aPomozi István, ^aGál József, ^aHorváth Gábor, ^bRüdiger Wehner

1809-ben Dominique Francois Jean Arago (1786-1853) francia fizikus és csillagász felfedezte az égboltfény polarizációját, majd nekilátott meghatározni annak térbeli eloszlását. 1810-ben figyelte meg, hogy az égboltnak a Nappal átellenes oldalán lévõ anti-Nap fölött, az anti-szoláris meridián egy pontjában zérus a polarizáció foka, vagyis az innen jövõ fény polarizálatlan, azaz semleges, neutrális [1].

Az égbolt elsõ neutrális pontjának Arago általi felfedezése után harminc évvel, 1840-ben Jacques Babinet (1794-1872) francia fizikus és meteorológus megtalálta az égbolt második neutrális pontját [2]. A Babinet-féle pont a szoláris meridiánon, a Nap fölött helyezkedik el kb. ugyanakkora szögtávolságra, mint az Arago-pont az anti-Naptól. Sir David Brewster (1781-1868) skót fizikus szimmetria-megfontolások alapján arra a következtetésre jutott, hogy egy harmadik neutrális pontnak is lennie kell a Nap alatt ugyanakkora szögtávolságra, mint a Babinet-pont. 1842 februárjában egy Savart-polariszkóppal sikerült is felfedeznie az égbolt harmadik s egyben utolsó, késõbb róla elnevezett neutrális pontját az elméletileg megjósolt helyen [3]. Felfedezését rögtön megírta Babinet-nek, aki többszöri eredménytelen kísérlet után 1846 júliusában megtalálta a Brewster-féle neutrális pontot. 1871-ben Lord Rayleigh, más néven John William Strutt (1842-1919) (késõbb Nobel-díjas) angol fizikus adott elsõnek helyes elméleti magyarázatot az égbolt-polarizáció jelenségére [4].

A neutrális pontok pozíciómérésének sokkal több idõt és energiát szenteltek, mint az égbolt-polarizáció bármilyen más sajátságának. Ennek oka, hogy a neutrális pontok pontos helye az égbolton érzékeny indikátora a légkörbeli aeroszol mennyiségének és fajtájának. Minél több az aeroszol mennyisége, annál erõteljesebb a fény légkörbeli többszörös szóródása, s annál nagyobb a neutrális pontoknak a Naptól, ill. az anti-Naptól mért szögtávolsága.

Habár az 1810-es ill. 1840-es években történt felfedezésük óta az Arago-, Babinet- és Brewsterféle neutrális pontok mind a mai napig a légkári optika kedvenc vizsgálati tárgyainak számítanak [5-7], alkalmas leképezõ eljárás hiányában egészen napjainkig senki sem láthatta azokat közvetlenül, aminek az oka mindeddig a fénypolarizáció eloszlását nagy térbeli felbontással mérni és megjeleníteni képes, nagylátószögû polariméterek hiánya volt.

Az elmúlt évek során kifejlesztettünk egy távérzékelési módszert a fénypolarizáció-érzékeny látórendszerû állatok vizuális környezetében elõforduló természetes polarizációs mintázatok kimérésére és grafikus megjelenítésére. E módszer birtokában pótolni tudtuk a neutrális pontok 1810-es, ill. 1840-es években történt felfedezése óta fennálló azon hiányt, hogy még nem készült róluk portré. Tudományos értékû portré alatt a tiszta égbolt neutrális pontok környéki polarizációs mintázatának, azaz a polarizációs fok és irány térbeli eloszlásának nagyfelbontású kimérése és a kvantitatív adatok hamisszínes eloszlástérképek formájában való ábrázolása értendõ. Minderre egy közép-tunéziai sivatagi expedíció során kerülhetett sor, amit a Zürichi Egyetem állattani Intézete szervezett Rüdiger Wehner professzor vezetésével 1996 augusztusában.

A videopolarimetriás méréseink során kapott polarizációs mintázatok híven tükrözik az égbolt neutrális pontjainak a légkári fényszórás elméletébõl következõ fõ jellemzõit: (1) a Naptól és anti-Naptól mért szögtávolságukat, (2) e szögtávolságoknak a fény hullámhosszától való függését, (3) hogy miként

befolyásolja mindezt a Föld felszínérõl történõ fényvisszaverõdés, (4) a pozitív és negatív polarizációjú égbolt tartományok elhelyezkedését a környékükön, valamint hogy (5) nincs semmiféle, szabad szemmel megfigyelhetõ korreláció a neutrális pontok pozíciója és az égbolt fényességének, ill. színének térbeli eloszlása között. Eredményeinkrõl részletesen [8,9]-ben számoltunk be.

Kutatómunkánkat a magyar Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA F014923) és a svájci Nemzeti Tudományos Alap (Swiss National Science Foundation, Grant 31-43317.95) támogatta.

[1] Arago, F. (1855) Meteorological Essays. (English translation) Longman-Brown-GreenLongmans, London

[2] Babinet, J. (1840) Sur un nouveau point neutre dans 1'atmosphere. Comptes Rendus 11, 618

[3] Brewster, Sir D. (1847) On the polarisation of the atmosphere. Phil. Mag. and J. Sci. 31, 444

[4] Strutt, J. W. (Lord Rayleigh) (1871) On the light from the sky, its polarisation and colour. Philosophical Magazine 41, 107-120, 274-279

[5] Neuberger, H. (1950) Arago's neutral point: a neglected tool in meteorological research. Bull. Am. Met. Soc. 31, 119-125

[6] Können, G. P. (1985) Polarized Light in Nature. Cambridge University Press

[7] Coulson, K. L. (1988) Polarization and Intensity of Light in the Atmosphere. A. Deepak Publishing, Hampton, Virginia

[8] Horváth G., Gál J., Pomozi I., Wehner R. (1998) Polarization porirait of the Arago point: video-polarimetric imaging of the neutral points of skylight polarization. Naturwissenschaften (in press)

[9] Gál, J., Horváth, G., Pomozi, I., R. Wehner (1998) Az égbolt polarizálatlan pontjai, avagy amit már Arago, Babinet és Brewster is ismert, de eddig közvetlenül még senki sem látott. I., II. Természet Világa 129, 151-154, 212-215