АТМОСФЕРАЛЫҚ ОПТИКА – атмосфера физикасының атмосферадағы ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелердің шашыратылу, жұтылу, сыну, шағыстырылу мен дифракцияларын тудыратын құбылыстарын зерттейтін бө- лімі. Атмосфералық оптиканың зерттейтін негізгі құбылыстары таң шапағы (таң сәрісі), ымырт түсуі, кемпірқосақ, сағым, Күннің (немесе Айдың) құлақтануы, тәждер, глория және аспанның түсі, аспан жарығының полярлануы т.б.
Т а ң ш а п а ғ ы – Күннің шығар (таң рауаны) және батар (ымырт) кездерінде атмосферада пайда болатын жарық құбылыстарының жиынтығы. Таң шапағы құбылысы атмосфераның күйімен анықталады; атмосфераның бұлдырлығының әсері күшті; атмосферадағы шаң-тозаңдар және су буы тамшылары ірі болған са- йын таң шапағының бояуы да қанық болады. К е м п і р қ о с а қ – аспанда күннің жарық сәулесінің, жаңбырдың тамшыларынан спектрлік құраушыларға жіктелуінің нәтижесінде пайда болатын түрлі түсті доға.
К ү н н і ң ( н е м е с е А й д ы ң) қ ұ л а қ т а н у ы – көбінесе күннің жарық сәулесінің шарбы бұлттардағы мұз кристалдарынан шағылысу және сынуы нәтижесінде Күннің (немесе Айдың) төңірегінде пайда болатын жарық – жалған Күн (немесе жалған Ай), доғалар, бағандар, дақтар. Т ә ж д е р – жарық сәуленің ауадағы қалқыма тамшылардағы немесе мұз кристалдарындағы дифракциясынан Күннің (немесе Айдың) айналасында пайда болатын түрлі түсті жарық сақиналар.
Г л о р и я (латынша – әшекей) – әдетте тауда бақылаушының көлеңкесінің айналасында немесе ұшақтың бұлтқа түскен көлеңкесінің айналасынан байқалатын түрлі-түсті сақиналар.
Жарық сәуленің атмосферадағы сыну құбылысы (рефракциясы) аспан шырақтарының көрінерлік қалпының ығысып көрінуін тудырады, көрінерлік көкжиекті қысыңқылап немесе кеңейтіп көрсетеді, әртүрлі сағымдардың көрінуіне әкеліп соғады. Жарық сәуле бұлардан басқа жұлдыздардың жыпылықтап көрінуі, кездейсоқ рефракцияны, жарық шоғырының дақты (шұбар ала) құрылымын тудырады.
Атмосфералық оптикада Күн сәулесінің шашырауы мен жұтылуы көптеген құбылыстарды тудырады. Жарықтың таза ауадағы шашырауын молекулалық шашырау деп атайды. Ағылшын физигі Джон Рэлейдің (Стретт) (1842 – 1919) теориясы бойынша, жарықтың ортадан шашырауының қарқындылығы қоздырушы жарық толқынының ұзындығының 4-дәрежесіне кері пропорционал өзгереді. Әсіресе спектрдің көрінетін сәулелер бөлігіндегі көк түстер көбірек шашырайды. Аспанның көгілдір түсті болуы осыған байланысты. Бұлтсыз ашық аспанда Күн көкжиектен 45° биіктікте көтерілген кезде көк сәуленің 33%-ы, жасыл сәуленің 16%-ы және қызыл сәуленің 7%-ы шашырайды. Күн көкжиектен 5° биіктікте болған кезде осы аталған шамалар сәйкес түрде 96%, 70% және 44% шамасында болады (қызыл сәуленің аз шашыруы себепті ертеңгілік Күн жаңадан көкжиектен көтеріліп шыға бастағанда және Күн батардың алдында Күн қызарып көрінеді). Ауа еш уақытта таза болмайды, оның құрамында аэрозольді бөлшектер (шаңтозаң, теңіз тұзының кристалдары, су тамшылары және мұз кристалдары) болады. Олардың мөлшерлері (10–6–10–2 см) ауаның құрамындағы газ молекулаларының мөлшерінен (10–8 см) әлдеқайда ірі және жарық толқындарының ұзындығымен шамалас немесе олардан артық болады. Сондықтан жарық толқындарының мұндай бөлшектерден шашарауы Рэлей заңына қарағанда әлдеқайда күрделі. Аэрозолдың ірі бөлшектері күн сәулесін жан-жаққа біркелкі шашыратады. Су тамшыларынан түзілген (10–3–10–2 см) бұлттың түсі көгілдір болмай, ақ немесе сұр түсті болуы, аспанның кейде ақшыл түсті болуы да аэрозол бөлшектерінің осы қасиетіне байланысты. Ауадағы су тамшыларының мөлшері температура мен ылғалдыққа тәуелді болғандықтан аспанның түсі де температураға байланысты құбылмалы болады. Мұны таңсәріде және күн батарда байқауға болады. Күн батардағы атмосфераның жарық құбылыстарының ауа райымен тығыз байланысты болатыны ертеден белгілі болған. Атмосфераның жарық шығаруының тағы бір түрі – поляр шұғыласы. Ол күннен бөлініп шыққан бөлшектердің Жердің магнит өрісінде ауытқып, Жерге таяу атмосфера қабатында полярлық аймақтарға қарай бұрылуының салдарынан пайда болады. Жарық сәулесінің атмосферадағы сынуынан аспан денелерінің орны «ауысқандай» болып көрінеді, осы жайт астрономиялық дәл өлшеуге кедергі жасайды; ол жер бетінде сағым, депрессия және көкжиектің кеңеюі сияқты құбылыстарды тудырады. Жарықтың жаңбыр тамшыларынан сынуы, шағылысуы және дифракциясы кемпірқосақ түрінде байқалады.