Солнце и дождь: рецепт радуги

Верите ли вы, что они являются знаком Божьего обещания, или в конце концов вас ждет горшок с золотом, радуги – одно из самых радостных проявлений природы.

Почему мы так редко видим радугу? И почему они здесь в одну минуту, а в следующую ушли? Нажмите, чтобы узнать ответы на эти и другие вопросы, связанные с радугой.

Что такое радуга?

Радуга – это в основном солнечный свет распределяется по спектру цветов, чтобы мы могли его видеть. Поскольку радуга – это оптическое явление (для вас, фанаты научной фантастики, это что-то вроде голограммы), это не то, к чему можно прикоснуться или что существует в определенном месте.

Вы когда-нибудь задумывались. откуда произошло слово «радуга»? Часть его «дождь-» обозначает капли дождя, необходимые для его создания, тогда как «-бук» обозначает форму дуги.

Какие ингредиенты необходимы для создания радуги?

Радуга склонна всплывать во время солнечного душа (дождь и одновременно), поэтому, если вы догадались, что солнце и дождь – два ключевых ингредиента для создания радуги, вы правы.

Радуга образуется при соблюдении следующих условий:

  • Солнце находится позади точки наблюдателя и находится не более чем на 42 ° над горизонтом.
  • Перед наблюдателем идет дождь.
  • В воздухе плавают капли воды (поэтому сразу после дождя мы видим радугу)
  • Небо достаточно ясно, чтобы облака были видны.

Роль капель дождя

Процесс создания радуги начинается, когда солнечный свет попадает на каплю дождя. Когда солнечные лучи падают и входят в каплю воды, их скорость немного замедляется (потому что вода плотнее воздуха). Это приводит к изгибу или “преломлению” пути света.

Прежде чем мы продолжим, давайте упомянем несколько вещей о свете:

  • Видимый свет состоит из волн разной длины (которые кажутся белыми при смешивании).
  • Свет распространяется по прямой линии, если только что-то не отражает его, не изгибает (преломляет) или не рассеивает. Когда происходит что-либо из этого, разные длины цветовых волн разделяются, и каждую из них можно увидеть.

Итак, когда луч света входит в каплю дождя и изгибается, он разделяется на составляющие его цветовые длины волн. Свет продолжает проходить через каплю, пока он не отразится (отразится) от задней части капли и не покинет ее противоположную сторону под углом 42 °.. Когда свет (все еще разделенный на свой диапазон цветов) выходит из капли воды, он ускоряется, поскольку возвращается обратно в менее плотный воздух и преломляется (второй раз) вниз к глазам.

Примените этот процесс к целой коллекции капель дождя в небе и вуаля, вы получите целую радугу.

Почему Rainbows следуют за ROYGBIV

Когда-нибудь замечали, как цвета радуги (от внешнего края к внутреннему ) всегда будет красным, оранжевым, желтым, зеленым, синим, индиго, фиолетовым?

Чтобы выяснить, почему это так, давайте рассмотрим капли дождя на двух уровнях, один над другим. На предыдущей диаграмме мы видим, что красный свет преломляется из капли воды под более крутыми углами к земле. Поэтому, когда кто-то смотрит под крутым углом, красный свет от более высоких капель проходит под правильным углом, встречаясь с глазами. (Волны других цветов выходят из этих капель под более пологими углами и, таким образом, проходят над головой.) Вот почему красный цвет появляется на вершине радуги. Теперь рассмотрим нижние капли дождя. При взгляде под меньшими углами все капли в пределах этой линии взгляда направляют фиолетовый свет в глаза, в то время как красный свет направляется периферическим зрением вниз к ногам. Вот почему внизу радуги появляется фиолетовый цвет. Капли дождя между этими двумя уровнями отражают свет разных цветов (в порядке от следующей самой длинной волны к следующей самой короткой, сверху вниз), так что наблюдатель видит полноцветный спектр.

Действительно ли радуга имеет форму лука?

Мы сейчас знаете, как образуются радуги, но как насчет того, где они получают форму лука?

Поскольку капли дождя имеют относительно круглую форму, их отражение также изогнуто. Вы не поверите, но полная радуга на самом деле представляет собой полный круг, только мы не видим вторую его половину, потому что мешает земля.

Чем ниже солнце к горизонту. , тем большую часть полного круга мы можем видеть.

Самолеты предлагают полный обзор, поскольку наблюдатель может смотреть как вверх, так и вниз, чтобы увидеть весь круговой нос.

Двойные радуги

Несколько слайдов назад мы узнали, как свет проходит трехступенчатое путешествие (преломление, отражение, преломление) внутри капли дождя, чтобы сформировать первичная радуга. Но иногда свет падает на дождевую каплю дважды, а не один раз. Этот “переотраженный” свет выходит из капли под другим углом (50 ° вместо 42 °), в результате чего появляется вторичная радуга, которая появляется над основной дугой..

Поскольку свет претерпевает два отражения внутри капли дождя, и меньшее количество лучей проходит через 4 ступени, его интенсивность уменьшается этим вторым отражением, и в результате его цвета не такие яркие. Еще одно различие между одинарной и двойной радугой заключается в том, что цветовая схема двойной радуги перевернута. (Его цвета становятся фиолетовыми, индиго, синими, зелеными, желтыми, оранжевыми, красными.) Это потому, что фиолетовый свет от более высоких капель дождя попадает в глаза, а красный свет от той же капли проходит над головой. В то же время красный свет от нижних капель дождя попадает в глаза, а красный свет от этих капель направлен к ногам и невидим.

И эта темная полоса между двумя дугами ? Это результат разных углов отражения света через капли воды. (Метеорологи называют это темной полосой Александра .)

Тройная радуга

Весной 2015 г. , социальные сети вспыхнули, когда житель Глен-Коув, штат Нью-Йорк, поделился мобильной фотографией того, что выглядело как четверная радуга.

Хотя теоретически это возможно, тройная и четверная радуга крайне редки. Для этого потребуется не только несколько отражений в капле дождя, но и каждая итерация приведет к более слабому изгибу, из-за чего третичные и четвертичные радуги будет трудно увидеть.

Когда они образуются, тройные радуги обычно образуются. видно на внутренней стороне первичной дуги (как показано на фото выше) или как небольшая соединительная дуга между первичной и вторичной.

Радуги не в небе

Радуги можно увидеть не только в небе. Ороситель воды на заднем дворе. Туман у подножия плещущегося водопада. Все это способы определить радугу. Пока есть яркий солнечный свет, взвешенные капли воды и вы находитесь под правильным углом обзора, радуга может быть в пределах видимости!

Также возможно создать радугу без воды. Поднесение кристаллической призмы к солнечному окну – один из таких примеров.

Resources

  • NASA SciJinks. Что вызывает радугу? По состоянию на 20 июня 2015 г.
  • Национальная метеорологическая служба NOAA Flagstaff, AZ. Как образуются радуги? По состоянию на 20 июня 2015 г.
  • Департамент атмосферных наук Университета Иллинойса, WW2010. Вторичные радуги. По состоянию на 21 июня 2015 г.
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий