschijnsel glorie veroorzaken. |
| |
 |
| Glorie waargenomen vanuit een vliegtuig. |
|
|
 |
| Glorie waargenomen vanuit een luchtballon |
|
|
 |
| Glorie waargenomen vanaf een berg |
|
| |
| Beschrijving en waarneming |
| |
Evenals de regenboog heeft de glorie geen fysieke positie in de ruimte, maar is de schijnbare locatie ervan afhankelijk van de waarnemer:
het centrum van de glorie bevindt zich altijd precies op het punt direct tegenover waar de waarnemer de zon of maan ziet. Dit punt het tegenpunt van de zon of maan genoemd is ook waar de schaduw van het hoofd van de waarnemer zich bevindt, zodat het kan lijken alsof die schaduw een heiligenkrans om het hoofd draagt. Een waarnemer zal die krans altijd om zijn eigen schaduw zien, niet om die van een ander. |
| |
Het dramatische effect kan nog worden versterkt als de schaduw van de waarnemer door de wolk- of mistbank heen wordt geprojecteerd en vervormd tot een spookachtig silhouet: het zogeheten Brockenspook, genoemd naar de berg Brocken in Noord-Duitsland, waar vaak mistige omstandigheden heersen en dit fenomeen regelmatig spectaculaire beelden oplevert.[2] Daar werd dit fenomeen voor het eerst beschreven door
de natuurkundige Johann Silberschlag in 1780. Een uitvoeriger beschrijving volgde in 1797 door M. Hane. |
| |
Omdat het tegenpunt lijnrecht tegenover de zon of maan ligt, bevindt de glorie zich per definitie onder de horizon als de zon of maan aan de hemel staat, wat betekent dat hij alleen kan worden waargenomen als er zich onder de waarnemer de juiste wolken of mist bevinden. Om deze reden worden glories meestal waargenomen vanaf een hoge positie zoals een berg, of vanuit vliegtuigen. In het laatste geval is ook goed te zien hoe de glorie met de waarnemer lijkt mee te bewegen: hij blijft rondom de vliegtuigschaduw gecentreerd; om precies te zijn rondom de schaduw van de
plek waar de waarnemer zich in het vliegtuig bevindt. |
| Lichtverstrooiing is het fenomeen waarbij straling in meerdere richtingen wordt afgebogen (we kunnen spreken van verstrooiing) door interactie met andere objecten. Het kan gelijkmatig in alle richtingen worden verdeeld (isotroop) of een zeer specifiek heruitstoot patroon volgen, afhankelijk van het medium dat wordt gekruist (anisotroop). Met name het deel van de invallende golf dat wordt teruggestuurd naar de richting waaruit deze is uitgezonden, wordt backscatter genoemd. We zien uit het diagram dat spiegelende terugverstrooiing, zoals die bij wolkendruppels, plaatsvindt over een beperkte hoek en een belangrijk deel uitmaakt van de reflectie van straling in deeltjes die in de atmosfeer aanwezig zijn. |
| |
 |
Voorbeelden van diffusiepatronen afhankelijk van de grootte van de diffusers versus de golflengte.
Van links naar rechts: Rayleigh (homogenisatieregime), Mie-diffusie voor kleine deeltjes (resonantieregime) en voor grote deeltjes (neigend naar spiegelend regime). De invallende golf komt van links. |
| |
| Aan de andere kant kan diffusie plaatsvinden op de ontmoeting van een grensvlak tussen twee omgevingen (dioptrie), of op de kruising van een medium (geval van de ontbinding van licht door een prisma of effect van de boog in de lucht). In het laatste geval wordt het zonlicht eerst gebroken als het het oppervlak van de druppel binnenkomt, ondergaat het vervolgens een gedeeltelijke reflectie aan de achterkant van de druppel en wordt het weer gebroken als het naar buiten komt. Het algemene effect is dat binnenkomend licht voornamelijk wordt teruggekaatst onder een hoek die afhangt van de golflengte (kleur) van de lichtcomponenten. Blauw licht dat wordt gebroken heeft een grotere hoek dan rood licht, maar door totale reflectie verschijnt rood licht hoger in de lucht en vormt het de buitenste kleur van het kleurverloop. |
| |
Glorie wordt dus veroorzaakt door de terugverstrooiing van lichtstralen die door de waterdruppels van een wolk, mist of zelfs dauw gaan.
Het verschijnt wanneer de waarnemer zich tussen de zon en de terugverstrooiingsbron bevindt2. Het is zichtbaar in de vorm van een halo die de schaduw van de waarnemer omringt. Het is alleen zichtbaar voor laatstgenoemde of iemand in dezelfde gezichtslijn, omdat de intensiteit van de backscatter snel nul wordt zodra men zich naar rechts of links verwijdert. |
| De glorie is verwant aan maar niet hetzelfde als regenbogen en mistbogen, in de zin dat het ook door vloeibare waterdruppeltjes wordt veroorzaakt en zich ook rondom het tegenpunt van zon of maan centreert. Het optische proces is echter anders en de glorie is veel kleiner in omvang dan regenbogen. Soms kunnen beide fenomenen tegelijkertijd optreden, waarbij de glorie zich dan precies in het centrum van de al dan niet geheel cirkelvormige regen- of mistboog bevindt. |
| |
| Een ander verschijnsel dat zich uit als een lichtkrans om het hoofd van de schaduw van de waarnemer is de zogeheten heiligenschijn, die onder meer kan optreden als de laaghangende zon op een bedauwd grasveld schijnt. Ook hier is het proces anders dan bij de glorie; bovendien is heiligenschijn altijd wit, nooit gekleurd zoals de glorie. |
| |
| Een fenomeen in dezelfde categorie is de corona, een gekleurde lichtkring die zich echter niet tegenover de zon of maan bevindt, maar er direct omheen. |
| |
| Geheel anders van aard is de familie van halo's, die niet door vloeibare waterdruppeltjes worden veroorzaakt maar door ijskristallen. |
| In de wetenschap |
| Charles Wilson zag een glorie tijdens zijn werk bij het weerstation van Ben Nevis. Het visioen maakte zoveel indruk op hem dat hij een apparaat ontwikkelde om kunstmatige wolken te genereren, zodat hij in het laboratorium de omstandigheden kon creëren die nodig zijn voor dit fenomeen. Zijn werk leidde tot de wolkenkamer die hij samen met Arthur Compton gebruikte voor de detectie van ioniserende straling, wat hen in 1927 de Nobelprijs voor de natuurkunde opleverde. |
| |
| Vanuit de ruimte |
| Op 14 september 2018 fotografeerde Alexander Gerst een glorie vanuit het International Space Station (ISS), een zeer zeldzaam fenomeen op deze hoogte (400 km). Zelfs als de atmosfeer zich uitstrekt tot meer dan 480 km, vereist het observeren van een glorie zeer specifieke omstandigheden, waaronder de aanwezigheid van veel vocht in de bovenste lagen van de atmosfeer. De schaduw van het station is in het centrum niet zichtbaar vanwege de te grote ligging. |
| |
 |
| Glory gefotografeerd vanuit het internationale ruimtestation door de Duitse astronaut Alexander Gerst. |
|
|
 |
| Gravure van een glorie in G. Tissandier, Histoire de mes ascensions (1887) |
|
|
Leo Frankowski gebruikte het fenomeen als een belangrijk punt in zijn Conrad Stargard-saga. De hoofdpersoon wordt naar de 13e eeuw gestuurd
en moet daar vele avonturen beleven, waaronder het ontsnappen aan de Mongoolse invasie van 1241. In het derde deel, The Radiant Warrior,
bouwt de held een modern leger op en gebruikt hij zijn kennis van glorie om zijn rekruten te laten geloven dat ze onoverwinnelijk zijn. Bij een andere gelegenheid maakte hij indruk op de zoon van de hertog van Polen, een zeer religieus man, met het fenomeen en slaagde er zo in financiële steun te verkrijgen. |
|
| Bronnen: Wikipedia-nl, Wikipedia-en, Wikipedia-de, Wikipedia-fr |
|
|
|
|
|
|
