Одним из самых редких погодных явлений является огненная радуга. Он выглядит как горизонтальная арка на фоне легких, пухлых облаков. Поэтому ее также называют радугой с облаками. Благодаря своему огромному радиусу он выглядит как прямая дуга, идущая параллельно горизонту на сотни километров:
Как выглядит радуга
Если вы когда-нибудь посещали абсурдно-занимательные лекции по физике, имя Уолтера Левина будет для вас много значить. Если нет, то мы вам немного завидуем: вас ждет путешествие в страну науки. Газета «Нью-Йорк Таймс» назвала профессора Уолтера Левина интернет-звездой. Каждый день профессор увлекает тысячи людей физикой, и даже Билл Гейтс является одним из его поклонников. Сегодня, в век интеллекта, долгожданная книга Уолтера Левина «Мир глазами физика.
Профессор считает, что тот факт, что большинство современных преподавателей физики игнорируют на своих уроках такое впечатляющее явление, как радуга, является преступлением против студентов. «Сколько маленьких чудес повседневной жизни (красивых и впечатляющих) остаются незамеченными на наших глазах просто потому, что никто не научил нас видеть их. Я люблю читать лекции о радуге и всегда говорю студентам перед этим: «По окончании этой лекции ваша жизнь никогда не будет прежней». Это относится и к вам», — пишет Уолтер. Вы готовы? Тогда приступайте.
Красивейшее из чудес
Мои бывшие студенты и посетители моих онлайн-лекций уже несколько десятилетий присылают мне по почте и электронной почте прекрасные фотографии радуги и других атмосферных явлений.
Иногда мне кажется, что я создал радужную скаутскую сеть, которая сейчас действует по всему миру.
Должен сказать, что некоторые из полученных мной фотографий просто захватывают дух — особенно Ниагарский водопад, где так много брызг, что радуга невероятно впечатляет.
Я уверен, что за свою жизнь вы видели по крайней мере десятки, если не сотни, радуг. Большинство из нас видели радугу, но мало кто из нас видел ее. В древней мифологии их называли божественными арками, мостами, соединявшими дома смертных и богов.
Что скрывается за радугой
Отчасти привлекательность радуги заключается в том, насколько широко, величественно и неуловимо она распространяется по небу. Но, как это часто бывает в физике, это невообразимо большие количества чего-то чрезвычайно малого: крошечные сферические капельки воды, иногда менее миллиметра в диаметре, парящие в небе.
Хотя ученые пытаются объяснить происхождение радуги уже не менее тысячи лет, первое действительно убедительное объяснение дал Исаак Ньютон в своей работе «Оптика», опубликованной в 1704 году. Ньютон понял сразу несколько вещей, каждая из которых играет важную роль в образовании радуги.
Во-первых, он показал, что обычный белый свет состоит из всех цветов (я хотел сказать «всех цветов радуги», но не хочу забегать вперед). Преломляя (изгибая) свет через стеклянную призму, ученый разложил его на сложные цвета.
Он также обнаружил, что различные материалы, включая воду, могут преломлять свет. Ньютон пришел к абсолютно правильному выводу, что радуга в небе — это результат успешного сотрудничества между солнцем, бесчисленными каплями дождя и нашими глазами, которые должны видеть эти капли строго под прямым углом.
Чтобы понять, как образуется радуга, нужно знать, что происходит, когда свет попадает в каплю дождя. Но помните, что то, что я говорю о капле дождя, на самом деле относится к бесчисленным каплям, из которых состоит каждая радуга.
Конечно, мы привыкли к этим семи цветам, но это дань традиции. Это восходит к Исааку Ньютону. В экспериментах он показал, откуда берется спектр. Великий ученый измерил пять цветов радуги — красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Но номер ему не очень понравился.
Форма радуги
Это оптическое явление изучалось многими учеными. В 17 веке известный математик и философ Р. Декарт проводил эксперименты. Для этого он наполнил стеклянный шар водой и наблюдал за отражением солнечных лучей в воде. Это объясняет возникающую игру света.
Разноцветная корона появляется в небе благодаря преломлению света, падающего через капли воды. Обычный белый цвет состоит из спектра (7 цветов) с различными длинами волн. Каждая волна отклоняется в разные стороны. Этим объясняется разнообразие оттенков. Лучи, попадающие в чашу капли дождя, изгибаются и расходятся, образуя в небе яркую дугу.
Почему дуга? Эта форма объясняется законом оптического преломления. Луч света, пытающийся пройти через воду, которая имеет большую плотность, чем воздух, отклоняется от своей первоначальной оси в 42 раза. Человеческий глаз может видеть его только как круг. Более того, сами капли имеют сферическую форму. Это маленькие шарики. Свет, проходящий через них, просто отражается от их поверхности. То есть белый луч превращается в воронки разных цветов, которые пронизывают друг друга.
Почему радуга имеет форму дуги?
От чего зависят параметры радуги?
Все дело в капельках. Многие параметры оптического вида зависят от их размера: Ширина, яркость дуг. После сильного дождя с крупными каплями дождя появляется яркая, но узкая радуга. Имеет сильное интенсивное начало, глубокий красный цвет. Другие радуги разных оттенков расположены близко друг к другу и не оставляют просветов.
Дождь с мелкими каплями может вызвать тусклую радугу. Наиболее яркими являются желтые и оранжевые оттенки. Полосы расположены на определенном расстоянии друг от друга. Полосы не очень яркие, но широкие.
Радиус многоцветного эффекта также зависит от капель. При падении они теряют свою сферическую форму. Чем больше они сплющиваются, тем меньше расстояние между их сторонами.
Радуга широко трактуется как символ мира. Это контрастирует с молнией, которая олицетворяет неудовольствие Бога. Их нюансы также важны. Яркий красный цвет указывает на высшие силы, желтый обещает обильный урожай, зеленый означает надежду, синий — мир, а фиолетовый символизирует величие.
Разновидности оптического феномена
Обычная радуга — не единственное, чем могут восхищаться люди. Есть и другие явления, которые не менее прекрасны.
Огненная радуга
Огненная радуга.
Он круглый и горизонтальный. Он появляется на фоне легких пухлых облаков высоко в небе. Перед ним нет дождя. Часто жители некоторых американских штатов могут любоваться этим цветовым бликом. В России встречается на юге.
Туманная радуга
Радужный туман
Это белая дуга. Он образуется, когда солнце светит в туман. Его капли очень маленькие, всего 25 мкм. Интерьер может иметь фиолетовый оттенок. Внешняя сторона оранжевая. Другое название этого чуда — «радужная луна».
Отраженная радуга
Отраженная радуга
Солнечный свет отражается от поверхности воды и только потом попадает на капли дождя. Но это явление встречается редко, поскольку требует выполнения слишком большого количества условий.
Все сорта, кроме огненного, имеют форму лука, как и обычные сорта. Человеческий глаз воспринимает преломленный луч света как круг. Однако с земли вы не сможете увидеть всю радугу из-за линии горизонта. Если вы хотите полюбоваться игрой света во всем ее великолепии, вам следует летать чаще и быть более внимательным.
Конечно, мы привыкли к этим семи цветам, но это дань традиции. Это восходит к Исааку Ньютону. В экспериментах он показал, откуда берется спектр. Великий ученый измерил пять цветов радуги — красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Но номер ему не очень понравился.
О цветах радуги
Исследования показали, что человеческий глаз способен различать 160 оттенков цвета. Это происходит потому, что цвета не имеют четких границ и сливаются друг с другом благодаря оттенкам. Основными цветами радуги являются:
Из них состоят все остальные цвета радуги. Они чередуются в том же порядке, что и в спектре, получаемом при прохождении солнечного луча через призму. Цвет внутренней (обращенной к земле) внешней части радуги — фиолетовый, а внешней внешней — красный.
Последовательность цветов радуги:
- Красный,
- Апельсин,
- желтый,
- зеленый,
- синий,
- Синий,
- фиолетовый.
Между ними находится множество других оттенков, поэтому невозможно увидеть четкий переход от одного цвета к другому. Цвета радуги расположены в строго определенном порядке.
Почему именно 7 цветов?
Радуге не присваивают этот номер без причины. Это древнее число с мистическим значением — 7 дней недели, 7 смертных грехов. А отцом семицветной радуги является Ньютон. Для того чтобы лучше запомнить свой порядок, люди придумали различные выражения, например:
«Каждый охотник хочет знать, где сидит фазан».
В этой фразе, как и в других, каждое слово начинается с первой буквы названия определенного цвета.
Как только солнечные лучи преломляются, отражаются и снова преломляются на выходе из капли, они практически уже направлены в противоположную сторону.
Похожие явления
Существуют похожие явления, которые часто путают с самой радугой.
Гало — широко распространенное атмосферное оптическое явление. Он напоминает круговой ободок вокруг солнца или другого источника света. Он может быть вызван кристаллами льда в высотных облачных пузырях. Существует большое разнообразие подтипов: круговые, перевернутые, перевернутые дуги, солнечный столб.
Один из типов ореола называется прошлым. Это вызвано преломлением солнечного света анизотропными кристаллами льда. Наблюдатель видит его как радужное пятно недалеко от Солнца. Подобное явление происходит в лунные ночи и называется парзена. Посылки отличаются по цвету — верхняя часть красная, нижняя синяя.
Зенитная дуга похожа на перевернутую радугу. Это также своего рода ореол. Он образуется в результате отражения света от облаков.
