Почему после дождя на небе появляется радуга?

Когда на землю падают последние дождевые капли, и на небе появляется радуга, ты, глядя на нее, задумываешься: а почему это происходит? Откуда берется на небосводе красивая дуга из разноцветных полос? Ответить на этот вопрос поможет наука физика, которая уже не один раз давала тебе ответы на многие сложные вопросы.

Радуга – необыкновенное явление природы. И хотя мы видим ее довольно часто, каждый раз радуемся ее появлению и красоте. Радуга появляется сразу, как только туча начинает уходить, и ее место в вышине занимает солнце. Получается, что некоторое время дождь виден людям словно «со стороны». Лучи солнца освещают дождевую тучу и, проходя сквозь капли дождя, меняют свой цвет. Дело в том, что солнечные лучи вовсе не белые и одинаковые, как кажется нам. Все они имеют разную длину, а каждой длине соответствует своя «окраска». Потому радуга и видится нам такой разноцветной.

Но цвет радуги бывает ярким, а бывает еле заметным. И зависит это от размера дождевых капель. Если капли крупные, цвета радуги будут яркими. Если мелкие – небесная дуга будет видна плохо. В прошлом люди не могли объяснить появление радуги. И трудно было найти человека, который бы оставался к ней равнодушным. Потому существует так много легенд и поверий, связанных с радугой. Древние славяне, глядя на радугу, предсказывали погоду. Если радуга была низкой и широкой, народ ожидал ненастье. А высокая и узкая – обещала хорошую погоду.

В Англии считается хорошей приметой увидеть радугу и сразу загадать желание

. А в Ирландии и сегодня верят, что в том месте, где радуга утыкается в землю, находится клад с золотом. Ты, конечно, достаточно разумный человек, и не веришь в золотые клады. И понимаешь, что попасть туда, где радуга соприкасается с землей, никак нельзя.

А интересно тебе, почему мы видим только часть радуги? Давай поговорим об этом. Ты, наверное, уже заметил, что нельзя наблюдать одновременно и солнце, и радугу. Ведь радуга – это отражение солнечных лучей. С земли видна только часть небесной дуги. Но чем выше будет подниматься человек, например, на гору, тем больше радуга будет похожа на круг.А из иллюминатора самолета ты когда-нибудь сможешь увидеть круглую радугу!

Как объяснить появление радуги после дождя?

По своей красоте радуга может сравниться разве что с северным сиянием. Последнее видело весьма небольшое количество людей, а радугу, которая появляется сразу же после дождя, когда-либо наблюдали все.

Что думали о радуге древние люди?

Когда в небе появляется радуга, то это значит, что скоро закончится дождь и наступит хорошая погода. В древних русских летописях подобное явление называли «райской дугой», а сокращенно «райдугой». В те времена люди считали, что ее появление означало только положительные моменты в будущем.

Если заглянуть в древнеиндийский эпос «Рамаяна», то там можно найти выражение «лук семицветный Громовника».

Громовник – это высшее божество, царь всех царей Индра. В Древней Греции радугу считали связующим звеном между земным и небесным царством. Они сравнивали радугу с прекрасной Иридой, изображая ее одетой в шелковые одеяния, которые переливались семью цветами. Главным атрибутом этой богини были крылья, покрытые золотом. Они являлись символом ее изменчивого характера, потому что радуга возникает и пропадает неожиданно.

Арабы думали, что радуга – это лук бога света Кузаха. Одна из их легенд гласила, что после продолжительной битвы с темными силами, которые хотели препятствовать появлению Солнца, Кузах постоянно побеждал и вешал свой радужный лук на облака. Древние славяне полагали, что радуга после сильного дождя означала победу, которую одержал бог Перун над силами зла.

Каким образом появляется радуга?

Почему после дождя появляется радуга? Все дело в том, что она формируется после того, как солнечные лучи проходят через водяные капли. В основном ее наблюдают в виде цветной дуги, расположенной на фоне завесы дождя. Радуга всегда располагается на той стороне небосвода, которая противоположна положению Солнца, и только в те моменты, когда небо не закрыто полностью облаками. Обычно это происходит после дождя в летний период.

Наружная дуга радуги имеет красный цвет, затем следует оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый, всего семь цветов. А думали ли вы над тем, какое количество радуг появляется одновременно и почему? Если внимательно посмотреть на это явление, то две: основная дуга, которая выглядит весьма ярко, и дополнительная, более бледная и широкая.

Объяснение радуги с научной точки зрения

Самая первая попытка объяснить радугу с точки зрения науки закончилась не самым лучшим образом. Архиепископ Антонио Доминис, который попытался это сделать в 1611 году, был посажен в тюрьму, где и закончил свою жизнь, дожидаясь казни. Средневековая церковь вынесла ему смертный приговор за то, что его теория о возникновении радуги никак не была связана с толкованием, описанным в Библии.

Реклама

Однако спустя 26 лет Рене Декарт, являвшийся французским физиологом, философом, математиком и физиком, связал возникновение данного явления с законами отражения и преломления света в дождевой воде. А в 1672 году Исааком Ньютоном был проведен следующий опыт: он направил свет на одну из граней стеклянной призмы, на выходе из которой получился спектр непрерывных цветных полос. Учеными было выделено семь основных оттенков, которые можно увидеть в радуге.

Наблюдая за радугой, нельзя не заметить, насколько она высока. Но глядя с поверхности земли, почему-то невозможно увидеть большую часть дуги. Другое дело, если смотреть на это явление с возвышенности на низменную равнину. Тогда в поле зрения человека будет видно больше половины радужной окружности, а при особо подходящих условиях, например из иллюминатора самолета, можно разглядеть полную окружность радуги.

 

Источник

Подписывайтесь на наш Telegram-канал «Чистополь-информ»

Следите за самым важным и интересным в Telegram-канале Татмедиа

Секреты радуги . Глазами физика [От края радуги к границе времени]

По правде говоря, удивительные эффекты физики света можно увидеть в нашем мире везде, куда ни посмотри, иногда в самых обычных и привычных проявлениях, а порой в виде красивейших явлений природы. Возьмите, например, радуги: фантастическое, чудесное явление. И они встречаются повсюду. Многие великие ученые – в том числе Ибн аль-Хайтам, мусульманский ученый и математик XI века, известный как отец оптики; французский философ, математик и физик Рене Декарт и сам сэр Исаак Ньютон – считали радуги невероятно интересными и пытались объяснить их природу. Но большинство современных учителей физики почему-то игнорируют это потрясающее явление на своих уроках. Я просто не могу в это поверить; на самом деле я считаю это настоящим

преступлением перед учениками.

Конечно, радуга – очень непростое физическое явление. Ну и что с того? Разве можно отказываться от попытки разобраться в чем-то, что так мощно воздействует на человеческое воображение и притягивает нас? Разве можно не хотеть разгадать тайну, лежащую в основе красоты этих потрясающих творений природы? Я люблю читать лекции о радугах и неизменно перед ними говорю студентам: «К концу этой лекции ваша жизнь уже никогда не будет прежней». Это относится и к вам.

Мои бывшие студенты и люди, смотревшие мои лекции в интернете, вот уже много десятилетий присылают мне по обычной и электронной почте прекрасные изображения радуг и других атмосферных явлений. Я иногда чувствую себя так, будто создал сеть разведчиков радуг, действующую ныне по всему миру. Надо сказать, некоторые из полученных мной снимков совершенно потрясающие – особенно с Ниагарского водопада, где столько брызг, что радуги получаются невероятно впечатляющими. Возможно, и вам захочется отправить мне свои фотографии.

Пожалуйста, не стесняйтесь!

Я уверен, что вы за свою жизнь видели по крайней мере десятки, если не сотни, радуг. А если вам доводилось бывать во Флориде, на Гавайях или в других тропических районах, где часто идут дожди и одновременно светит солнце, то видели их еще больше. Если же вы поливали сад из шланга или с помощью дождевальной установки, то в солнечный день наверняка сами создавали радуги.

Большинство из нас смотрели на радуги, но очень немногие их видели. В древней мифологии их назвали божьими дугами, мостами, соединявшими дома смертных и богов. А в христианстве радуга воплощает в себе обещание, данное Господом в Библии, никогда более не насылать на землю разрушительное наводнение: «Я полагаю радугу Мою в облаке, чтоб она была знамением завета между Мною и между землею»[16].

Отчасти очарование радуг объясняется тем, как широко, величественно и эфемерно они раскидываются через все небо. Но, как это часто бывает в физике, в основе столь масштабного величия лежат непостижимо огромные количества чего-то исключительно малого: крошечных сферических капелек воды, иногда менее одного миллиметра в диаметре, плавающих в небе.

Хотя ученые пытались объяснить происхождение радуг как минимум на протяжении тысячи лет, первое по-настоящему убедительное объяснение предложил Исаак Ньютон в опубликованном в 1704 году труде «Оптика». Ньютон понял сразу несколько моментов, каждый из которых играет важную роль в создании радуг. Во-первых, он продемонстрировал, что обычный белый свет состоит из всех цветов (я собирался сказать «всех цветов радуги», но не хочу забегать вперед). Преломляя (изгибая) свет через стеклянную призму, ученый разделил его на составные цвета. Затем, направив уже преломленный свет через другую призму, объединил цветной свет обратно в белый, доказав, что сама призма цветов не создавала. Он также определил, что преломлять свет могут разные материалы, в том числе вода. Именно это открытие привело Ньютона к пониманию, что радуга состоит из капель дождя, преломляющих и отражающих свет.

Ньютон пришел к совершенно правильному заключению, что радуга в небе – это результат успешного сотрудничества между солнцем, несметным числом дождевых капель и нашими глазами, которые должны смотреть на эти капли строго под прямым углом. Чтобы понять, как получается радуга, следует разобраться, что происходит, когда свет проникает в дождевую каплю. Но помните, что все, что я буду говорить об одной капле, на самом деле относится к бесчисленному числу капель, из которых состоит любая радуга.

Итак, чтобы увидеть радугу, необходимо соблюсти три условия. Во-первых, солнце должно быть позади вас. Во-вторых, в небе перед вами должны быть дождевые капли – может, в нескольких километрах, а может, всего в нескольких сотнях метров. В-третьих, солнечный свет должен достигать этих капель без каких-либо препятствий, например, таких как облака.

Когда луч света проникает в каплю дождя и преломляется, он раскладывается на составляющие его цвета. Красный свет преломляется, или изгибается, меньше всех, а фиолетовый – сильнее всех. Все эти разноцветные лучи продолжают свой путь к тыльной части дождевой капли. Одни проникают в нее и выходят, а другие отскакивают назад, или отражаются, под некоторым углом на переднюю часть капли. По сути, часть света отражается более одного раза, но для нас этот факт пока неважен; он станет важным чуть позже. На данный же момент нас интересует свет, который отражается только единожды. Когда он выходит из передней части капли, некоторая его часть снова преломляется, далее отделяя друг от друга цветные лучи разного цвета.

После того как лучи солнечного света преломляются, отражаются и преломляются снова на выходе из капли, они уже направлены практически в обратную сторону. Главная причина, почему мы видим радугу, заключается в том, что красный свет выходит из капли под углом от первоначального направления солнечного света при его проникновении в каплю, который всегда меньше 42 градусов. То же самое относится ко всем дождевым каплям, потому что солнце, по сути, находится бесконечно далеко от них. Угол, под которым красный свет выходит из капли, может быть каким угодно от 0 до 42 градусов, но никогда не превышает 42 градусов, и этот максимальный угол для каждого цвета разный. Для фиолетового света он около 40 градусов. Именно из-за разных максимальных углов для каждого цвета радуга состоит из разноцветных полос.

Когда все три вышеперечисленных условия соблюдены, увидеть радугу не составляет труда. Как показано на следующем рисунке, если мысленно нарисовать линию, идущую от Солнца через мою голову к дальнему концу моей тени на земле, она будет располагаться параллельно направлению солнечных лучей, тянущихся к дождевым каплям. Чем выше солнце в небе, тем круче наклон этой линии и тем короче моя тень. Верно также и обратное утверждение. Линию, проходящую от солнца через мою голову к тени моей головы на земле, мы будем называть воображаемой. Она чрезвычайно важна, потому что показывает, в какое место неба надо смотреть, чтобы увидеть радугу.

Все капли дождя под углом 42 градуса от воображаемой линии будут красными. Капли под углом 40 градусов будут синими. Капли под углами меньше 40 градусов будут белыми (как солнечный свет). А света, выходящего из капель, расположенных под углами более 42 градусов, мы не увидим (см. текст).

Если вы посмотрите под углом 42 градуса к этой воображаемой линии – неважно, вверх, вправо или влево, – то увидите там красную полосу радуги. Под углом примерно в 40 градусах от этой линии – вверх, вправо или влево – вы увидите фиолетовую полосу радуги. Однако следует заметить, что увидеть ее трудно, так что вы, скорее всего, увидите с края синий цвет. Поэтому в дальнейшем мы будем говорить о синем. А не те ли это углы, о которых я упоминал ранее, рассказывая о максимальных углах света, выходящего из капель дождя? Те же, и это неслучайно. Посмотрите еще раз на рисунок.

А что можно сказать о синей (фиолетовой) полосе? Ну, вы же помните, что ее магическое число находится под углом около 40 градусов, то есть на 2 градуса меньше, чем у красной полосы. Иными словами, синий (фиолетовый) свет можно увидеть после преломления, отражения и еще раз преломления из других капель дождя при максимальном угле 40 градусов. Таким образом, мы видим синий под наклоном в 40 градусов от воображаемой линии. Поскольку эта 40-градусная полоска ближе к воображаемой линии, чем 42-градусная, она всегда будет находиться на внутренней стороне красной полосы радуги. Остальные цвета, составляющие радугу – оранжевый, желтый, зеленый, – расположены между красной и синей (фиолетовой) полосами.

Теперь вы, возможно, спросите, видим ли мы при максимальном угле для синего света только этот свет? Ведь, например, красный при 40 градусах тоже может быть виден, поскольку этот угол меньше 42 градусов. Вы, кстати, большой молодец, если задались этим вопросом, – он очень проницательный. Ответ заключается в том, что при максимальном угле для любого заданного цвета этот цвет доминирует над всеми остальными. Что же касается красного, то поскольку его максимальный угол самый большой, этот цвет единственный.

Но почему радуга имеет форму дуги, а не прямой линии? Вернитесь ко все той же воображаемой линии, идущей от ваших глаз к тени вашей головы на земле, и к магическому числу 42 градуса. Если отмерить 42 градуса в любом направлении от воображаемой линии, вы «нарисуете» дугу из разных цветов. Но, как вы, наверное, знаете, не все радуги представляют собой полные дуги, некоторые из них – просто маленькие кусочки в небе. Это происходит, когда в небе нет достаточного количества дождевых капель во всех направлениях или когда некоторые части радуги находятся в тени облаков.

Существует еще один важный аспект взаимодействия солнца, капель дождя и ваших глаз, и как только вы его увидите, сразу многое поймете в отношении того, почему радуги – и естественные, и искусственные – именно таковы, каковы они есть. Например, почему некоторые радуги раскидываются через полнеба, в то время как другие просто «обнимают» горизонт? И почему радугу можно увидеть над волнами прибоя, в фонтанах, водопадах и брызгах садового шланга?

Давайте опять вернемся к воображаемой линии, идущей от ваших глаз к тени вашей головы. Она начинается на солнце, за вами, и тянется до земли. Тем не менее в своем воображении вы можете продлить ее, насколько захотите, даже гораздо дальше тени головы. Эта воображаемая линия очень полезна, потому что вы можете представить ее проходящей через центр окружности (так называемую точку солнечного противостояния), по ободу которой идет радуга. Эта окружность показывает, где бы появилась радуга, если бы поверхность Земли не стояла у нее на пути. Далее, в зависимости от того, насколько высоко солнце стоит в небе, радуга будет находиться выше или ниже над горизонтом. Если солнце очень высоко, радуга может едва выглядывать из-за горизонта, а в конце дня, перед закатом, или, наоборот, рано утром, сразу после восхода солнца, когда оно находится в небе низко и ваша тень длинная, радуга, скорее всего, будет огромной, раскинувшейся через половину неба. Почему только через половину? Потому что максимальный угол, под которым она может подняться над горизонтом, составляет 42 градуса, что близко к 45 градусам, то есть половине от 90 градусов.

Итак, что же потребуется охотнику за радугами? Прежде всего доверяйте своей интуиции, подсказывающей вам, когда можно увидеть радугу. Большинство из нас, как правило, очень неплохо предчувствуют это; мы предполагаем, что она появится на небе, когда солнце светит как раз перед дождем или когда оно выглянуло сразу после дождя. Или если идет небольшой дождь и солнечный свет может добраться до капель.

Почувствовав, что все идет к этому, сделайте следующее. Во-первых, повернитесь затылком к солнцу, затем найдите тень своей головы и посмотрите под углом 42 градуса в любом направлении от воображаемой линии. Если солнечного света достаточно, равно как и количества дождевых капель, это сотрудничество света и капель будет эффективным и вы увидите в небе красочную дугу.

Предположим, что солнца вам совсем не видно – оно спрятано за облаками или зданиями, но тем не менее явно светит. Тогда вы все равно сможете увидеть радугу, если только между солнцем и каплями нет облаков. Я, например, иногда вижу радугу в конце полудня из своей гостиной, встав лицом к востоку, когда солнца, которое уже ушло на запад, мне, конечно же, не видно. На самом деле, чтобы увидеть радугу, вам в большинстве случаев не нужна воображаемая линия и 42-градусный угол, но есть одна ситуация, в которой очень важно учесть эти два обстоятельства. Я люблю гулять по пляжам острова Плам на побережье Массачусетса. Во второй половине дня солнце находится на западе, а океан на востоке. Если волны достаточно высоки и производят множество мелких капель, эти капли играют роль дождевых и можно увидеть два небольших кусочка радуги: одна часть под углом около 42 градусов слева от воображаемой линии, а вторая – около 42 градусов справа от нее. Эти радуги «живут» всего доли секунды, так что у вас намного больше шансов увидеть их, если вы заранее знаете, где искать. Но поскольку волны набегают на берег непрерывно, проявив достаточно терпения, вы рано или поздно непременно увидите над океаном радугу. Подробнее об этом мы поговорим далее в этой главе.

Вот еще один любопытный эффект, который стоит поискать в следующий раз, когда заметите радугу. Помните наше обсуждение максимального угла, под которым определенный свет может преломляться через капли дождя? Так вот, даже если вы видите синий, красный или зеленый после преломления в определенных дождевых каплях, сами по себе капли отнюдь не так разборчивы: они преломляют, отражают и снова преломляют много света также и под углом менее 40 градусов. Этот свет представляет собой смесь всех цветов примерно одинаковой интенсивности, которую мы видим как белый свет. Вот почему внутри, рядом с синей полосой радуги, небо особенно яркое и белое. В то же время никакой свет, который преломляется, отражается и преломляется снова, не может выйти из капли дождя пол углом свыше 42 градусов, так что небо сразу за радугой темнее, чем внутри нее. Этот эффект особенно заметен, если целенаправленно сравнить яркость неба по обе стороны радуги. Если вы не будете делать это специально, то, скорее всего, ничего не заметите. Отличные изображения радуг, где вы можете увидеть этот эффект, размещены на сайте Atmospheric Optics: www.atoptics.co.uk.

Едва начав объяснять явление радуги студентам, я понял, насколько богата эта тема – и сколько мне еще самому предстоит об этом узнать. Возьмите, например, двойные радуги, которые вам, возможно, приходилось видеть. По сути, в небе почти всегда две радуги: так называемая первичная радуга, которую мы только что обсуждали, и то, что мы называем вторичной радугой.

Если вы видели двойную радугу, то наверняка заметили, что вторичная радуга менее яркая, чем первичная. Однако вы наверняка не обратили внимания, что порядок цветов во вторичной радуге обратный порядку в первичной: синий (фиолетовый) находится снаружи, а красный внутри.

Чтобы понять происхождение вторичной радуги, придется вернуться к нашей идеальной дождевой капле (вы, конечно же, понимаете, что на самом деле для создания вторичной радуги потребуется миллиард капель, а не одна). Одни световые лучи, проникающие в капли, отражаются всего один раз, другие перед выходом из капли отражаются дважды. Хотя световые лучи, проникающие в любую заданную дождевую каплю, могут отражаться внутри нее многократно, первичная радуга состоит только из тех, которые отразились один раз. А вот вторичная радуга, напротив, создается из лучей, которые отражаются перед преломлением на выходе внутри капли дважды. Из-за этого дополнительного отскока внутри капли цвета во вторичной радуге следуют в порядке, обратном порядку в первичной радуге.

Причина, по которой вторичная радуга появляется на небе в месте, отличном от первичной, заключается в том, что дважды отраженные красные лучи выходят из капли под углами, которые всегда больше (да-да, больше), чем примерно 50 градусов, а дважды отраженные синие лучи – под углом, всегда большим, чем 53 градуса. Таким образом, вторичную радугу надо искать в 10 градусах от первичной. А то, что она менее яркая, объясняется тем, что света, который отражается внутри капли дважды, намного меньше, чем света, который отражается один раз; следовательно, света для создания вторичной радуги гораздо меньше. По этой же причине увидеть вторичную радугу куда труднее, чем первичную, но теперь, когда вы знаете, что она часто сопровождает первичную радугу и где ее следует искать, уверен, вы увидите ее много-много раз. Я также рекомендую провести несколько минут на сайте Atmospheric Optics и полюбоваться фотографиями.

Итак, вооружившись информацией о радугах, вы можете произвести небольшое оптическое волшебство и собственноручно создать радугу в своем дворе или даже просто на тротуаре – с помощью обычного садового шланга. Но поскольку в этом случае у вас есть возможность манипулировать каплями и они физически расположены близко к вам, учтите несколько весьма существенных различий. Прежде всего, создать собственную радугу можно, даже когда солнце находится в зените. Почему? Потому что вы можете получить капли между самим собой и своей тенью на земле, что в природе случается крайне редко. А если есть капли, которых достигает солнечный свет, значит, может появиться радуга. Не исключено, что вы это уже делали, только не специально.

Если на конце вашего шланга есть насадка, отрегулируйте его в тонкую струйку, чтобы капли получались достаточно маленькими, и когда солнце будет высоко в небе, направьте шланг на землю и начните распыление. Вы не увидите сразу весь круг, но кусочки радуги заметите. А перемещая носик шланга по кругу, вы, часть за частью, сможете увидеть целый круг радуги. Почему придется действовать таким образом? Потому что у вас нет глаз на затылке!

Красный вы увидите под углом 42 градуса от воображаемой линии, внутренний край дуги будет синим (фиолетовым), а внутренняя часть белой. Я очень люблю творить это маленькое волшебство во время поливки сада, и особенно здорово описать целый круг и создать полную радугу в 360 градусов. (Солнце, понятно, не всегда будет за вами.)

Одним холодным зимним днем 1972 года я так сильно хотел получить хорошие фотографии самодельных радуг для своих лекций, что заставил свою бедную семилетнюю дочь Эмму держать шланг, разбрызгивая воду в воздухе, пока я щелкал камерой. Впрочем, я думаю, что если вы дочь ученого, то можно немного пострадать ради науки. И я действительно сделал тогда несколько отличных снимков; мне даже удалось сфотографировать вторичную радугу, использовав в качестве фона контрастный асфальтобетон подъездной дорожки.

Надеюсь, вы попробуете провести этот эксперимент, но только в летнее время. И не разочаровывайтесь так уж сильно, не увидев вторичную радугу, – если ваша подъездная дорожка недостаточно темная, радуга, скорее всего, будет слишком бледной и практически невидимой.

Теперь, зная, как найти на небе радугу, вы наверняка начнете искать ее повсюду. Я, признаться, часто просто не способен бороться с этим искушением. Однажды мы со Сьюзен ехали домой, и начался дождь. Поскольку мы двигались прямо на запад, в сторону солнца, я, несмотря на плотное движение, свернул на обочину, вышел из машины и посмотрел назад. Это была неописуемая красота!

Всякий раз, проходя мимо фонтана в яркий солнечный день, я стараюсь встать так, чтобы поискать радугу там, где, как я знаю, она должна находиться. Попробуйте сами, когда будете проходить мимо фонтана. Встаньте между солнцем и фонтаном спиной к солнцу и не забудьте, что брызги фонтана работают точно так же, как капли дождя в небе. Найдите тень своей головы на земле и мысленно нарисуйте воображаемую линию. Теперь смотрите под углом 42 градуса от этой линии. Если в этом направлении достаточно капель, вы увидите сначала красную полосу радуги, а потом и все остальные. Скорее всего, полный полукруг радуги вы в фонтане не увидите – для этого нужно стоять к нему очень близко, – но зрелище, поверьте, будет настолько завораживающим, что попробовать, безусловно, стоит.

Но предупреждаю, что, увидев радугу, вы наверняка почувствуете непреодолимое желание поделиться этой красотой с окружающими. Я, например, часто начинаю показывать радугу в фонтане прохожим и, уверен, некоторые из них думают, что я странный. Но разве это правильно, в одиночку наслаждаться этим скрытым от наших глаз чудом? Конечно, я обязан показать его людям. Если вы знаете, что прямо перед вами может быть радуга, почему бы не поискать ее, а найдя, не попытаться сделать так, чтобы ее увидел кто-то еще, ведь радуга – это так красиво!

Студенты часто спрашивают меня, а бывает ли третичная радуга. Ответ: и да и нет. Третичная радуга, как вы могли догадаться, – результат тройного отражения света внутри капли. В центре такой радуги расположено солнце, и, как и первичная радуга с центром в точке солнечного противостояния, она также имеет радиус около 42 градусов, и ее красная полоса находится на внешней стороне. Таким образом, чтобы увидеть третичную радугу, вам нужно смотреть в сторону солнца, а капли дождя должны быть между ним и вами. Но при таком раскладе вы почти никогда не увидите солнца. Есть и другие проблемы: много солнечного света будет проходить через капли, вообще не отражаясь, что приведет к очень яркому и большому свечению вокруг солнца, в результате чего увидеть третичную радугу будет практически невозможно. А еще она более блеклая, чем вторичная. Кроме того, гораздо шире первичной и вторичной, следовательно, и без того слабый свет радуги распределяется по небу еще сильнее и увидеть ее труднее. Насколько мне известно, фотографий третичных радуг не существует, и я лично не знаю никого, кто бы их когда-либо видел. Тем не менее отчеты о наблюдениях за этим природным явлением имеются.

Безусловно, люди хотят знать, реальны ли радуги. А может, это просто миражи, полагают они, отступающие все дальше и дальше по мере приближения к ним? В конце концов, мы же почему-то не можем увидеть конец радуги? Если эта мысль посещала и вас, успокойтесь. Радуги вполне реальны; это следствие взаимодействия реального солнечного света с реальными каплями дождя и вашими реальными глазами. Но так как они – результат четкого взаимодействия между этими тремя элементами, радуга, которую увидите вы, будет отличаться от той, которую увидит человек, стоящий от вас через дорогу. Она будет столь же реальной, но другой.

Причина, по которой мы обычно не видим конца радуги, соприкасающегося с землей, не в том, что радуг на самом деле не существует, а в том, что их концы находятся слишком далеко от нас, или скрыты зданиями, деревьями или горами, или в этих местах в воздухе меньше капель и радуга там слишком блеклая. Но если вы сможете подойти к радуге достаточно близко, то у вас получится даже прикоснуться к ней. Во всяком случае, вы наверняка сумеете проделать это с радугой, которую создадите сами с помощью садового шланга.

Мне даже доводилось держать радугу в руке, принимая душ. В один поистине прекрасный день я обнаружил радуги совершенно случайно. Повернувшись к разбрызгивателю душа, я вдруг увидел две (да-да, две!) яркие первичные радуги, каждая сантиметров тридцать длиной и пару сантиметров в ширину. Это было настолько захватывающе и красиво, что казалось похожим на сон. Я протянул руки и взял радуги в ладони. Непередаваемое ощущение! Я читал лекции о радугах в течение сорока лет, но никогда прежде не видел двух первичных радуг на расстоянии вытянутой руки.

Вот как это произошло. Лучик солнечного света проник в душ через окно ванной комнаты. В некотором смысле все было так, как если бы я стоял не перед фонтаном, а внутри него. Вода находилась очень близко от меня, а поскольку мои глаза расположены сантиметрах в семи друг от друга, каждый глаз имеет собственную воображаемую линию, отличную от этой линии для второго глаза. Углы оказались точно такими, как надо для радуги, количество воды тоже, и каждый мой глаз увидел свою первичную радугу. Когда я закрывал один глаз, одна из радуг исчезала; когда закрывал другой, исчезала вторая. Мне бы очень хотелось сфотографировать это удивительное зрелище, но я не мог, потому что у моего фотоаппарата всего один «глаз».

Побывав в тот день так близко к радугам, я по-новому взглянул на их реалистичность. Когда я двигал головой, радуги тоже двигались, но пока моя голова оставалась на месте, они тоже были неподвижны.

Теперь я специально подгадываю время утреннего душа так, чтобы поймать эти радуги. Солнце должно находиться в небе в конкретном месте, чтобы заглядывать в окно ванной комнаты под прямым углом, а это бывает только в период с середины мая до середины июля. Вы, наверное, знаете, что в определенные месяцы солнце встает раньше и поднимается в небе выше и что в Северном полушарии оно в зимние месяцы встает южнее, а в летние – севернее.

Окно моей ванной комнаты выходит на юг, но с этой стороны расположен большой дом, из-за которого свет никак не может попасть в ванную строго с юга. Солнечные лучи идут примерно с юго-востока. Когда я впервые увидел радугу в душе, я принимал его очень поздно, около десяти часов. Чтобы увидеть радугу у себя в душе, вам нужно иметь в ванной комнате окно, через которое солнечный свет сможет достигать брызг воды. Фактически, если вы никогда не видите солнца, выглядывая из окна своей ванной, можете не искать радугу в душе – ее там просто не может быть. Солнечный свет должен проникать в душ. И даже если он туда попадает, никакой гарантии, что вы увидите радугу, к сожалению, нет, потому что также необходимо наличие достаточного числа капель воды, расположенных под углом 42 градуса от воображаемой линии, а это бывает не всегда.

Конечно, это довольно жесткие условия, но почему бы не попробовать? А если вы обнаружите, что солнце проникает в ваш душ довольно поздно – в конце дня, – что ж, тогда стоит подумать о смене графика водных процедур.

Как появляется радуга на небе для детей. Метод с использованием зеркала

Люди давно задумывались над природой этого красивейшего явления природы. Человечество связало радугу с множеством поверий и легенд. В древнегреческой мифологии, например, радуга – это дорога между небом и землей, по которой ходила посланница между миром богов и миром людей Ирида. В Китае считали, что радуга — это небесный дракон, союз Неба и Земли. В славянских мифах и легендах радугу считали волшебным небесным мостом, перекинутым с неба на землю, дорогой, по которой ангелы сходят с небес набирать воду из рек. Эту воду они наливают в облака и оттуда она падает живительным дождем.

Суеверные люди считали, что радуга является дурным знаком. Они считали, что души умерших переходят в потусторонний мир по радуге, и если появилась радуга, это означает чью-то близкую кончину.

Радуга также фигурирует во многих народных приметах, связанных с предсказанием погоды. Например, радуга высокая и крутая предвещает хорошую погоду, а низкая и пологая — плохую.

Откуда же берется радуга?

Обратите внимание, что радугу можно наблюдать только перед дождем или после него. И только в том случае, если одновременно с дождем сквозь тучи пробивается солнце. Что при этом происходит? Лучи Солнца проходят через капельки дождя. А каждая такая капелька работает как призма. То есть она разлагает белый свет Солнца на его составляющие — лучи красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цвета. Причем капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в разноцветную полосу, которую называют спектром .

Преломление света при прохождении через призму.
Обратите внимание, что лучи разных цветов выходят из призмы под разными углами.

Радуга и есть огромный изогнутый спектр. Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга — часть окружности, И чем выше находится наблюдатель, тем радуга полнее. С горы или самолёта можно увидеть и полную окружность! А почему радуга имеет форму дуги?

Вы можете видеть радугу только в том случае, если находитесь строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами). Иначе радуги не увидеть!

Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой. Это вторичная радуга, в которой свет отражается в капле два раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов — снаружи находится фиолетовый, а внутри красный:

Чтобы запомнить последовательность цветов в радуге (или спектре) есть специальные простые фразы — в них первые буквы соответствуют первым буквам названий цветов:

• К ак О днажды Ж ак-З вонарь Г оловой С ломал Ф онарь.
• К аждый О хотник Ж елает З нать Г де С идит Ф азан.

Запомните их — и вы без труда в любое время сможете нарисовать радугу!

(!) Первым, кто объяснил природу радуги был Аристотель. Он определил, что «радуга — это оптическое явление, а не материальный объект».

Страница 3 из 5

Виды радуги. Какая радуга бывает?

Первичная радуга — вид радуги, образованный в результате одного отражения света.

Как мы уже знаем, радуга возникает в результате многократного внутреннего отражения света в капельках воды. Чем больше отражений испытал луч света, тем меньше в нем энергии.

Поэтому самой яркой является радуга, образованная из лучей, испытавших только одно отражение. Это так называемая первичная радуга с угловым радиусом 42°.

Полирадуга — вид радуги, образованный в результате многократного отражения луча света в капле воды.

Нередко над первой, или первичной, радугой мы наблюдаем и вторую, так называемую побочную или вторичную радугу , с угловым радиусом 52°. Вместе эти радуги образуют полирадугу или множественную радугу .

Когда Солнце достигает высоты в 42°, первичная радуга перестает быть видна. А при достижении Солнцем высоты в 52°, исчезает и побочная.

Первичная радуга образуется в результате однократного отражения луча света в капле воды. Побочная же радуга – продукт двукратного отражения. Каждое отражение в капле «переворачивает» луч, поэтому цвета во вторичной радуге расположены в обратном порядке, т.е. внешняя полоса фиолетовая, а внутренняя – красная.

Иногда можно наблюдать и третью радугу (угловой радиус 60°), и даже четвертую и пятую. Но это уже крайне редкое оптическое явление в атмосфере.

Полоса Александра — не является видом радуги, но изучается при прохождении темы «Виды радуги».

— это полоса неба, находящаяся между первичной и вторичной радугой. Свое название получила по имени философа Александра Афродисийского, впервые описавшего ее в 200 году н. э.

Полоса Александра выглядит темнее, чем окружающее небо. Для объяснения этого явления вспомним рисунок, изображающий луч Декарта. Как мы помним, лучи, испытавшие однократное отражение, освещают небо под первичной радугой, выходя из капли под углом к солнцу не больше 42,1°.

В результате же двукратного отражения лучи из капли выходят уже под углом больше 50,9°, освещая небо над вторичной радугой. То есть та область неба, которая лежит между 42,1° и 50,9°, не освещается ни при первичной, ни при вторичной радугах. Так и получается, что полоса Александра шириной около 9° является более темной, чем остальное небо.

Лунная радуга — вид радуги, образованный лунными лучами.

Наблюдать радугу можно не только днем, но и ночью. В этом случае в каплях дождя преломляются уже не солнечные лучи, а лунные.

Ничем не отличается от солнечной, разве только яркостью. Человеческому глазу, в силу особенностей своего строения, лунная радуга чаще всего видна как белая. Но на снимках с длительной экспозицией можно получить и цвета.

Так же, как и солнечная радуга, лунная радуга появляется на стороне, противоположной Луне, причем ночное светило должно быть как можно ниже над горизонтом. Лунная радуга появляется только в ночи, когда Луна особенно яркая, а именно в полнолуние и ночи, близкие к нему.

Т.е., чтобы появилась лунная радуга, нужно, чтобы выполнялись три условия:

Полнолуние;

Восход или заход Луны;

Дождь в противоположной от Луны стороне небосвода.

Понятно, что все эти условия одновременно выполняются нечасто, поэтому и лунная радуга – это очень редкое оптическое явление в атмосфере.

Красная радуга — вид радуги, образующийся на закате солнца.

Если радуга появляется на закате Солнца, то наблюдается такое явление, как красная радуга . Она иногда бывает необычайно яркой и видна даже после захода Солнца.

Почему же закатная радуга красного цвета? Лучи Солнца, проходя через толщу атмосферы, рассеиваются, причем интенсивность рассеяния лучей разного цвета не одинакова. Например, более короткие синие волны рассеиваются в 16 раз интенсивнее красных, поэтому днем небо голубое .

На закате же лучи Солнца проходят долгий путь в атмосфере и более короткие лучи рассеиваются по дороге. До нас доходят только длинные волны желтых, красных и оранжевых оттенков. Они и формируют в атмосфере оптическое явление – красную радугу.

Радуга на росе — вид радуги, образующийся в каплях росы.

Иногда ранним утром, сразу после восхода солнца, можно наблюдать радугу на росе .

Механизм образования у нее такой же, как и у обычной радуги.

Однако форму радуга на росе имеет не круговую, а гиперболическую, что является характерной особенностью этого необычного вида радуги.

Наблюдается он крайне редко, но представляет собой незабываемое зрелище.

Сдвоенная радуга — вид радуги, образованный в разных по размеру каплях дождя.

– это две радужные дуги, начинающиеся в одной точке.

Она может возникнуть, когда идет дождь смешанного типа – из больших и малых капель. Большие капли под собственным весом сплющиваются, малые остаются прежней формы.

Эти два типа капель и образуют две пересекающиеся в начальной точке дуги.

Радуга-колесо — вид радуги, образующийся при сильном дожде.

– это прерывистая радуга. Темные участки возникают, когда идет слишком сильный дождь, не позволяющий свету радуги дойти до глаз наблюдателя. Также в образовании разрывов могут участвовать темные тучи.

В итоге получается радуга, по внешнему виду схожая с колесом телеги. А если еще тучи при этом быстро движутся, то возникает иллюзия движения «колеса».

Туманная радуга — вид радуги, образующийся в каплях тумана.

Туманную радугу еще называют белой радугой или туманной дугой . Она представляет собой широкую белую дугу, иногда слабо окрашенную по краям. Внешняя сторона может быть окрашена в фиолетовый цвет, а внутренняя – в оранжевый. Образуется белая радуга в очень мелких капельках тумана радиусом не больше 25 мкм.

Природа белой радуги отличается тем, что формирующие эту радугу капли намного меньше капель, образующих обычную радугу. Белый цвет радуги связан с явлением дифракции света в каплях воды. Чем меньше радиус капель, тем сильнее влияние дифракции. Дифракция, говоря простыми словами, это соединение световых пучков разного цвета в один белый. Т.е., если в крупных каплях свет разлагается на составляющие и образует обычную радугу, то в мелких, наоборот, сливается в один и формирует туманную радугу.

В данной статье мы рассмотрели Виды радуги и ответили на вопрос: Какая радуга бывает? Далее читайте:

Ответ известен: это разноцветная полоса в форме дуги, которая иногда появляется на фоне неба. Радуга – явление одновременно оптическое, атмосферное и погодное. Оно возникает, когда воздух насыщен мельчайшими каплями воды и сквозь них проходит свет.

Случается это после или во время дождя, тумана или в ясную погоду возле бурлящей реки, фонтана, поливальной машины.

Почему радуга цветная?

Радуга состоит из лучей света. Откуда берётся их разноцветность? Мы-то видим свет белым. На самом деле солнечный свет состоит из частиц, которые колеблются с разной частотой. Её наш мозг (благодаря глазам) и различает как цвета. К примеру, лучи с высокой частотой колебаний мы воспринимаем как красные, с низкой – фиолетовые. В общем потоке лучи разных частот перемешаны, и свет кажется белым.

Когда он проходит через капли воды, висящие в воздухе, он меняет направление – преломляется. Причём, разные его лучи преломляются под разными углами: красные под небольшим, а, скажем, фиолетовые – под большим углом. И на выходе из капель «белый» свет распадается на спектр – лучи с разной окраской. Их мы и видим как радугу.

Похожая картинка получается, когда переливается разными цветами плёнка бензина на луже или мыльный пузырь.

Отчего радуга после дождя видна не всегда?

Чтобы родилась видимая радуга, нужно, чтобы поток света был достаточно сильным. В пасмурную погоду радуги не увидать.


При этом свет должен быть перед глазами, а не позади головы. Обычно одни люди видят радугу, а другие – одновременно с первыми – её не видят. Почему? Если солнце спиной, то вы будете видеть свет до того, как он прошёл через капли и заиграл спектром.

Когда солнце стоит слишком высоко, то его лучи после преломления не попадают в глаза. Чем выше солнце – тем дуга радуги меньше. Поэтому радугу не видно в полдень, а чаще её наблюдают в утренние часы или под вечер.

Зато когда вы поднимаетесь (к примеру, по лестнице), всё больше и больше световых лучей попадает в глаза, и радуга растёт. А пассажиры летящего авилайнера видят в иллюминаторы не радужную дугу, а полный круг!

Сколько в радуге цветов?

Не надо улыбаться – вопрос не так глуп, как кажется.

Конечно, мы привыкли, что цветов этих семь, но это дань традиции. Она идёт от Исаака Ньютона. В опытах он показал, откуда берётся спектр. Великий учёный насчитал в радуге пять цветов – красный, желтый, зелёный, голубой и фиолетовый. Однако цифра ему не очень понравилась.

Магическим числом считалась семёрка (семь дней недели, семь чудес света, седьмое небо, семь смертных грехов и т. д.). «Присмотревшись» к радуге, Ньютон добавил спектру два оттенка – оранжевый и индиго (сине-фиолетовый), и цветов стало семь.


А вот древние русичи были уверены, что в ней лишь четыре цвета — червеный, синий, зелёный и багряный. Японцам радуга видится шестицветной – у них зелёный считается разновидностью синего. Короче, у разных народов число радужных цветов колеблется от девяти до двух (светлого и тёмного).

Спрашивать, сколько их «на самом деле», смысла нет – цвета спектра незаметно переходят друг в друга и условно разделять его можно на сколько угодно полос.

Как запомнить порядок цветов в радуге?

Ну, это совсем легко. Мы их помним по первым буквам слов в нехитрой фразе: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан» (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Есть и современный вариант: «Каждый оформитель желает знать, где скачать «Фотошоп».

У англичан фраза про «фазана» выглядит покороче: Run off you girls – boys in view («бегите, девчонки – мальчишки появились»).

Есть вариант посерьёзней: Richard of York gave battle in vain («Ричард Йоркский дал бой напрасно»). Обратите внимание на набор цветов: red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet – англичане сохранили «индиго»! Что поделаешь, в их языке голубой и синий цвета обозначаются одинаково.

Как получить радугу дома?

Увидеть полноценную радугу от пола до потолка вам не удастся. Но всё же…

1. Возьмите CD-диск, поставьте под солнечный свет и меняйте угол наклона. Так нетрудно получить на диске яркие радужные пятна, полосы или круг по его краю.


2. В солнечный день поставьте миску с водой на подоконник или столик у окна. На дно её положите зеркало. Взяв в руку , двигайте его и зеркало так, чтобы на бумагу попал поток лучей, отражённый зеркалом. Свет от него, проходя слой воды, будет разлагаться на спектр. На бумаге появится кусочек радуги.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Актуальность работы

Летом я часто ездила, вместе с родителями, в сад, который находится за городом. Как-то вечером, мы сидели и ужинали на улице, вдруг сгустились тучи, и полил дождь. Мы спрятались под навес и наблюдали за окружающей природой. Запахло мокрой землей, травой, а воздух стал чистый и свежий. И вот дождь стих, кое-где появились на небе голубые просветы, в них проскальзывали солнечные лучи. И вдруг, через весь небосвод перекинулась разноцветная дуга, словно огромные ворота в небе. Да не одна, а две! Мы все очень обрадовались, стали любоваться и фотографировать двойную радугу. Но недолго нас радовала радуга своей красотой.

Радуга — одно из самых красивых явлений природы. Сколько радости приносит она и детям и взрослым. Её появление вызывает положительные эмоции, поднимает настроение людям. У Константина Дмитриевича Ушинского есть басня «Солнце и радуга». «Раз после дождя выглянуло солнышко, и появилась семицветная дуга радуга. Кто ни взглянет на радугу, всяк ею любуется. Загордилась радуга, да и стала хвалиться, что она красивее самого солнца. Услышало эти речи солнышко и говорит: «Ты красива — это, правда, но ведь без меня и радуги не бывает». А радуга только смеется да пуще хвалит себя. Тогда солнышко рассердилось и спряталось за тучу — и радуги как не бывало». Так на самом ли деле появление радуги невозможно без солнца. Почему радуги не бывает, в солнечную погоду без дождя, или в дождливую погоду без солнца.

Сегодня не каждый человек может объяснить появление радуги. Откуда берется радуга? Почему ее цвета появляются в определенном порядке? Почему бывает двойная радуга? Можно ли получить радугу искусственно, например, в домашних условиях? Чтобы ответить на все эти вопросы, я решила провести свое исследование.

Гипотезы исследования:

Радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день;

Можно получить радугу в домашних условиях, используя искусственный источник освещения.

Цель работы:

Узнать причину появления радуги.

Задачи:

Дать определение радуги;

Выяснить условия появления радуги в природе;

Выяснить, сколько цветов у радуги и что такое солнечный спектр;

Узнать, какие бывают радуги;

Попробовать получить радугу в домашних условиях разными способами.

Объект исследования: радуга

Методы исследования :

Изучение специальной литературы и Интернет-источников;

Проведение опытов получения радуги в домашних условиях, с использованием искусственного источника освещения;

Анализ полученных результатов.

2. Теоретический материал

2.1. Что такое радуга?

Существует несколько теорий, объясняющих его происхождение. В соответствии с одной из них, radoga является производным от праславянского корня radъ, значение которого аналогично англосаксонскому rot (радостный, благородный).

Некоторые исследователи языка склонны предполагать, что слово «райдуга», как произносится это слово в ряде диалектов современного русского языка, имеет народную этимологию, образовалось в результате слияния слов «рай» и «дуга». Так же оно звучало в русском языке в 17-18 веках. В таком случае радуга буквально означает «пестрая дуга».

В славянских мифах и легендах радугу считали волшебным небесным мостом, перекинутым с неба на землю, дорогой, по которой ангелы сходят с небес набирать воду из рек. Эту воду они наливают в облака, и оттуда она падает живительным дождем.

Я прочитала значение слова «радуга» в различных толковых словарях:

«Радуга — разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях» (Толковый словарь Ожегова). «Радуга — разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда Солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне неба. Объясняется преломлением, отражением и дифракцией света в каплях дождя». (Современный толковый словарь. Астрономический словарь) .

Итак, я выяснила, что радуга — это разноцветная дуга на небосводе, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.

2.2. Причина появления радуги

Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину появления радуги. Он определил, что «радуга — это оптическое явление, а не материальный объект». Аристотель предположил, что радуга возникает в результате необычного отражения лучей солнечного света от облаков.

Явление радуги объяснил преломлением солнечных лучей в каплях дождя в 1267 году Роджер Бэкон.

Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик из Фрайберга, в 1304 г. воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто.

Попытка объяснить радугу как естественное явление природы была сделана в 1611г. архиепископом Антонио Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни. Антонио Доминис умер в тюрьме, не дождавшись, казни, но его тело и рукописи были сожжены.

Научное объяснение радуги дал, также, французский философ, математик, механик Рене Декарт в 1637г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не было открыто разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.

Основоположником семицветной радуги был Исаак Ньютон, который раскрыл причину появления радуги.

2.3. Преломление лучей. Спектр

Еще в 1666 году Исаак Ньютон доказал, что обычный белый свет — это смесь лучей разного цвета. «Я затемнил мою комнату, — писал он, — и сделал очень маленькое отверстие в ставне для пропуска солнечного света». На пути солнечного луча ученый поставил особое трехгранное стеклышко — призму. На противоположной стене он увидел разноцветную полоску — спектр. Ньютон объяснил это тем, что призма разложила белый свет на составляющие его цвета. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.

Радуга — самый знаменитый, всем известный спектр. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. Каждая капелька дождя исполняет роль крохотной призмы. Солнечные лучи, которые проходят через дождевые капли, как сквозь призмы, преломляются в каплях дождя. В результате разложения лучей света, появляется большой изогнутый спектр — полоса цветных линий и отражается на противоположной стороне неба. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. А поскольку, их много, то и радуга получается в полнеба.

Проследим путь луча, проходящего через каплю. Преломившись на границе капли, луч входит в каплю и доходит до противоположной границы. Часть луча, преломившись, выходит из капли, часть снова идет внутри капли до очередной границы. Здесь снова часть луча, преломившись, выходит из капли, а некоторая часть идет через каплю и так далее. Каждый белый луч, преломляясь в капле, разлагается в спектр, и из капли выходит пучок расходящихся цветных лучей.

В солнечном спектре различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

2. 4. Цвета радуги

А теперь более подробно о цветах солнечного спектра или радуги. Исследования показали, что человеческий взгляд различает 160 оттенков цветов. Это происходит потому, что нет четкой границы между цветами, один цвет переходит в другой через все оттенки. Основные цвета радуги это красный, желтый и синий. Из них можно получить все иные цвета радуги. Наблюдаемые в радуге цвета чередуются в такой же последовательности, как и в спектре, получаемом при пропускании пучка солнечных лучей через призму. При этом внутренняя (обращенная к поверхности Земли) крайняя область радуги окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя крайняя область — в красный.

Иногда в небе видны целых 2, 3, 4 радуги — одна из них очень яркая, вторая — бледнее. Значит, солнечный луч дважды отражается в каплях воды. При этом, у другой радуги, цвета полос располагаются в обратном порядке — верхняя часть дуги имеет фиолетовую окраску, а нижняя — красную. Вторые радуги образуются из-за двойного отражения солнечного света внутри дождевых капель.

Цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. А также множество оттенков между этими цветами, поэтому четкого перехода из одного цвета в другой — нет. Цвета радуги расположены в строгой последовательности. Чтобы лучше запомнить их последовательность люди придумали такую фразу: «К аждый О хотник Ж елает З нать, Г де С идит Ф азан». По первым буквам слов и вспоминают цвета. Наружный край дуги обычно красный, а внутренний — фиолетовый.

Радугу всегда видели по-разному в разные периоды истории и в разных народах. В ней различали и три основных цвета, и четыре, и пять, и сколько угодно. Радужный Змей австралийских аборигенов был шестицветным. Некоторых африканские племена видят в радуге только два цвета — темный и светлый. Так откуда же взялись семь цветов в радуге? Как я сообщила ранее, проанализировать свет додумался только Ньютон. И, сначала, он насчитал пять цветов. В последствие, узрев ещё один цвет (оранжевый), посчитал это богословским наваждением (число 6 для него было дьявольским), стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы. Ньютон прибавил к шести перечисленным цветам спектра ещё один — индиго. Индиго — разновидность фиолетового цвета, среднее между тёмно-синим и фиолетовым. Название произошло от растения индиго, произрастающего в Индии, из которого добывали соответствующий краситель, использовавшийся для окраски одежды. Так Ньютон стал отцом семицветной радуги.

Разделение спектра на семь цветов прижилось, и в английском языке появилась следующая запоминалка — Richard Of York Gave Battle In Vain (In — для синего indigo). А со временем об индиго забыли и цветов стало шесть. Американских детей учат шести основным цветам радуги. Английских (немецких, французских, японских) тоже. Но все еще сложнее. Кроме разницы в количестве цветов существует другая проблема — цвета не те. Японцы, как и англичане, уверены, что в радуге шесть цветов. И с радостью вам их назовут: красный, оранжевый, желтый, голубой, синий и фиолетовый. А куда делся зеленый? Никуда, его в японском языке просто нет. Японцы, переписывая китайские иероглифы, иероглиф зеленого цвета потеряли (в китайском языке он есть). Англичане согласятся с японцами по количеству цветов, но никак по составу. У англичан в языке нет голубого цвета. А раз слова нет — то и цвета нет. Американский оранжевый — это отнюдь не наш оранжевый, а зачастую — скорее красный (в нашем понимании). Кстати в случае цвета прически, наоборот, red — это рыжий цвет.

2.5. Необычные радуги

В ходе исследования я узнала, что на земле бывают разные радуги, но чаще всего наблюдается обыкновенная радуга. Известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или, похоже, выглядят. Рассмотрим, какие бывают радуги.

Лунная (ночная)

Радугу можно увидеть и ночью при свете луны. Лунная радуга (также известная как ночная радуга) — радуга, порождаемая луной. Лунная радуга сравнительно более бледная, чем обычная. Это объясняется тем, что Луна отражает от Солнца меньше света, чем Солнце светит днём. Лунная радуга видна при очень ярком ночном Светиле — Луне. Ночью, когда высоко в темном, обязательно темном, небе висит полная, обязательно полная, луна и при этом напротив луны идет дождь, может посчастливиться увидеть ночную радугу! И она тоже будет казаться нам белой. Хотя на самом деле она разноцветная.

Туманная (белая) радуга

Белая или туманная радуга — радуга, представляющая собой широкую блестящую белую дугу. Туманная радуга появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из очень мелких капелек воды. Почему же радуга кажется нам белой? Дело в размере капель, от которых отражаются солнечные лучи. Размеры частичек тумана настолько малы, что отдельные цветные полосы, на которые распадается при преломлении солнечный луч, расходятся в стороны не широким разноцветным веером, а едва-едва раскрывшимся. Краски как бы налагаются друг на друга, и глаз уже не различает цветов, а видит лишь бесцветную светлую дугу — белую радугу. Туманная радуга может появляться и ночью во время тумана, когда на небе яркая луна. Туманная радуга довольно редкое атмосферное явление.

Перевернутая радуга

Перевёрнутая радуга — это явление довольно редкое. В отличие от традиционной радуги, «улыбка на небе» появляется на чистом небосводе, без дождевых туч. Лучи солнца должны освещать под определенным углом тонкую похожую на дымку завесу облаков на высоте 7 — 8 тысяч метров. На подобной высоте перистые облака состоят из крошечных кристаллов льда. Солнечный свет, падая под определённым углом на эти кристаллы, разлагается на спектр и отражается в атмосферу. Перевернутая радуга гораздо ярче обычной радуги, а цвета расположены в обратном порядке, от фиолетового к красному. Но как только порядок из кристаллов нарушается, красочный эффект пропадает, и «улыбка на небе» растворяется.

Двойная радуга

Мы уже знаем, что радуга на небе появляется от того, что лучи солнца проникают сквозь дождевые капли, преломляются и отражаются на другой стороне неба разноцветной дугой. А иногда солнечный луч может соорудить на небе сразу две, три, а то и четыре радуги. Двойная радуга получается, когда световой луч отражается от внутренней поверхности дождевых капель дважды. Первая радуга, внутренняя, всегда ярче второй, внешней, а цвета дуг на второй радуге расположены в зеркальном отражении и менее яркие. Небо между радугами всегда более тёмное, чем другие участки неба. Участок неба между двумя радугами называется полосой Александра. Увидеть двойную радугу — хорошая примета — это к удаче, к исполнению желаний. Так что если вам посчастливилось увидеть двойную радугу, как мне, то поспешите загадать желание, и оно обязательно исполнится.

Зимняя радуга

Самым удивительным является — радуга зимой! Очень это странно и необыкновенно. Трещит мороз, а на бледно-голубом небе, вдруг, появляется радуга. Зимнюю радугу можно наблюдать только зимой, во время сильного мороза, когда холодное Солнце сияет на бледно-голубом небе, а воздух наполнен маленькими кристалликами льда. Солнечные лучи преломляются, проходя сквозь эти кристаллики, как сквозь призму и отражаются в холодном небе разноцветной дугой. Луч солнца проходит через эти кристаллики, преломляется, как в призме, и отражается в небе красивой радугой.

Кольцевая радуга

Как я выше объясняла, радуга сама по себе круглая. Но мы видим лишь её часть в виде дуги. Но при определенных обстоятельствах можно увидеть кольцевую радугу. Это возможно только с большой высоты, например, с самолета.

Округло-горизонтальная или огненная радуга

Округло-горизонтальная или огненная радуга — образуется, когда солнечный свет проходит через легкие перистые облака и возникает только в том случае, когда солнце находится очень высоко в небе. Получается, что загадочный небесный «огонь» рождается изо льда! Ведь перистые облака расположены очень высоко над землей, где в любое время года очень холодно, а потому и состоят они из плоских ледяных кристалликов! Солнечные лучи, проходя сквозь вертикальные грани ледяного кристалла, преломляются и зажигают огненную радугу или округло — горизонтальную дугу, так в науке называется огненная радуга. Огненная радуга относительно редкое и уникальное явление.

Красная

Красная радуга появляется в небе только на закате и является последним аккордом радуги обыкновенной. Иногда она бывает чрезвычайно яркой и остается видна даже через 5-10 минут после захода солнца. При закате, лучи проходят сквозь воздух более длинный путь, а так как показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), то красный свет меньше отклоняется при преломлении. Когда Солнце опускается за горизонт, радуга сначала теряет самые короткие фиолетовые волны, они рассеиваются сразу. Потом исчезают синие, голубые, зеленые и желтые волны. Остается самая стойкая — красная дуга.

3. Практическая часть

3.1 Собственные исследования.

Опыты получения радуги в домашних условиях

Я провела несколько опытов получения радуги при искусственном источнике освещения:

Опыт №1: получение радуги в домашних условиях при помощи компакт-диска.

Оборудование: компакт-диск, источник света — фонарик.

Я взяла компакт-диск и «поймав» им свет от фонарика, направила его на стену. Получилась радуга. (Приложение №1, фотографии №1,2)

Опыт №2: получение радуги в домашних условиях при помощи зеркала, воды и фонарика.

Ход опыта:

Наполнила стеклянную ёмкость водой;

Поставила в воду зеркало с наклоном;

Направила свет фонарика на погружённую в воду часть зеркала;

В результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на дверце шкафа возникла радуга (Приложение №1, фотографии №3,4).

Опыт №3 : получение радуги в домашних условиях при помощи стеклянной призмы и фонарика. Опыт разложения света в спектр, при прохождении белого луча света сквозь призму.

Для этого я взяла стеклянный брелок, направила на него белый луч света, полученный от фонарика, и получила изображение радуги на стене. Свет, который казался белым, играл на стене всеми цветами радуги. Эти семицветные, яркие радужные полоски и называют солнечным спектром. Так я повторила опыт Ньютона, но только с искусственным источником света. (Приложение №1, фотографии №5,6)

Вывод : радугу можно получить в домашних условиях даже с помощью искусственного источника света.

Опыт №4: получение белого цвета, вследствие слияния семи цветов спектра, при помощи семицветного диска и дрели.

Если свет состоит из семи цветов, то семь цветов должны дать белый цвет. Я разделила белый круг на 7 частей и раскрасила в цвета радуги. Мы, с моим братом, закрепили на дрели разноцветный круг. Включив дрель, мы увидели, что при вращении разноцветный диск изменил цвет и стал белым (Приложение №1, фотографии № 7,8,9).

Вывод: свет состоит из семи цветов.

Опыт №5: получение радуги при помощи мыльных пузырей.

Я приготовила мыльный раствор и надула мыльный пузырь. На пузыре появилась радуга. Свет, проходя через мыльный пузырь, преломляется и распадается на цвета, в результате появляется радуга. Мыльный пузырь — это призма. (Приложение №1, фотографии № 10,11)

Опыт №6: получение радуги в солнечный день при помощи шланга с водой.

Если солнце ярко светит, есть еще один верный способ сделать радугу. Но для него придется выйти на улицу и взять шланг и подключить его к крану с водой. Теперь остается пережать конец шланга так, чтобы вода при выходе из отверстия шланга мелко распылялась, и направить ее вверх, на солнце. В брызгах воды мы увидим радугу. Радугу можно увидеть около водопадов, фонтанов, на фоне завесы капель, разбрызгиваемых поливальной машиной или полевой поливальной установкой. (Приложение №1, фотография № 12).

Выводы

За время работы над темой: «Как появляется радуга?», я достигла цели моей исследовательской работы. Теперь я знаю причину появления радуги и смогла создать радугу в домашних условиях. Выдвинутая гипотеза, что радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день, оказалась ошибочной. Я выяснила, что радуга может появляться в лунную ночь (без солнца), во время тумана (без дождя), без дождя в солнечный день (перевёрнутая и огненная радуги), а также зимой (без дождя) во время мороза. Конечно, появление радуги в солнечный и дождливый день бывает чаще всего, но не только. Я выяснила, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги. Думаю, что я помогла разгадать тайну солнечного луча и дала объяснение радуги, как природного явления. Опытным путём я доказала, что эффект радуги можно получить в домашних условиях и в любое время года. Все выдвинутые задачи выполнены. Теперь я знаю, когда появляется радуга, и как она образуется. Когда вам захочется полюбоваться радугой, надеюсь, что теперь и вы сможете получить радугу домашних условиях. Радуга — удивительное явление природы, можно сказать чудо природы, которое никогда не перестанет нас восхищать.

5. Список литературы

1. И.К. Белкин «Что такое радуга?», Квант. — 1984г. — № 12.

2. В.Л. Булат «Оптические явления в природе» — М.: Просвещение, 1974г.

3. А. Брагин «Обо всем на свете». Серия: Большая детская энциклопедия.

4. Я.Е. Гегузин «Кто творит радугу?» — Квант, 1988г.

5. В.В. Майер, Р. В. Майер «Искусственная радуга». Квант 1988г. — № 6.

6. «Что такое? Кто такой?» — детская энциклопедия, сост. В. С. Шергин, А. И. Юрьев. — М.: АСТ, 2007г.

7. Е. Пермяк «Волшебная радуга», 2008г. Изд.Эксмо

8. Интернет-источники.

Приложение №1

Опыт №1

Фотография №1 Фотография №2

Опыт №2

Фотография №4

Фотография №3

Опыт №3

Фотография №5 Фотография №6

Опыт №4

Фотография №7 Фотография №8 Фотография №9

Опыт№5

Фотография №10 Фотография №11

Опыт №6

Как часто после дождя мы наблюдаем радугу. Это красочное зрелище никого не оставляет равнодушным! Но увидев радугу в брызгах фонтана, а потом и на стене по диагонали от зеркала, я задумалась, что же является причиной её появления, если не дождь и не вода? Обратившись за помощью к учителю, я узнала, что причина радуги — явление дисперсии, узнала, кто его исследовал впервые, поняла, в чём оно заключается.

Радуга — одно из красивейших природных явлений, которое редко кого-то оставляет равнодушным. Когда-то люди считали радугу Божьим знамением. И это неудивительно, ведь она появляется буквально из ничего, и также таинственно исчезает.

Что же мы знаем о радуге?

Цвета радуги всегда расположены в одном и том же порядке сверху вниз: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый (помните из детства памятку порядка цветов в радуге — Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан или Как Однажды Жан Звонарь Голубой Сломал Фонарь?).

Самая яркая полоса — красная. Каждый следующий цвет бледнее предыдущего. Фиолетовый вообще с трудом различим на фоне неба.

Каковы же составные части радуги? Это капельки воды в воздухе, солнечные лучи и наблюдатель, который видит радугу. При этом должен быть соблюден целый ритуал: мало того, чтобы солнце осветило дождь, оно должно находиться низко над горизонтом, а наблюдатель должен стоять между дождем и солнцем — спиной к солнцу, лицом к дождю. В этот момент он и видит радугу. Каким образом это происходит?

Солнечный луч освещает каплю дождя. Проникая внутрь капли, луч слегка преломляется. Как известно, лучи различного цвета преломляются по-разному, то есть внутри капли луч белого цвета распадается на составляющие его цвета. Это явление дисперсии. Пройдя каплю, свет отражается от её стенки, как от зеркала. Отраженные цветные лучи идут в обратном направлении, ещё сильнее преломляясь. Весь радужный спектр покидает каплю с той же стороны, с которой в неё проник солнечный луч.

Свет от солнца проник в каплю со стороны наблюдателя. Теперь этот луч, разложенный в цветной спектр, к нему же и возвращается. Человек видит огромную цветную радугу, раскинувшуюся по всему небу, — свет, преломленный и отраженный миллиардами дождевых капель.

Двойная радуга

Реже можно наблюдать в небе одновременно две радуги. Как правило, вторая радуга хуже различима, иногда еле заметна. Цвета в такой радуге перевёрнуты, то есть сначала идёт фиолетовый цвет. Её появление объясняется повторным отражением световых лучей внутри капли.

Ещё мы можем видеть явление радуги, когда свет преломляется капельками тумана или испарениями с поверхности моря, а в городе — у фонтана.

Опыт

Радугу можно наблюдать и с помощью водяной капли.
Посадите каплю воды на палочку или травинку. Встаньте спиной к Солнцу или другому яркому источнику света. Когда лучи света образуют с направлением глаз — капля угол около 42 градусов, прозрачная капля вдруг вспыхнет чрезвычайно чистым по тону цветом!
Каким?
Любым!
Если каплю осторожно перемещать по дуге окружности, можно увидеть все цвета радуги!

Явление дисперсии — разложения белого света в спектр (по цветам радуги) — было открыто и исследовано И. Ньютоном. Это явление говорит о сложном составе белого света. Я отправилась в Музей Науки Лондона на представление, посвящённое сэру Исааку Ньютону. Окунувшись в атмосферу XVII века, «побывав» в воссозданной (пусть даже на сцене) лаборатории учёного, я почувствовала себя естествоиспытателем.
Загляните и вы в Музей науки, узнайте больше об открытиях, сделанных Ньютоном, перейдя по ниже расположенным ссылкам.

Задача

Ответ : оказывается, радуга видна лишь тогда, когда высота солнца над горизонтом не превышает 42 градусов. 22 июня в полдень солнце стоит на небе выше, и нет возможности увидеть радугу.

Посмотрим опыт, объясняющий явление дисперсии и сложный состав белого света.

Волновые свойства света. Дисперсия.

Интересный факт

С поверхности земли радуга выглядит обычно как часть окружности, а с самолета она может представлять собой и целую окружность!

Интересные оптические физическия явления : http://class-fizika. narod.ru/w25.htm

Вы можете познакомиться с некоторыми оптическими явлениями, перейдя по ссылке на одну из страничек нашей школьной энциклопедии по математике и физике «Алгоритм успеха» .

Вывод

Явление дисперсии света, объясняющее причины возникновения радуги, позволило мне понять, почему белый свет окрашивает окружающий нас мир разноцветными красками. Одни прозрачные предметы мы видим красными, другие переливающимися разными цветами. И всё благодаря сложной природе белого света, благодаря тому, что тела по-разному отражают, преломляют и поглощают свет разных длин волн. Поэтому блестят и переливаются в солнечных лучах обыкновенный осколок прозрачного стекла и бриллиант.

Таким образом, мы доказали, что радугу мы видим благодаря особым свойствам световых волн, и у неё есть свое, интересное объяснение, как и у многих других оптических явлений в природе.

Декарт первая яркая дуга радуги получается. Старт в науке

Ответ редакции

Люди с незапамятных времён пытались объяснить природу радуги. Жители Древней Руси верили, что разноцветные полосы в небе — это сияющее коромысло, с помощью которого Лада Перуница черпает воду из моря-океана, чтобы потом оросить ею поля и нивы. Другой версии придерживались американские индейцы, которые были уверены, что радуга — это лестница, ведущая в мир иной. Ну а суровые скандинавы отождествляли небесную дугу с мостом, на котором днём и ночью несёт дозор страж богов Хеймдалль .

АиФ.ru рассказывает, как объясняет образование этого природного явления современная наука, а также делится секретами того, как самому стать стражем радуги.

Почему появляется радуга?

Чтобы разобраться, почему появляется радуга, необходимо вспомнить о том, что представляет собой луч света. Из курса школьной физики известно, что он состоит из летящих с огромной скоростью частиц — отрезков электромагнитной волны. Короткие и длинные волны различаются по цвету, но все вместе в едином потоке они воспринимаются человеческим глазом как белый свет.

И только когда луч света «натыкается» на прозрачную преграду — каплю воды или стекло — он распадается на различные цвета.

Самые короткие электромагнитные волны красного цвета обладают наименьшей энергией, поэтому они отклоняются меньше других. Самые же длинные волны фиолетового цвета, напротив, отклоняются больше остальных. Таким образом, большая часть цветов радуги располагается в промежутке между красной и фиолетовой линиями.

Человеческий глаз различает семь цветов — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Но следует иметь в виду, что на самом деле цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Внутренняя сторона белой радуги может быть немного окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя — в оранжевый.

Как и где появляется огненная радуга?

Огненная радуга. Фото: www.globallookpress.com

Огненная радуга преимущественно появляется в области перистых облаков: мелкие льдинки отражают падающий свет и буквально «зажигают» облака, окрашивая их в различные цвета.

Можно ли увидеть радугу ночью?

Да, это возможно. Свет Луны, отражённый частицами воды от дождя или водопада, образует цветовой спектр , который ночью неразличим для глаза и кажется белым ввиду особенностей человеческого зрения в условиях плохой освещённости. Лучше всего такая радуга видна во время полнолуния.

Лунная радуга. Фото: Shutterstock.com / Muskoka Stock Photos

Как сделать радугу своими руками?

Понадобится: стакан, вода, лист бумаги.

Что делать:

1. Поставить заполненный водой гранёный стакан к окну, откуда светит солнце.

2. Лист бумаги положить на пол недалеко от окна так, чтобы на него падал свет.

3. Смочить окно горячей водой.

4. Менять положение стакана и листа бумаги до тех пор, пока радуга не станет видна.

Понадобится: шланг с водой.

Что делать:

1. Взять шланг с бегущей водой и слегка зажать его «горлышко», чтобы появились брызги.

3. Присмотреться и увидеть в брызгах радугу.

Как запомнить цвета радуги?

Существуют специальные фразы, которые помогают запомнить последовательность цветов радуги. Первая буква каждого слова соответствует первой букве цвета радужной полосы — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь.

Крот овце, жирафу, зайке гладил старые фуфайки.

Каждый оформитель желает знать, где скачать фотошоп.

Кем ощущается жестокий звон гонга сопротивления фатальности?

Как предсказать погоду по радуге?

Если в спектре радуги преобладает красный цвет, то нужно ждать сильного ветра.

Дождливая погода в ближайшие дни будет, если увидеть двойную или тройную радугу.

Высокая радуга сигнализирует о том, что погода будет ясной, а низкая — что дождливой.

Если больше зелёного цвета — будут дожди, жёлтого — хорошая погода, красного — ветер и засуха.

Радуга зимой — редкость, она сигнализирует о надвигающемся морозе или снеге.

Радуга вдоль реки к сильному дождю, а поперёк — к ясной погоде.

Появление радуги в субботу обещает дождливую следующую неделю.

Среди других оптических явлений в атмосфере радуга по своей выразительности и красоте является одним из наиболее примечательных, частых и широко известных. По своей внешно­сти она представляет собой разноцветную дугу на фоне дожде­вых облаков, расположенных в стороне, противоположной Солн­цу. Радуга образуется лишь тогда, когда при вышеуказанном расположении Солнца и дождевых облаков из последних выпа­дает дождь, причем чем крупнее капли, тем отчетливее и ярче будет радуга, и, наоборот, при мелкокапельном дожде она ста­новится белесой, малозаметной или совсем не видна. Располо­жение и чередование цветов в радуге всегда одно и то же: на­ружный (верхний) край окрашивается в красный цвет, затем оранжевый, желтый, зеленый, а нижний край — в фиолетовый.

Образование радуги объясняется преломлением, внутренним отражением и разложением на составные цвета солнечных лу­чей в дождевых каплях. Солнечный луч, заходя внутрь капли, испытывает первое частичное преломление и разложение. Достигнув задней внутренней стенки капли, он испытывает пол­ное внутреннее отражение и, выходя из капли, вновь прелом­ляется и разлагается па составные цветные лучи. Поскольку угол преломления лучей различного цвета неодинаков, то из каждой капли выходит пучок не параллельных, а расходящихся цветных лучей Меньше всего отклоняются красные лучи и боль­ше всех- фиолетовые. Поэтому из капель, расположенных вы­ше в глаз наблюдателя попадут красные лучи, а из капель, распопоженых ниже, попадут лучи с большим углом преломлении (отклонения), к которым относятся оранжевые, желтые и т. д., и последние- — фиолетовые. Таким образом, наблюдатель увидит вертикальный спектр солнечного света, образованный дождевы­ми каплями.

В образовании радуги принимают участие лишь те капли, которые расположены по отношению к наблюдателю под соот­ветствующим углом преломления световых лучей.

Когда Солнце находится на горизонте, то радуга имеет вид половины окружности с угловым радиусом около 41°. По мере поднятия Солнца радуга опускается, и когда оно окажется на высоте 41-42°, радуга исчезнет. По этой причине в умерен­ных и тропических шпротах в околополуденное время появле­ние радуги, при всех прочих благоприятных условиях, невоз­можно.

Иногда наблюдается двойная радуга (одна над другой), причем в верхней (побочной) радуге цвета чередуются в обрат­ном порядке.

Радуга появляется в вечернее или утреннее время, чаще все­го После прошедшего дождя. Она является лишь косвенным признаком того или иного размера дождевых капель, иначе го­воря, сильного или слабого дождя, выпадающего в стороне от наблюдателя.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Актуальность работы

Летом я часто ездила, вместе с родителями, в сад, который находится за городом. Как-то вечером, мы сидели и ужинали на улице, вдруг сгустились тучи, и полил дождь. Мы спрятались под навес и наблюдали за окружающей природой. Запахло мокрой землей, травой, а воздух стал чистый и свежий. И вот дождь стих, кое-где появились на небе голубые просветы, в них проскальзывали солнечные лучи. И вдруг, через весь небосвод перекинулась разноцветная дуга, словно огромные ворота в небе. Да не одна, а две! Мы все очень обрадовались, стали любоваться и фотографировать двойную радугу. Но недолго нас радовала радуга своей красотой.

Радуга — одно из самых красивых явлений природы. Сколько радости приносит она и детям и взрослым. Её появление вызывает положительные эмоции, поднимает настроение людям. У Константина Дмитриевича Ушинского есть басня «Солнце и радуга». «Раз после дождя выглянуло солнышко, и появилась семицветная дуга радуга. Кто ни взглянет на радугу, всяк ею любуется. Загордилась радуга, да и стала хвалиться, что она красивее самого солнца. Услышало эти речи солнышко и говорит: «Ты красива — это, правда, но ведь без меня и радуги не бывает». А радуга только смеется да пуще хвалит себя. Тогда солнышко рассердилось и спряталось за тучу — и радуги как не бывало». Так на самом ли деле появление радуги невозможно без солнца. Почему радуги не бывает, в солнечную погоду без дождя, или в дождливую погоду без солнца.

Сегодня не каждый человек может объяснить появление радуги. Откуда берется радуга? Почему ее цвета появляются в определенном порядке? Почему бывает двойная радуга? Можно ли получить радугу искусственно, например, в домашних условиях? Чтобы ответить на все эти вопросы, я решила провести свое исследование.

Гипотезы исследования:

Радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день;

Можно получить радугу в домашних условиях, используя искусственный источник освещения.

Цель работы:

Узнать причину появления радуги.

Задачи:

Дать определение радуги;

Выяснить условия появления радуги в природе;

Выяснить, сколько цветов у радуги и что такое солнечный спектр;

Узнать, какие бывают радуги;

Попробовать получить радугу в домашних условиях разными способами.

Объект исследования: радуга

Методы исследования :

Изучение специальной литературы и Интернет-источников;

Проведение опытов получения радуги в домашних условиях, с использованием искусственного источника освещения;

Анализ полученных результатов.

2. Теоретический материал

2.1. Что такое радуга?

Существует несколько теорий, объясняющих его происхождение. В соответствии с одной из них, radoga является производным от праславянского корня radъ, значение которого аналогично англосаксонскому rot (радостный, благородный).

Некоторые исследователи языка склонны предполагать, что слово «райдуга», как произносится это слово в ряде диалектов современного русского языка, имеет народную этимологию, образовалось в результате слияния слов «рай» и «дуга». Так же оно звучало в русском языке в 17-18 веках. В таком случае радуга буквально означает «пестрая дуга».

В славянских мифах и легендах радугу считали волшебным небесным мостом, перекинутым с неба на землю, дорогой, по которой ангелы сходят с небес набирать воду из рек. Эту воду они наливают в облака, и оттуда она падает живительным дождем.

Я прочитала значение слова «радуга» в различных толковых словарях:

«Радуга — разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях» (Толковый словарь Ожегова). «Радуга — разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда Солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне неба. Объясняется преломлением, отражением и дифракцией света в каплях дождя». (Современный толковый словарь. Астрономический словарь) .

Итак, я выяснила, что радуга — это разноцветная дуга на небосводе, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.

2.2. Причина появления радуги

Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину появления радуги. Он определил, что «радуга — это оптическое явление, а не материальный объект». Аристотель предположил, что радуга возникает в результате необычного отражения лучей солнечного света от облаков.

Явление радуги объяснил преломлением солнечных лучей в каплях дождя в 1267 году Роджер Бэкон.

Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик из Фрайберга, в 1304 г. воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто.

Попытка объяснить радугу как естественное явление природы была сделана в 1611г. архиепископом Антонио Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни. Антонио Доминис умер в тюрьме, не дождавшись, казни, но его тело и рукописи были сожжены.

Научное объяснение радуги дал, также, французский философ, математик, механик Рене Декарт в 1637г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не было открыто разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.

Основоположником семицветной радуги был Исаак Ньютон, который раскрыл причину появления радуги.

2.3. Преломление лучей. Спектр

Еще в 1666 году Исаак Ньютон доказал, что обычный белый свет — это смесь лучей разного цвета. «Я затемнил мою комнату, — писал он, — и сделал очень маленькое отверстие в ставне для пропуска солнечного света». На пути солнечного луча ученый поставил особое трехгранное стеклышко — призму. На противоположной стене он увидел разноцветную полоску — спектр. Ньютон объяснил это тем, что призма разложила белый свет на составляющие его цвета. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.

Радуга — самый знаменитый, всем известный спектр. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. Каждая капелька дождя исполняет роль крохотной призмы. Солнечные лучи, которые проходят через дождевые капли, как сквозь призмы, преломляются в каплях дождя. В результате разложения лучей света, появляется большой изогнутый спектр — полоса цветных линий и отражается на противоположной стороне неба. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. А поскольку, их много, то и радуга получается в полнеба.

Проследим путь луча, проходящего через каплю. Преломившись на границе капли, луч входит в каплю и доходит до противоположной границы. Часть луча, преломившись, выходит из капли, часть снова идет внутри капли до очередной границы. Здесь снова часть луча, преломившись, выходит из капли, а некоторая часть идет через каплю и так далее. Каждый белый луч, преломляясь в капле, разлагается в спектр, и из капли выходит пучок расходящихся цветных лучей.

В солнечном спектре различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

2. 4. Цвета радуги

А теперь более подробно о цветах солнечного спектра или радуги. Исследования показали, что человеческий взгляд различает 160 оттенков цветов. Это происходит потому, что нет четкой границы между цветами, один цвет переходит в другой через все оттенки. Основные цвета радуги это красный, желтый и синий. Из них можно получить все иные цвета радуги. Наблюдаемые в радуге цвета чередуются в такой же последовательности, как и в спектре, получаемом при пропускании пучка солнечных лучей через призму. При этом внутренняя (обращенная к поверхности Земли) крайняя область радуги окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя крайняя область — в красный.

Иногда в небе видны целых 2, 3, 4 радуги — одна из них очень яркая, вторая — бледнее. Значит, солнечный луч дважды отражается в каплях воды. При этом, у другой радуги, цвета полос располагаются в обратном порядке — верхняя часть дуги имеет фиолетовую окраску, а нижняя — красную. Вторые радуги образуются из-за двойного отражения солнечного света внутри дождевых капель.

Цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. А также множество оттенков между этими цветами, поэтому четкого перехода из одного цвета в другой — нет. Цвета радуги расположены в строгой последовательности. Чтобы лучше запомнить их последовательность люди придумали такую фразу: «К аждый О хотник Ж елает З нать, Г де С идит Ф азан». По первым буквам слов и вспоминают цвета. Наружный край дуги обычно красный, а внутренний — фиолетовый.

Радугу всегда видели по-разному в разные периоды истории и в разных народах. В ней различали и три основных цвета, и четыре, и пять, и сколько угодно. Радужный Змей австралийских аборигенов был шестицветным. Некоторых африканские племена видят в радуге только два цвета — темный и светлый. Так откуда же взялись семь цветов в радуге? Как я сообщила ранее, проанализировать свет додумался только Ньютон. И, сначала, он насчитал пять цветов. В последствие, узрев ещё один цвет (оранжевый), посчитал это богословским наваждением (число 6 для него было дьявольским), стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы. Ньютон прибавил к шести перечисленным цветам спектра ещё один — индиго. Индиго — разновидность фиолетового цвета, среднее между тёмно-синим и фиолетовым. Название произошло от растения индиго, произрастающего в Индии, из которого добывали соответствующий краситель, использовавшийся для окраски одежды. Так Ньютон стал отцом семицветной радуги.

Разделение спектра на семь цветов прижилось, и в английском языке появилась следующая запоминалка — Richard Of York Gave Battle In Vain (In — для синего indigo). А со временем об индиго забыли и цветов стало шесть. Американских детей учат шести основным цветам радуги. Английских (немецких, французских, японских) тоже. Но все еще сложнее. Кроме разницы в количестве цветов существует другая проблема — цвета не те. Японцы, как и англичане, уверены, что в радуге шесть цветов. И с радостью вам их назовут: красный, оранжевый, желтый, голубой, синий и фиолетовый. А куда делся зеленый? Никуда, его в японском языке просто нет. Японцы, переписывая китайские иероглифы, иероглиф зеленого цвета потеряли (в китайском языке он есть). Англичане согласятся с японцами по количеству цветов, но никак по составу. У англичан в языке нет голубого цвета. А раз слова нет — то и цвета нет. Американский оранжевый — это отнюдь не наш оранжевый, а зачастую — скорее красный (в нашем понимании). Кстати в случае цвета прически, наоборот, red — это рыжий цвет.

2.5. Необычные радуги

В ходе исследования я узнала, что на земле бывают разные радуги, но чаще всего наблюдается обыкновенная радуга. Известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или, похоже, выглядят. Рассмотрим, какие бывают радуги.

Лунная (ночная)

Радугу можно увидеть и ночью при свете луны. Лунная радуга (также известная как ночная радуга) — радуга, порождаемая луной. Лунная радуга сравнительно более бледная, чем обычная. Это объясняется тем, что Луна отражает от Солнца меньше света, чем Солнце светит днём. Лунная радуга видна при очень ярком ночном Светиле — Луне. Ночью, когда высоко в темном, обязательно темном, небе висит полная, обязательно полная, луна и при этом напротив луны идет дождь, может посчастливиться увидеть ночную радугу! И она тоже будет казаться нам белой. Хотя на самом деле она разноцветная.

Туманная (белая) радуга

Белая или туманная радуга — радуга, представляющая собой широкую блестящую белую дугу. Туманная радуга появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из очень мелких капелек воды. Почему же радуга кажется нам белой? Дело в размере капель, от которых отражаются солнечные лучи. Размеры частичек тумана настолько малы, что отдельные цветные полосы, на которые распадается при преломлении солнечный луч, расходятся в стороны не широким разноцветным веером, а едва-едва раскрывшимся. Краски как бы налагаются друг на друга, и глаз уже не различает цветов, а видит лишь бесцветную светлую дугу — белую радугу. Туманная радуга может появляться и ночью во время тумана, когда на небе яркая луна. Туманная радуга довольно редкое атмосферное явление.

Перевернутая радуга

Перевёрнутая радуга — это явление довольно редкое. В отличие от традиционной радуги, «улыбка на небе» появляется на чистом небосводе, без дождевых туч. Лучи солнца должны освещать под определенным углом тонкую похожую на дымку завесу облаков на высоте 7 — 8 тысяч метров. На подобной высоте перистые облака состоят из крошечных кристаллов льда. Солнечный свет, падая под определённым углом на эти кристаллы, разлагается на спектр и отражается в атмосферу. Перевернутая радуга гораздо ярче обычной радуги, а цвета расположены в обратном порядке, от фиолетового к красному. Но как только порядок из кристаллов нарушается, красочный эффект пропадает, и «улыбка на небе» растворяется.

Двойная радуга

Мы уже знаем, что радуга на небе появляется от того, что лучи солнца проникают сквозь дождевые капли, преломляются и отражаются на другой стороне неба разноцветной дугой. А иногда солнечный луч может соорудить на небе сразу две, три, а то и четыре радуги. Двойная радуга получается, когда световой луч отражается от внутренней поверхности дождевых капель дважды. Первая радуга, внутренняя, всегда ярче второй, внешней, а цвета дуг на второй радуге расположены в зеркальном отражении и менее яркие. Небо между радугами всегда более тёмное, чем другие участки неба. Участок неба между двумя радугами называется полосой Александра. Увидеть двойную радугу — хорошая примета — это к удаче, к исполнению желаний. Так что если вам посчастливилось увидеть двойную радугу, как мне, то поспешите загадать желание, и оно обязательно исполнится.

Зимняя радуга

Самым удивительным является — радуга зимой! Очень это странно и необыкновенно. Трещит мороз, а на бледно-голубом небе, вдруг, появляется радуга. Зимнюю радугу можно наблюдать только зимой, во время сильного мороза, когда холодное Солнце сияет на бледно-голубом небе, а воздух наполнен маленькими кристалликами льда. Солнечные лучи преломляются, проходя сквозь эти кристаллики, как сквозь призму и отражаются в холодном небе разноцветной дугой. Луч солнца проходит через эти кристаллики, преломляется, как в призме, и отражается в небе красивой радугой.

Кольцевая радуга

Как я выше объясняла, радуга сама по себе круглая. Но мы видим лишь её часть в виде дуги. Но при определенных обстоятельствах можно увидеть кольцевую радугу. Это возможно только с большой высоты, например, с самолета.

Округло-горизонтальная или огненная радуга

Округло-горизонтальная или огненная радуга — образуется, когда солнечный свет проходит через легкие перистые облака и возникает только в том случае, когда солнце находится очень высоко в небе. Получается, что загадочный небесный «огонь» рождается изо льда! Ведь перистые облака расположены очень высоко над землей, где в любое время года очень холодно, а потому и состоят они из плоских ледяных кристалликов! Солнечные лучи, проходя сквозь вертикальные грани ледяного кристалла, преломляются и зажигают огненную радугу или округло — горизонтальную дугу, так в науке называется огненная радуга. Огненная радуга относительно редкое и уникальное явление.

Красная

Красная радуга появляется в небе только на закате и является последним аккордом радуги обыкновенной. Иногда она бывает чрезвычайно яркой и остается видна даже через 5-10 минут после захода солнца. При закате, лучи проходят сквозь воздух более длинный путь, а так как показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), то красный свет меньше отклоняется при преломлении. Когда Солнце опускается за горизонт, радуга сначала теряет самые короткие фиолетовые волны, они рассеиваются сразу. Потом исчезают синие, голубые, зеленые и желтые волны. Остается самая стойкая — красная дуга.

3. Практическая часть

3.1 Собственные исследования.

Опыты получения радуги в домашних условиях

Я провела несколько опытов получения радуги при искусственном источнике освещения:

Опыт №1: получение радуги в домашних условиях при помощи компакт-диска.

Оборудование: компакт-диск, источник света — фонарик.

Я взяла компакт-диск и «поймав» им свет от фонарика, направила его на стену. Получилась радуга. (Приложение №1, фотографии №1,2)

Опыт №2: получение радуги в домашних условиях при помощи зеркала, воды и фонарика.

Ход опыта:

Наполнила стеклянную ёмкость водой;

Поставила в воду зеркало с наклоном;

Направила свет фонарика на погружённую в воду часть зеркала;

В результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на дверце шкафа возникла радуга (Приложение №1, фотографии №3,4).

Опыт №3 : получение радуги в домашних условиях при помощи стеклянной призмы и фонарика. Опыт разложения света в спектр, при прохождении белого луча света сквозь призму.

Для этого я взяла стеклянный брелок, направила на него белый луч света, полученный от фонарика, и получила изображение радуги на стене. Свет, который казался белым, играл на стене всеми цветами радуги. Эти семицветные, яркие радужные полоски и называют солнечным спектром. Так я повторила опыт Ньютона, но только с искусственным источником света. (Приложение №1, фотографии №5,6)

Вывод : радугу можно получить в домашних условиях даже с помощью искусственного источника света.

Опыт №4: получение белого цвета, вследствие слияния семи цветов спектра, при помощи семицветного диска и дрели.

Если свет состоит из семи цветов, то семь цветов должны дать белый цвет. Я разделила белый круг на 7 частей и раскрасила в цвета радуги. Мы, с моим братом, закрепили на дрели разноцветный круг. Включив дрель, мы увидели, что при вращении разноцветный диск изменил цвет и стал белым (Приложение №1, фотографии № 7,8,9).

Вывод: свет состоит из семи цветов.

Опыт №5: получение радуги при помощи мыльных пузырей.

Я приготовила мыльный раствор и надула мыльный пузырь. На пузыре появилась радуга. Свет, проходя через мыльный пузырь, преломляется и распадается на цвета, в результате появляется радуга. Мыльный пузырь — это призма. (Приложение №1, фотографии № 10,11)

Опыт №6: получение радуги в солнечный день при помощи шланга с водой.

Если солнце ярко светит, есть еще один верный способ сделать радугу. Но для него придется выйти на улицу и взять шланг и подключить его к крану с водой. Теперь остается пережать конец шланга так, чтобы вода при выходе из отверстия шланга мелко распылялась, и направить ее вверх, на солнце. В брызгах воды мы увидим радугу. Радугу можно увидеть около водопадов, фонтанов, на фоне завесы капель, разбрызгиваемых поливальной машиной или полевой поливальной установкой. (Приложение №1, фотография № 12).

Выводы

За время работы над темой: «Как появляется радуга?», я достигла цели моей исследовательской работы. Теперь я знаю причину появления радуги и смогла создать радугу в домашних условиях. Выдвинутая гипотеза, что радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день, оказалась ошибочной. Я выяснила, что радуга может появляться в лунную ночь (без солнца), во время тумана (без дождя), без дождя в солнечный день (перевёрнутая и огненная радуги), а также зимой (без дождя) во время мороза. Конечно, появление радуги в солнечный и дождливый день бывает чаще всего, но не только. Я выяснила, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги. Думаю, что я помогла разгадать тайну солнечного луча и дала объяснение радуги, как природного явления. Опытным путём я доказала, что эффект радуги можно получить в домашних условиях и в любое время года. Все выдвинутые задачи выполнены. Теперь я знаю, когда появляется радуга, и как она образуется. Когда вам захочется полюбоваться радугой, надеюсь, что теперь и вы сможете получить радугу домашних условиях. Радуга — удивительное явление природы, можно сказать чудо природы, которое никогда не перестанет нас восхищать.

5. Список литературы

1. И.К. Белкин «Что такое радуга?», Квант. — 1984г. — № 12.

2. В.Л. Булат «Оптические явления в природе» — М.: Просвещение, 1974г.

3. А. Брагин «Обо всем на свете». Серия: Большая детская энциклопедия.

4. Я.Е. Гегузин «Кто творит радугу?» — Квант, 1988г.

5. В.В. Майер, Р. В. Майер «Искусственная радуга». Квант 1988г. — № 6.

6. «Что такое? Кто такой?» — детская энциклопедия, сост. В. С. Шергин, А. И. Юрьев. — М.: АСТ, 2007г.

7. Е. Пермяк «Волшебная радуга», 2008г. Изд.Эксмо

8. Интернет-источники.

Приложение №1

Опыт №1

Фотография №1 Фотография №2

Опыт №2

Фотография №4

Фотография №3

Опыт №3

Фотография №5 Фотография №6

Опыт №4

Фотография №7 Фотография №8 Фотография №9

Опыт№5

Фотография №10 Фотография №11

Опыт №6

Радуга всегда привлекала внимание человека своей невероятной красотой и необычностью. Только далеко не все могут объяснить, что она собой представляет, откуда появляется. И правда, как выглядит радуга? Попробуйте описать это интереснейшее явление человеку, который ни разу с ним не сталкивался. Получится? Давайте попробуем вместе.

Как выглядит радуга

Если взять пять разных красок, размашисто нарисовать полукругом полосы одна за другой на голубом небе, то получится нечто, похожее на указанное чудо.

Описывают ее по-разному. Но любой наблюдатель может найти сходные черты явления. Во-первых, она всегда представляет собой кусочек дуги. В лучшем случае — половину кольца, каждый кончик которого упирается в землю. Иногда можно наблюдать лишь кусочек дуги. Это зависит от положения наблюдателя. Древние люди преклонялись перед этим явлением, считали его особым «знамением». Естественно, каждый должен был знать, как выглядит радуга, чтобы не пропустить такого небесного «послания». Да и нынче, чего греха таить, люди с удовольствием любуются этим явлением. Даже говорят, что это знак предстоящей удачи. Радугу сравнивают с «небесным коромыслом», мостом, воротами и так далее. Она возникает «ниоткуда», ни на что не опирается. Ее нельзя потрогать, только восторженно смотреть. Ее значение трактуют однозначно — только в положительном смысле. Ни один народ на Земле не считал эту красоту чем-то греховным или дурным знаком. Чего нельзя сказать об исследовании этого явления.

Из истории

Церковь не приветствовала попытки ученых вникнуть в процессы образования радуги. Она настаивала на том, что Господь создает все физические явления в природе. Примеры этому можно найти в истории XVII века. Так, ученый Доминис, попытавшийся проводить подобные исследования, был отлучен от церкви и посажен под стражу. Приговора инквизиции он не дождался, скончавшись в остроге. Тем не менее, его труп был сожжен (так поступали с еретиками). Такая же участь ждала и других пытливых исследователей. Хотя ход мыслей у них был в целом правильным. Очевидно, рассуждая о том, как выглядит радуга, почему она возникает, они должны были подобраться к основным оптическим законам. Выводы удалось сделать ученому чеху Марку Марця.

Природа белого света

Так бывает, что человек исследует одно небольшое явление, а получает выводы, которые потом будут названы фундаментальными. То есть с маленького эксперимента может начаться переворот в науке. Ныне знаменитого чеха интересовали в природе, примеры которых он наблюдал в повседневной жизни. Только его не устраивали объяснения Церкви по поводу божественности их происхождения. Он проводил простые эксперименты с солнечными лучами. А именно рассматривал лучи, проходящие через граненые стекла. Однажды, возможно случайно, в его руки попал кусок, отдаленно напоминающий призму. Он пропустил сквозь нее тонкий луч в темном помещении. Удивлению его не было предела. В кусок стекла вошел один луч, а вышло целых пять, причем разноцветных! Так была доказана экспериментально сложная структура Позже ее теоретически обосновал Ньютон.

Что происходит в призме и как это связано с появлением радуги?

Когда белый луч заходит в иную среду, то он преломляется. Так как он состоит из разных волн, то каждая из них ведет себя по-своему. При прохождении через плоские поверхности этого нельзя увидеть. А вот в призме, напоминающей пирамидку, белый свет разлагается на спектр. То есть волна определенного цвета преломляется по-своему. На выходе получается уже не белый луч, а радужная полоса. Теперь вспомним, что изучаемое явление появляется во время дождя. Солнечные лучи проходят сквозь капельки, каждая из которых напоминает призму, и разделяются на спектр. А зритель видит в небе радугу. Кажется, что ее нарисовали в воздухе. Волшебство этого явления вряд ли исчезнет, даже если полностью понять механизм его возникновения.

Какие цвета у радуги?

Далеко не все воспринимают это явление одинаково. Это зависит от конкретных условий, даже особенностей сетчатки глаза человека. Но это не значит, что радуги появляются по-разному. Нет, они все одинаковы, просто иногда определенные цвета менее заметны. Иной раз само явление выглядит бледным, а иногда — очень ярким. Просмотрев теорию, можно с точностью сказать, какие цвета у радуги должны быть. Сначала идет красный. Следом за ним проявляется оранжевый. Они могут сливаться в одну полосу для человека с невысокой чувствительностью сетчатки. Потом проявляются желтый и зеленый цвет. Следом — голубой с синим. Они также могут восприниматься одной полосой дуги. Заканчивается она фиолетовым. Такую «идеальную» радугу редко можно наблюдать. Разве что в лабораторных условиях. Есть даже стишок для детей, по которому запоминают цвета радуги. Вот он: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Первые буквы слов аналогичны названию цвета, составляющего это великолепное явление природы.

Можно ли увидеть радугу без дождя?

Если понять, как она образуется, то вопрос покажется весьма странным. Для того чтобы получилась радуга, нужны два условия: солнечный свет и капли воды, разбрызганные в воздухе (на поверхности растений). Когда такое получается? Красивая радуга (фото) может образоваться в водопаде или струях фонтана. При этом все условия соблюдаются. Здесь важно учитывать, что увидеть радугу можно тогда, когда наблюдатель стоит между водяной «взвесью» и солнцем. Так, если есть такая возможность, в погожий день побродите вокруг фонтана. Вы обязательно найдете такой ракурс, когда в воздухе возникнет это великолепное явление. Еще оно иной раз возникает в сильном прибое, когда волны распадаются на множество брызг. Если при этом ярко светит солнце, то можно увидеть разноцветные полосы в воздухе.

Взгляд с небес

Надо понимать, что основные природные явления имеют свои закономерности. Если говорить о радуге, то они достаточно изучены. Так, людей интересовало, почему она выглядит кусочком окружности? Оказывается, это зависит от точки, из которой ее наблюдать. Лучи солнца, преломляясь, попадают в глаза человека. Все они прямые. Если нарисовать их на листе бумаги, то получится именно дуга. А если смотреть на нее сверху, то выглядеть она будет радужным кольцом. Достаточно редко можно увидеть несколько «небесных мостов». Они возникают, когда солнечный свет преломляется не один раз в капельках. Описаны случаи появления на небосводе двух, трех и сразу пяти радуг. Великолепное зрелище!

Иное восприятие радуги

Научное обоснование явления скучно. Оно несопоставимо с теми ощущениями, которые испытывает зритель. Иной раз даже жаль, что все так подробно объяснено наукой. в том числе и этот «знак небес», наполняют зрителей ощущением невероятной радости, необыкновенного чуда. Оно даже описано в Святом Писании. Это был знак от Господа многострадальному праведнику. Когда Ной, спасаясь от потопа, плавал в бурных водах без надежды, но с глубокой верой в душе, ему даровано было знамение. Им стала радуга, появившаяся в небесах после ливня, длившегося сорок суток. Ной понял, что спасен. Именно с той поры, разноцветную дугу стали считать хорошей приметой, знаком от Всевышнего. Говорят, что она появляется только хорошим, праведным людям. А вы сами видели радугу?

Радуга — атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении Солнцем (или Луной) множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра (от внешнего края: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). На самом деле, спектр непрерывен, и его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Радуга над Ладожским озером

Чтобы увидеть радугу, солнце у наблюдателя должно находиться за спиной, и, в то же время, солнце, сам наблюдатель и центр окружности видимой впереди радуги должны располагаться на одной прямой. Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга, часть окружности, и чем выше точка наблюдения — тем она полнее (с горы или самолёта можно увидеть и полную окружность). Когда Солнце поднимается выше 42 градусов над горизонтом, радуга с поверхности Земли не видна.

Полная радуга, видимая с самолета

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды, парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов. Из видимых для человеческого глаза цветов слабее всего отклоняется красный свет, а сильнее всего фиолетовый. В результате белый солнечный свет разлагается в спектр (разноцветные полосы), и наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).

В яркую лунную ночь можно наблюдать и радугу от Луны . Поскольку рецепторы человеческого глаза, работающие при слабом освещении, — «палочки» — не воспринимают цвета, лунная радуга выглядит белёсой; чем ярче свет, тем «цветнее» радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы — «колбочки»).

Лунная радуга

Чаще всего наблюдается простая радуга-дуга, но известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или похоже выглядят. Среди них, например, туманная (белая) радуга, возникающая на очень маленьких капельках тумана, и огненная радуга , возникающая на перистых облаках. Когда радуга появляется над поверхностью воды (или над другой отражающей поверхностью, например, мокрым песком), может возникнуть так называемая отражённая радуга . Она появляется, когда солнечный свет отражается от поверхности воды до того, как попадает на дождевые капли, где происходит преломление. Необходимо, чтобы водная поверхность была достаточно большой, спокойной и близкой к стене дождя. Из-за большого количества условий отражённая радуга — редкое явление. Отражённая радуга пересекает основную на уровне горизонта, далее проходит над ней. Так как солнечный свет предварительно отражается от воды, яркость отражённой радуги ниже основной.

Белая, или туманная радуга

Отражённая радуга (верхняя) и основная радуга (нижняя) на закате

При определённых обстоятельствах можно увидеть
двойную, перевёрнутую или даже кольцевую радугу . На самом деле это явления другого процесса — преломления света в кристаллах льда, рассеянного в атмосфере, и относятся к гало (оптический феномен, светящееся кольцо вокруг источника света). Для появления в небе перевернутой радуги необходимы специфические погодные условия, характерные для Северного и Южного полюсов. Перевернутая радуга образуется за счет преломления света, проходящего через льдинки тонкой завесы облаков на высоте 7 — 8 тысяч метров. Цвета в такой радуге располагаются тоже наоборот: фиолетовый вверху, а красный — внизу.

Двойная радуга (Новосибирск)

Классическое гало вокруг Солнца в Гималаях (Непал)

Перевернутая радуга (Аляска)

Персидский астроном Кутб ад-Дин аш-Ширази (1236-1311), видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена. Примерно одновременно аналогичное объяснение радуги предложил и немецкий учёный Дитер Фрейбургский . Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году хорватскийм учёным, архиепископом Марком Антонием де Доминисом . На основании опытных наблюдений он пришёл к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления — при входе в каплю и при выходе из неё. Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своём труде «Метеоры» в главе «О радуге». В частности, он верно объяснил механизм образования вторичной радуги. Исаак Ньютон в своём трактате «Оптика» дополнил теорию Декарта и де Доминиса тем, что разъяснил причины возникновения цветов радуги. При этом И. Ньютон выделял семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, индиго и фиолетовый. Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, во многих странах в нём выделяют 7 или 6 (например, в англоязычных странах) цветов. Считают, что первым выбрал число 7 И. Ньютон.

Исаак Ньютон в своей лаборатории изучает разложение солнечного луча, пройденного сквозь круглое отверстие в шторе, на спектр с помощью стеклянной призмы

Что такое радуга и как она появляется. Почему возникает радуга на небе. Какие условия необходимы для появления радуги

Как после дождя, особенно если он был затяжным, поднимает настроение радуга !

Это явление природы всегда очень удивляло и восхищало людей. С появлением радуги связано множество легенд и поверий.

Как появляется радуга?

Радуга возникает из-за того, что в капельках воды, которые парят в воздухе после дождя или в тумане, свет многократно преломляется и отражается. Разные цвета в свете отклоняются по-разному, из-за этого мы наблюдаем разложение белого света в спектр, т.е. видим радугу.

Кстати, чтобы увидеть радугу, источник света, солнце, должно находится за спиной наблюдателя.

Чаще всего нам удается увидеть первичную радугу, но бывают случаи, когда наблюдалась вторичная радуга. Вторичная радуга всегда менее яркая и появляется она вокруг первой. Появление вторичной радуги обусловлено тем, что свет отражается в каплях воды дважды. Любопытно то, что порядок цветов во вторичной радуге перевернут. То есть фиолетовый находится снаружи, а красный внутри.

Небо между этими двумя радугами выглядит всегда более темным и называется полосой Александра.

Известны случаи наблюдения радуг третьего и даже четвертого порядка. Правда, официально зафиксировать появление четырех радуг удалось только 5 раз за последние 250 лет.

Надо сказать, что в лабораторных условиях возможно воссоздать радугу практически сколь угодно большого порядка. Например, есть документальное подтверждение о получении радуги двухсотого порядка.

Легенды о радуге.

С давних времен люди приписывали радуге чудодейственные свойства и рассказывали про нее много легенд. Практически у всех народов радуга — это светлое и доброе явление, от которого можно ожидать много хорошего.

Древние греки отожествляли радугу с богиней Иридой. Это была богиня — посредница между людьми и богами. Ее изображали с красивыми золотыми крыльями и в одеждах, раскрашенных всеми цветами радуги.

Арабы считали, что во время дождя и грозы бог Кузах борется с силами зла, и, когда дождь заканчивается, в знак победы вешает свой лук-радугу на небо.

Славяне считали также, но их бог носил имя Перун. Также они говорили, что радуга пьет воду из рек и озер, отправляет эту воду на небо, вызывая потом дождь.

В Китае верили, что радуга — небесный дракон, посредник между небом и землей.

Разные народы верили, что радуга — мост между небом и землей, или коромысло, которым богиня Лада черпает воду, или, что это путь на тот свет, и души умерших могут спускаться в наш мир по радуге. Верили, что ведьма может украсть радугу и вызвать засуху.

У болгар вообще есть поверье, что прошедший под радугой изменит свой пол. Поэтому женщины, которые, например, рожали только девочек, старались пройти под радугой, чтобы следующий ребенок родился мальчиком.

В Библии говориться, что радуга впервые появилась на Земле после Великого Потопа, как знак Бога, что больше не повториться такое бедствие.Также в христианстве радугу соотносят с Девой Марией, как посредницей между Богом и людьми.

Любопытно то, разные народы насчитывают разное количество цветов в радуге. На самом деле, конечно, спектр непрерывен, один цвет выходит из другого. Но, отдельные цвета можно различить. У нас принято считать, что в радуге 7 цветов. В Великобритании их насчитывают 6, в Китае — 5, а в арабских странах — всего 4.

Как часто после дождя мы наблюдаем радугу. Это красочное зрелище никого не оставляет равнодушным! Но увидев радугу в брызгах фонтана, а потом и на стене по диагонали от зеркала, я задумалась, что же является причиной её появления, если не дождь и не вода? Обратившись за помощью к учителю, я узнала, что причина радуги — явление дисперсии, узнала, кто его исследовал впервые, поняла, в чём оно заключается.

Радуга — одно из красивейших природных явлений, которое редко кого-то оставляет равнодушным. Когда-то люди считали радугу Божьим знамением. И это неудивительно, ведь она появляется буквально из ничего, и также таинственно исчезает.

Что же мы знаем о радуге?

Цвета радуги всегда расположены в одном и том же порядке сверху вниз: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый (помните из детства памятку порядка цветов в радуге — Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан или Как Однажды Жан Звонарь Голубой Сломал Фонарь?).

Самая яркая полоса — красная. Каждый следующий цвет бледнее предыдущего. Фиолетовый вообще с трудом различим на фоне неба.

Каковы же составные части радуги? Это капельки воды в воздухе, солнечные лучи и наблюдатель, который видит радугу. При этом должен быть соблюден целый ритуал: мало того, чтобы солнце осветило дождь, оно должно находиться низко над горизонтом, а наблюдатель должен стоять между дождем и солнцем — спиной к солнцу, лицом к дождю. В этот момент он и видит радугу. Каким образом это происходит?

Солнечный луч освещает каплю дождя. Проникая внутрь капли, луч слегка преломляется. Как известно, лучи различного цвета преломляются по-разному, то есть внутри капли луч белого цвета распадается на составляющие его цвета. Это явление дисперсии. Пройдя каплю, свет отражается от её стенки, как от зеркала. Отраженные цветные лучи идут в обратном направлении, ещё сильнее преломляясь. Весь радужный спектр покидает каплю с той же стороны, с которой в неё проник солнечный луч.

Свет от солнца проник в каплю со стороны наблюдателя. Теперь этот луч, разложенный в цветной спектр, к нему же и возвращается. Человек видит огромную цветную радугу, раскинувшуюся по всему небу, — свет, преломленный и отраженный миллиардами дождевых капель.

Двойная радуга

Реже можно наблюдать в небе одновременно две радуги. Как правило, вторая радуга хуже различима, иногда еле заметна. Цвета в такой радуге перевёрнуты, то есть сначала идёт фиолетовый цвет. Её появление объясняется повторным отражением световых лучей внутри капли.

Ещё мы можем видеть явление радуги, когда свет преломляется капельками тумана или испарениями с поверхности моря, а в городе — у фонтана.

Опыт

Радугу можно наблюдать и с помощью водяной капли.
Посадите каплю воды на палочку или травинку. Встаньте спиной к Солнцу или другому яркому источнику света. Когда лучи света образуют с направлением глаз — капля угол около 42 градусов, прозрачная капля вдруг вспыхнет чрезвычайно чистым по тону цветом!
Каким?
Любым!
Если каплю осторожно перемещать по дуге окружности, можно увидеть все цвета радуги!

Явление дисперсии — разложения белого света в спектр (по цветам радуги) — было открыто и исследовано И. Ньютоном. Это явление говорит о сложном составе белого света. Я отправилась в Музей Науки Лондона на представление, посвящённое сэру Исааку Ньютону. Окунувшись в атмосферу XVII века, «побывав» в воссозданной (пусть даже на сцене) лаборатории учёного, я почувствовала себя естествоиспытателем.
Загляните и вы в Музей науки, узнайте больше об открытиях, сделанных Ньютоном, перейдя по ниже расположенным ссылкам.

Задача

Ответ : оказывается, радуга видна лишь тогда, когда высота солнца над горизонтом не превышает 42 градусов. 22 июня в полдень солнце стоит на небе выше, и нет возможности увидеть радугу.

Посмотрим опыт, объясняющий явление дисперсии и сложный состав белого света.

Волновые свойства света. Дисперсия.

Интересный факт

С поверхности земли радуга выглядит обычно как часть окружности, а с самолета она может представлять собой и целую окружность!

Интересные оптические физическия явления : http://class-fizika.narod.ru/w25.htm

Вы можете познакомиться с некоторыми оптическими явлениями, перейдя по ссылке на одну из страничек нашей школьной энциклопедии по математике и физике «Алгоритм успеха» .

Вывод

Явление дисперсии света, объясняющее причины возникновения радуги, позволило мне понять, почему белый свет окрашивает окружающий нас мир разноцветными красками. Одни прозрачные предметы мы видим красными, другие переливающимися разными цветами. И всё благодаря сложной природе белого света, благодаря тому, что тела по-разному отражают, преломляют и поглощают свет разных длин волн. Поэтому блестят и переливаются в солнечных лучах обыкновенный осколок прозрачного стекла и бриллиант.

Таким образом, мы доказали, что радугу мы видим благодаря особым свойствам световых волн, и у неё есть свое, интересное объяснение, как и у многих других оптических явлений в природе.

Экология

Во многих культурах существуют легенды и мифы о силе радуги, люди посвящают ей произведения искусства, музыки и поэзии.

Психологи утверждают, что люди восхищаются этим природным явлением, потому что радуга является обещанием светлого, «радужного» будущего.

С технической точки зрения радуга возникает, когда свет проходит через капельки воды в атмосфере , и преломление света приводит к привычному всем нам виду изогнутой арки разных цветов.

Вот эти и другие интересные факты о радуге:

7 фактов о радуге (с фото)

1. Радугу редко можно увидеть в полдень

Чаще всего радуга возникает утром и вечером. Чтобы радуга смогла сформироваться, солнечный свет должен попасть в дождевую каплю под углом примерно 42 градуса. Это вряд ли произойдет, когда Солнце находится выше, чем под углом 42 градуса в небе.

2. Радуга появляется и ночью

Радугу можно увидеть и после наступления темноты. Такое явление называют лунной радугой. В этом случае лучи света преломляются при отражении от Луны, а не напрямую от Солнца.

Как правило, она бывает менее яркой, так как чем ярче свет, тем разноцветнее радуга.

3. Два человека не могут видеть одну и ту же радугу

Свет, отраженный от определенных дождевых капель, отражается от других капель с совершенно разного угла для каждого из нас. Это создает и разный образ радуги.

Так как два человека не могут находиться в одном и том же месте, они не могут видеть одну и ту же радугу. Более того, даже каждый наш глаз видит разную радугу.

4. Мы никогда не сможем достичь конца радуги

Когда мы смотрим на радугу, кажется, будто она передвигается вместе с нами. Это происходит потому, что свет, который ее формирует, проделывает это с определенного расстояния и угла для наблюдателя. И это расстояние всегда останется между нами и радугой.

5. Мы не можем видеть все цвета радуги

Многие из нас с детства помнят стишок, который позволяет запомнить 7 классических цветов радуги (Каждый охотник желает знать, где сидит фазан).

Каждый — красный

Охотник — оранжевый

Желает — желтый

Знать — зеленый

Где — голубой

Сидит — синий

Фазан – фиолетовый

Однако на самом деле радуга состоит из более чем миллиона цветов, включая цвета, которые человеческий глаз не может увидеть.

6. Радуга бывает двойной, тройной и даже четверной

Мы можем увидеть больше одной радуги, если свет отражается внутри капли и разделяется на составляющие цвета. Двойная радуга появляется, когда это происходит внутри капли дважды, тройная — когда трижды и так далее.

При четверной радуге, каждый раз, когда отражается луч, свет, а соответственно и радуга становится бледнее и потому последние две радуги видны очень слабо.

Чтобы увидеть такую радугу, нужно чтобы совпало сразу несколько факторов, а именно абсолютно черное облако, и либо равномерное распределение размеров дождевых капель, либо проливной дождь.

7. Вы можете сами заставить радугу исчезнуть

Используя поляризационные солнечные очки можно перестать видеть радугу. Это происходит потому, что они покрыты очень тонким слоем молекул, которые расположены в вертикальные ряды, а свет, отраженный от воды, поляризуется горизонтально. Это явление можно увидеть на видео.

Как сделать радугу?

Вы можете также сделать настоящую радугу в домашних условиях. Существует несколько методов.

1. Метод с использованием стакана воды

Наполните стакан водой и поместите его на стол перед окном в солнечный день.

Поместите листок белой бумаги на пол.

Намочите окно горячей водой.

Регулируйте стакан и бумагу, пока не увидите радугу.

2. Метод с использованием зеркала

Поместите зеркало внутри стакана наполненного водой.

Комната должна быть темной, а стены белые.

Посветите фонариком в воду, двигая его, пока не увидите радугу.

3. Метод с использованием компакт диска

Возьмите компакт- диск, и протрите его, чтобы он не был пыльным.

Положите его на плоскую поверхность, под свет или перед окном.

Смотрите на диск и наслаждайтесь радугой. Можете покрутить диск, чтобы увидеть, как передвигаются цвета.

4. Метод дымки

Используйте шланг для воды в солнечный день.

Закройте пальцем отверстие шланга, создавая дымку

Направьте шланг в сторону Солнца.

Посмотрите на дымку, пока не увидите радугу.

В данной статье будет рассмотрено чудесное явление, присущее атмосфере Земли — радуга. О других атмосферных явлениях, таких как цвет неба , восход (закат) солнца , северное (полярное) сияние , облака можно прочитать в отдельных статьях в разделе Атмосфера .

Описание радуги.

Радуга представляет собой часть линии окружности с центром (антисолярной точкой), лежащим на продолжении прямой, соединяющей источник света и глаза наблюдателя. Причем, солнце всегда находится за спиной наблюдателя. В отличие от гало, одновременно видеть солнце и радугу невозможно.

Если радуга образована дождевыми каплями, то обычно она наблюдается на расстоянии 1-2 километра от наблюдателя. В брызгах же фонтана или водопада это оптическое явление можно увидеть и на более близких расстояниях.

Во время заката или восхода Солнца центр окружности радуги находится на линии горизонта с противоположной от Солнца стороны, поэтому радуга представляет собой полуокружность. С увеличением высоты Солнца над горизонтом, уменьшается и размер радуги. Для наблюдателя с земли радуга становится невидимой, когда солнце поднимается над горизонтом выше 42 градусов.

Вообще-то, радуга – это полная окружность, но при наблюдении с земной поверхности видна только часть ее дуги. Чем выше поднимается человек, тем большую часть окружности он наблюдает. С высокой горы или с самолета можно увидеть и полную окружность радуги.

Цвета радуги.

Цвета радуги представляют собой цвета спектра, расположенные от внешнего края к внутреннему: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Полосы разных цветов постепенно переходят друг в друга, т.е. кроме основных перечисленных цветов в радуге присутствует также множество промежуточных оттенков. Именно семь цветов в радуге выделил впервые Исаак Ньютон . С тех пор мы традиционно придерживаемся этого мнения. Кстати, болгары с нами не согласны – они выделяют в радуге только шесть цветов, а китайцы — пять.

Внешний вид радуги, ее яркость и ширина полос зависят от размеров и количества капель воды. В крупных каплях образуется интенсивная, ярко выраженная, узкая радуга. С уменьшением размера капель снижается и яркость радуги, ее полосы расширяются и бледнеют.

Впервые объяснение природы радуги дал в 1637 году . Он связал образование радуги с отражением и преломлением лучей света в каплях воды.

Цвета же радуги и последовательность их расположения были объяснены Исааком Ньютоном в 1704 году. Он открыл, что свет при переходе в среду с иной оптической плотностью преломляется, и разложил белый свет на цвета спектра при помощи стеклянной призмы.

Радуга образуется в каплях, диаметр которых не больше 1 мм. Луч солнца, падая на каплю, испытывает одно отражение и два преломления. В результате он возвращается к наблюдателю, уже разложенный на цвета спектра и под другим углом.

На рисунке представлена схема преломления и отражения в капле десяти параллельных лучей одного цвета, скажем, красного. Как видно из рисунка, луч, отмеченный пунктирной линией, выходит из капли под углом в 42 градуса к солнечному свету. Этот луч вместе с близлежащими к нему лучами и будут формировать красную полосу радуги. Остальные же лучи рассеиваются широким веером под меньшими углами, освещая область, находящуюся под радугой. Именно поэтому небо под радугой всегда выглядит светлее, чем выше нее.

Пучок лучей, формирующий радугу, назван лучом Декарта по имени первооткрывателя. Мы рассмотрели схему преломления десяти лучей, Декарт же в свое время исследовал, ни много ни мало, 10 тысяч лучей!

Особенности радуги.

Интересной особенностью радуги является то, что каждый человек видит свою собственную радугу . Это происходит потому, что мы видим только тот отраженный свет, который образует с лучом «Солнце-Глаз» угол в 42°. Понятно, что у каждого человека будет свой луч и, соответственно, своя радуга-дуга. При изменении места положения наблюдателя перемещается и радуга.

Еще одной занимательной чертой радуги является то, что мы видим ее все время на одном и том же месте . Капли, отразившие свет для нашей радуги, падают на землю, но на их место тут же приходят другие, которые, на мгновение отразив солнечный свет, также исчезают с поля нашего зрения. Поэтому мы видим радугу все время, пока идет дождь. Но стоит дождю ослабнуть, бледнеет и радуга, потому что капель, посылающих нам свои радужные приветы, становится меньше.

После дождика бывает,
Что полнеба закрывает.
Разноцветная дуга
Солнечная…
(Радуга)

Согласитесь, радуга — красивейшее природное явление. Не часто совпадают все условия для того, чтобы можно было ее увидеть. Почему появляется радуга?

Для ее возникновения одновременно должен идти дождь и должно светить солнце. Радуга появляется только тогда, когда солнечные лучи пронизывают капли дождя.

Понятие спектра

Белый солнечный свет, попадая в каплю, преломляется и распадается на 7 составляющих его цветов — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Они называются спектром и выходят из капли в строгой последовательности. Ее запомнить помогают первые буквы нижеприведенных фраз:

К аждый
О хотник
Ж елает
З нать
Г де
С идит
Ф азан!

К ак
О тважный
Ж ан
З вонарь
Г оловою
С бил
Ф онарь!

Множество мелких частиц воды преобразуют солнечные лучи в радугу.

Что интересно, радуга имеет дугообразную форму только с земли. Если смотреть за нее из самолета, она выглядит в виде круга. Возможно, если бы люди увидели радугу сначала сверху, а не снизу, то назвали бы ее «ракруга».

Условия появления радуги

Это удивительное явление можно наблюдать с поверхности земли, только когда солнце находится низко над горизонтом, во время восхода или заката. Ученые высчитали: это происходит, когда лучи света падают на капли под углом 42°.

При этом нужно стоять спиной к солнцу и лицом к дождю. Радуги образуются и ночью при лунном свете, но на фоне темного неба их очень сложно различить. Можно увидеть небольшие радуги в солнечную погоду у водопада в горах, у фонтана в городском парке или в саду, поливая растения.

Иногда лучи света, прошедшие внутрь капли, отражаются от нее 2 и более раз. Тогда появляются сразу 2 радуги (3-я и последующие, как правило, не различимы для глаза).

При освещении солнечными лучами легкого тумана, состоящего из мельчайших капелек, возникает белая радуга — широкая блестящая белая дуга, называемая также туманной радугой. При этом ее внутренняя сторона может быть немного окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя — в оранжевый.

Теплым майским днем
Барабанщик-гром,
Словно молотом,
Бьет по туче:
Бом!..

Туча дождик льет,
Ветер краски трет,

И рисуют — Ра,
И рисуют — Ду,
И рисуют — Гу,
РА-ДУ-ГУ!

/В. Мусатов/

Приметы

Самые распространенные народные приметы о радуге следующие. Если радуга яркая — к ненастью. Зеленая — к дождю, желтая — к хорошей погоде, красная — к жаре, ветру. Радуга вечерняя предвещает хорошую погоду, а утренняя — дождливую. Если радуга появляется до дождя, дождь прекратится, а если после, то дождь будет продолжаться. Радуга поперек реки — будет хорошая погода, а если радуга вдоль реки — то будет сильный дождь.

Существует также жуткое поверье: плавать на воде при появившейся радуге опасно — может утянуть на небо.

Почему мы видим радугу.

Почему и от чего появляется радуга на небе после дождя для детей. Почему радуга — дуга

Всем нам неоднократно приходилось видеть такое удивительное и завораживающее явление природы — радугу. Как же она возникает, за счет чего на небе появляется огромная семицветная дуга? Рассмотрим подробнее суть радуги как атмосферного и природного явления.

Что такое радуга как природное явление?

Радуга — одно из красивейших природных явлений, которое принято наблюдать после дождя. Радуга видна после дождя, потому что солнце освещает множество водяных капель в атмосферном слое Земли. По форме радуга представляет собой полуокружность или дугу, составленную из семи цветов спектра — разноцветной полосы. Чем выше точка наблюдения радуги, тем она полнее и насыщеннее: например, с высоты самолета можно увидеть даже полную окружность, которую описывает радуга. Есть одна природная закономерность: когда вы наблюдаете радужную дугу, солнце всегда расположено за вашей спиной.

Как и почему возникает радуга?

Радуга — это в первую очередь физическое явление, в основе которого лежит взаимодействие света и воды. Солнечный свет преломляется и отражается каплями воды, которые парят в атмосфере. Капли по-разному отражают или отклоняют от себя свет. Наблюдатель, который стоит спиной к солнцу (источник света), видит перед собой разноцветное свечение. Это ничто иное, как белый свет, разлагающийся на спектр из семи цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Но следует отметить, что у радуги, как у многих физических явлений, есть особенность: семь цветов — ничто иное, как оптический обман, на самом же деле спектр непрерывен, а его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Цвета радуги

Цветовая гамма радуги знакома едва ли не каждому благодаря детской считалке «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Принято говорить о семи спектральных цветах: красном, оранжевом, желтом, зеленом, голубом, синем и фиолетовом. Однако количество воспринимаемых глазом цветов зависит также от культуры конкретного народа и эпохи. Давайте рассмотрим, как разные народы видели радужные цвета.

• Для русского народа радуга — дуга из семи цветов.
• Для британцев и американцев радуга — это шесть цветов, поскольку голубой и синий в английском — один и тот же цвет.
• У австралийских аборигенов радуга соотносилась с шестью символическими змеями.
• Некоторые африканские племена выделяют лишь два радужных цвета, вернее сказать, оттенка — светлый и темный.
• Великий древнегреческий философ Аристотель выделял лишь три основных цвета: красный, фиолетовый и зеленый, а их комбинации, по его мнению, давали остальные цвета.

Также вам могут быть интересны следующие статьи.

Кто не видал радуги? Это красивое небесное явление наблюдается при дожде и всегда привлекает наше внимание. Часто думают, что яркая многокрасочная радуга появляется лишь перед окончанием дождя. Это неверно. Нередки случаи, когда радуга появляется и перед началом дождя. Можно наблюдать радугу и независимо от дождя. Посмотрите, например, на брызги воды у фонтана, освещенные солнцем, и вы заметите в них маленькую радугу, подобную небесной. Чтобы увидеть такую радугу, надо встать спиной к солнцу.

В прежние времена, когда люди ещё очень мало знали об окружающем их мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древние греки думали, например, что радуга — это улыбка богини Ириды.

Попытки научно объяснить явление радуги жестоко преследовались церковниками. В начале XVII века был отлучён от церкви и приговорён к смертной казни учёный Доминис, который пытался объяснить радугу естественными причинами. Он умер в тюрьме, не дождавшись казни, но труп его был всё-таки предан казни и сожжён!
Правильное научное объяснение радуги было дано после того, как была разгадана природа белого света.

Около трёхсот лет назад чешский учёный Марк Марця открыл, что белый солнечный свет является светом сложным. Марци приготовлял различные граненые стёкла и наблюдал, как через них проходит солнечный свет. Однажды Марци взял для опыта кусок стекла в виде клина — стеклянную призму — и поставил её на пути тонкого луча солнечного света в тёмной комнате. Результат был неожиданный: на стеке комнаты, там, где должен был упасть солнечный луч, прошедший через стеклянную трёхгранную приему, появилась многоцветная радужная полоса. Она была подобна небесной радуге — различные цвета в полоске на стене располагались в том же порядке, что и в небесной радуге, переходя друг в друга: за красным цветом шёл оранжевый, затем желтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый.
Марци понял, что белый свет — это свет сложный; при определённых условиях он разлагается на многие цветные лучи, образуя радужные полосы.

Позднее английский учёный Ньютон объяснил, почему стеклянная призма разлагает белый свет. Оказывается, солнечные лучи, проходя через призму, отклоняются от своего первоначального направления, они, как говорят, преломляются. При этом различные цветные лучи, входящие в состав белого света, преломляются в призме по-разному — одни больше, другие меньше. Меньше всего преломляются красные лучи, сильнее всего — фиолетовые. Благодаря различному преломлению цветные лучи и становятся видимы, когда белый солнечный луч пройдёт через призму.

Призма как бы разделяет цветные лучи друг от друга. В других стёклах, например в обычном оконном, цзетные лучи преломляются одинаково, и мы видим поэтому тот же белый свет.
Многоцветную полосу разложенного белого света называют спектром.

То, что белый свет состоит из разноцветных лучей, доказывается и таким опытом. Картонный круг разделён на семь частей, как показано на рисунке, и части покрашены в основные спектральные цвета. Если такой круг быстро вращать, то разноцветные полоски сливаются в одно беловато-серое пятно. Получается это по той причине, что зрительные впечатления от различно окрашенных частей круга, попадая на сетчатку глаза, накладываются при быстром вращении круга одно на другое, и, таким образом, как-бы смешиваются между собой. Сероватым, а не чисто белым мы видим такой круг потому, что очень трудно покрасить отдельные части круга так, чтобы они в точности соответствовали спектральным цветам природной радуги.

После открытия спектральных цветов стало ясно, что и в небесной радуге мы наблюдаем солнечные лучи, разложенные в спектр.

Но каким же путём это происходит в природе? Что здесь заменяет стеклянную призму?
Оказывается, радуга возникает в тех случаях, когда лучи Солнца преломляются и отражаются в каплях дождя. Вот как это происходит в простейшем виде. Лучи солнечного света падают на каплю воды. Входя в каплю, они изменяют своё направление, преломляются и при этом разлагаются на цветные лучи. Цветные лучи, пройдя через каплю, отражаются от её внутренней противоположной части (в месте 2) и снова проходят через каплю воды. Выходя из капли в месте 5, цветные лучи преломляются ещё раз и попадают в глаз наблюдателя. При этом, как и в стеклянной призме, более всего отклоняются от своего первоначального направления фиолетовые лучи видимого спектра, а менее всего — красные. Такое преломление лучей солнечного света происходит одновременно во множестве капель.

Чтобы увидеть радугу, наблюдателю надо стоять между Солнцем и каплями дождя, в которых происходит преломление солнечных лучей, и спиной к Солнцу. Так как цветные лучи выходят из капли под разными Углами, то ясно, что от каждой капли в глаз наблюдателя может попасть лишь один какой-либо цветной луч. Остальные лучи, идущие из той же капли, наблюдатель не увидит, они пройдут мимо его глаза — выше или ниже.

От самых верхних капель, преломлённые лучи от которых ещё увидит наблюдатель, будут падать в глаза наблюдателя лишь красные лучи — ведь они отклоняются при преломлении меньше всех. От капель, лежащих ниже, в глаз будут попадать уже оранжевые лучи. Капли, лежащие ещё ниже, пошлют в глаза наблюдателя уже жёлтые лучи, и так далее — до фиолетовых включительно. Лучи, отражаемые соседними каплями, сливаются и таким образом наблюдатель видит ряд цветных полос-от верхней красной до фиолетовой нижней.

Но почему же мы видим радугу в виде дуги? И это объясняется довольно просто. Соедините мысленно Солнце со всеми точками, лежащими, скажем, на красной полосе радуги, вы получите конусообразную поверхность, ось которой проходит через глаз наблюдателя (рис. 6). Каждая капля на этой поверхности находится в одинаковом отношении как к Солнцу, так и к наблюдателю. Поэтому от всех этих капель в глаз наблюдателя и попадают одни красные лучи. Сливаясь, они и дают красную дугообразную линию. Такую же линию, но оранжевую, образуют дождевые капли, находящиеся ниже, и так далее.
Так образуется радуга, которая видна до тех пор, пока дождевые капли падают достаточно часто и равномерно.

Яркость радуги зависит от количества капелек воды в воздухе и от их размеров. Установлено, что чем крупнее капли, тем ярче радуга. Вот почему радуга особенно ярка во время кратковременного летнего дождя, когда на землю выпадают частые крупные капли. Замечено также, что в зависимости от величины капелек изменяется и вид радуги — меняется яркость и ширина её отдельных полос. Так, капли диаметром от 0,5 до 1 миллиметра дают радугу с яркими фиолетовой и зелёной полосами и с очень слабой голубой полосой. Когда размеры капелек значительно меньше, в радуге мало заметна красная полоса, а более выделяется жёлтая. Например, капельки диаметром в 0,1 долю миллиметра и несколько меньше дают яркую красивую радугу, несколько более широкую, чем обычно, в которой чистого красного цвета нет совсем. Если в радуге ясно заметна белая полоса, то это означает, что величина капель дождя не превышает 0,03 доли миллиметра.

Вообще, чем меньше величина капелек воды, дающих явление радуги, тем белесоватее оттенки радужных цветов, а также тем шире радужная полоса. Таким образом, по виду радужных полос на небе можно определять величину дождевых капель.
Мельчайшие капельки воды, образующие туман и облака, радуги уже не дают.

Когда Солнце находится на горизонте, мы видим радугу в виде полного полукруга. По мере подъёма Солнца радуга постепенно уменьшается в размерах, опускаясь к горизонту. Когда Солнце поднимается над горизонтом выше 42 градусов, радуга уходит за горизонт (градус — единица измерения дуг окружностей; дуга в один градус — 7збо часть окружности; диск Луны, для примера, равен ‘/г градуса). Поэтому-то летом в полдень радуги и не бывает видно. Во второй половине дня, при заходе Солнца, снова можно увидеть радугу.

Таким образом, с земли нельзя увидеть радугу более чем в половину окружности. Но если подняться над землёй, то можно увидеть и почти полный круг радуги.

Чаще всего мы видим одну радугу. Однако нередки случаи, когда на небе появляются одновременно две радужные полосы, расположенные одна над другой. При этом у другой радуги цвета полос располагаются в обратном порядке — верхняя часть дуги имеет фиолетовую окраску, а нижняя — красную.

Причина этого явления также установлена. Двойная радуга объясняется тем, что солнечные лучи дважды отражаются в каплях, находящихся выше капель, дающих обычную радугу. Таксе двойное отражение света в капле воды изображено на рисунке 8. Сравнивая простое отражение света в капле (см. рис. 5) с двойным его отражением, нетрудно установить, что если при простом отражении в глаз попадает красный луч, то при двойном отражении наблюдатель увидит фиолетовый луч.
Схема образования двойной радуги показана на рисунке

Так как при двойном отражении в капле теряется больше света, яркость второй радуги всегда меньше, она выглядит бледнее.
Наблюдают, правда, довольно редко, и ещё большее число радужных небесных дуг — три, четыре и даже пять одновременно!

Это интересное явление наблюдали, например, ленинградцы 24 сентября 1948 года, когда во второй половине дня среди туч над Невой появилось четыре радуги.
Такое явление происходит благодаря тому, что радуга может возникать не только от прямых солнечных лучей; нередко она появляется и в отражённых лучах Солнца. Это можно видеть на берегу морских заливов, больших рек и озёр. Многократные радуги, наблюдаемые на небе одновременно, и вызываются часто этой причиной. Три-четыре такие радуги — обыкновенные и отражённые — опоясавшие небо, создают подчас очень красивую картину.

Так как отражённые от водной поверхности лучи Солнца идут снизу вверх, то радуга, образующаяся в этих лучах, может выглядеть иногда совершенно необычно: «вверх ногами»
И, наконец, расскажем о лунной радуге. Обычно думают, что радуга бывает только днём. На самом деле радуга бывает и ночью, правда, всегда более слабая, и наблюдается она весьма редко. Увидеть такую радугу можно после ночного дождя, когда из-за туч выглянет Луна. Радуга появляется на небе в стороне, противоположной Луне

Ты никогда не мечтал пройти по радуге и попасть в сказочную страну? У меня всегда улучшается настроение, когда я вижу это очень красивое природное явление. Сегодня я отвечу вам на вопрос «Как образуется радуга?»

Давным-давно люди считали радугу дорогой в небеса и верили, что по ней можно добраться до мира Богов.

Теперь радуга имеет свое научное объяснение. После дождя некоторые капельки зависают в воздухе, так и не добравшись до земли. Лучики солнца попадают на капли дождя и, отражаясь от них, словно от зеркала, становятся разноцветными.

Наверное, все замечали, что происходит, когда луч света попадает на поверхность мыльного пузыря. Предмет, который может вот так разложить луч света на различные цвета, называется «призмой». Образуемые цвета создают полоску из цветных сочетающихся линий, которая называется «спектр». И получается, что радуга и есть большой изогнутый спектр, или полоса цветных линий, образовавшихся в результате разложения луча света, проходящего через капельки дождя. В данном случае капли дождя играют роль призмы. Радуга всегда встречается там, где лучи солнца встречают капельки воды. Например, на водопадах, фонтанах.А можно самому сделать завесу капель из ручного пульверизатора и, встав спиною к солнцу, увидеть радугу, созданную собственными руками.

Впервые цвета радуги выделил древнегреческий ученый Ньютон. Правда сначала он определил только пять окрасок — красная, желтая, зеленая, голубая и фиолетовая. Но позже увидел ещё и оранжевый цвет. Однако число 6 в те времена считали дьявольским, и ученый добавил в спектр синий оттенок. Семь — число равное количеству нот музыкальной гаммы, показалось Ньютону очень симпатичным. Так и оставили, хотя на самом деле цвета в радуге плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Вы можете видеть радугу только в том случае, если находитесь строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами). Иначе радуги не увидеть!

Еще одно условие: солнце, ваши глаза и центр радуги должны находиться на одной линии! Если солнце высоко в небе, провести такую прямую линию невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Днем ее увидеть нельзя.

Заметили, что радуга бывает разной по насыщенности цвета? Это зависит от размера капель: чем они больше, тем радуга ярче.

И еще. Вы слышали поговорку: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан»? Первая буква каждого слова обозначает порядок цветов в удивительном и очень красивом явлении природы о котором вы сегодня узнали.

И напоследок хороший снишок от Ирины Гамазковой:

Радуга

Петух увидел радугу:
— Какой красивый хвост!
Баран увидел радугу:
— Какой высокий мост!
И конь глядит на радугу:
— Подкова велика.
Река глядится в радугу:
— И в небе есть река?

1:502 1:507

Люди с незапамятных времён пытались объяснить природу радуги. Жители Древней Руси верили, что разноцветные полосы в небе — это сияющее коромысло, с помощью которого Лада Перуница* черпает воду из моря-океана, чтобы потом оросить ею поля и нивы. Другой версии придерживались американские индейцы, которые были уверены, что радуга — это лестница, ведущая в мир иной. Ну а суровые скандинавы отождествляли небесную дугу с мостом, на котором днём и ночью несёт дозор страж богов Хеймдалль**.

1:1405 1:1410

2:1916

2:4

Чтобы разобраться, почему появляется радуга, необходимо вспомнить о том, что представляет собой луч света. Из курса школьной физики известно, что он состоит из летящих с огромной скоростью частиц — отрезков электромагнитной волны. Короткие и длинные волны различаются по цвету, но все вместе в едином потоке они воспринимаются человеческим глазом как белый свет.

2:732

И только когда луч света «натыкается» на прозрачную преграду — каплю воды или стекло — он распадается на различные цвета.

2:961 2:966

3:1470 3:1475

Самые короткие электромагнитные волны красного цвета обладают наименьшей энергией, поэтому они отклоняются меньше других. Самые же длинные волны фиолетового цвета, напротив, отклоняются больше остальных. Таким образом, большая часть цветов радуги располагается в промежутке между красной и фиолетовой линиями.

3:2062

3:4

Человеческий глаз различает семь цветов — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Но следует иметь в виду, что на самом деле цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

3:421 3:426

4:930 4:935

Чтобы появилась радуга, необходим источник света и повышенная влажность. Цветные полосы видны на небе после дождя и в подсвеченных солнечными лучами капельках тумана. Разглядеть радугу можно и возле водопадов, а также в солнечную погоду на берегах водоёмов.

4:1487 4:1492

Радугу видно только тогда, когда лучи света падают на капли под углом 42°. При этом источник света должен быть расположен за спиной наблюдателя.

4:1853

4:4 4:7 4:12

Радуга может быть разной по ширине и яркости цвета: это напрямую зависит от размера капель, через которые преломляется свет. Если частицы воды крупные — сияющая дуга будет яркой и узкой. Если же капли мелкие, то радуга окажется широкой, но с блёклыми оранжевыми и жёлтыми краями.

4:610 4:615

Да, радуга — это замкнутый круг, нижняя часть которого скрыта под линией горизонта. Увидеть радужное кольцо можно из окна самолёта.

4:946 4:951

5:1455 5:1460

Иногда лучи света, прошедшие внутрь капли, отражаются от неё два и более раз. Тогда на небе видны сразу две радуги (третья и последующие, как правило, не различимы для глаза).Совместно с таким явлением обычно видна и полоса Александра — тёмный участок неба между радугами.

5:2042 5:4

6:508 6:513

Белую радугу также называют туманной. Это редкое природное явление представляет собой широкую блестящую белую дугу. Она появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из мельчайших капелек радиусом около 25 мкм***.

6:1005

Внутренняя сторона белой радуги может быть немного окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя — в оранжевый.

6:1198 6:1203

7:1707

7:4

7:518 7:523

8:1065

Огненная радуга преимущественно появляется в области перистых облаков: мелкие льдинки отражают падающий свет и буквально «зажигают» облака, окрашивая их в различные цвета.

8:1388 8:1393

Да, это возможно. Свет Луны, отражённый частицами воды от дождя или водопада, образует цветовой спектр**** , который ночью неразличим для глаза и кажется белым ввиду особенностей человеческого зрения в условиях плохой освещённости. Лучше всего такая радуга видна во время полнолуния.

8:1981

8:4

Понадобится: стакан, вода, лист бумаги.

9:683

Что делать:

9:708

1. Поставить заполненный водой гранёный стакан к окну, откуда светит солнце.

9:850

2. Лист бумаги положить на пол недалеко от окна так, чтобы на него падал свет.

9:991

3. Смочить окно горячей водой.

9:1047

4. Менять положение стакана и листа бумаги до тех пор, пока радуга не станет видна.

9:1198 9:1203

Понадобится: шланг с водой.

10:1764

10:4

Что делать:

10:29 10:34

1. Взять шланг с бегущей водой и слегка зажать его «горлышко», чтобы появились брызги.

10:192 10:261

3. Присмотреться и увидеть в брызгах радугу.

10:343 10:348 10:410

11:918 11:923

Существуют специальные фразы, которые помогают запомнить последовательность цветов радуги.

11:1096

Первая буква каждого слова соответствует первой букве цвета радужной полосы — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

11:1362 11:1367

Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

11:1452 11:1457

Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь.

11:1545

Крот овце, жирафу, зайке гладил старые фуфайки.

11:92 11:97

Каждый оформитель желает знать, где скачать фотошоп.

11:196 11:201

Кем ощущается жестокий звон гонга сопротивления фатальности?

11:317 11:322 11:395

**** Спектр — совокупность цветовых полос, получающихся при прохождении светового луча через преломляющую среду.

13:434 13:439

Ответ известен: это разноцветная полоса в форме дуги, которая иногда появляется на фоне неба. Радуга – явление одновременно оптическое, атмосферное и погодное. Оно возникает, когда воздух насыщен мельчайшими каплями воды и сквозь них проходит свет.

Случается это после или во время дождя, тумана или в ясную погоду возле бурлящей реки, фонтана, поливальной машины.

Почему радуга цветная?

Радуга состоит из лучей света. Откуда берётся их разноцветность? Мы-то видим свет белым. На самом деле солнечный свет состоит из частиц, которые колеблются с разной частотой. Её наш мозг (благодаря глазам) и различает как цвета. К примеру, лучи с высокой частотой колебаний мы воспринимаем как красные, с низкой – фиолетовые. В общем потоке лучи разных частот перемешаны, и свет кажется белым.

Когда он проходит через капли воды, висящие в воздухе, он меняет направление – преломляется. Причём, разные его лучи преломляются под разными углами: красные под небольшим, а, скажем, фиолетовые – под большим углом. И на выходе из капель «белый» свет распадается на спектр – лучи с разной окраской. Их мы и видим как радугу.

Похожая картинка получается, когда переливается разными цветами плёнка бензина на луже или мыльный пузырь.

Отчего радуга после дождя видна не всегда?

Чтобы родилась видимая радуга, нужно, чтобы поток света был достаточно сильным. В пасмурную погоду радуги не увидать.


При этом свет должен быть перед глазами, а не позади головы. Обычно одни люди видят радугу, а другие – одновременно с первыми – её не видят. Почему? Если солнце спиной, то вы будете видеть свет до того, как он прошёл через капли и заиграл спектром.

Когда солнце стоит слишком высоко, то его лучи после преломления не попадают в глаза. Чем выше солнце – тем дуга радуги меньше. Поэтому радугу не видно в полдень, а чаще её наблюдают в утренние часы или под вечер.

Зато когда вы поднимаетесь (к примеру, по лестнице), всё больше и больше световых лучей попадает в глаза, и радуга растёт. А пассажиры летящего авилайнера видят в иллюминаторы не радужную дугу, а полный круг!

Сколько в радуге цветов?

Не надо улыбаться – вопрос не так глуп, как кажется.

Конечно, мы привыкли, что цветов этих семь, но это дань традиции. Она идёт от Исаака Ньютона. В опытах он показал, откуда берётся спектр. Великий учёный насчитал в радуге пять цветов – красный, желтый, зелёный, голубой и фиолетовый. Однако цифра ему не очень понравилась.

Магическим числом считалась семёрка (семь дней недели, семь чудес света, седьмое небо, семь смертных грехов и т.д.). «Присмотревшись» к радуге, Ньютон добавил спектру два оттенка – оранжевый и индиго (сине-фиолетовый), и цветов стало семь.


А вот древние русичи были уверены, что в ней лишь четыре цвета — червеный, синий, зелёный и багряный. Японцам радуга видится шестицветной – у них зелёный считается разновидностью синего. Короче, у разных народов число радужных цветов колеблется от девяти до двух (светлого и тёмного).

Спрашивать, сколько их «на самом деле», смысла нет – цвета спектра незаметно переходят друг в друга и условно разделять его можно на сколько угодно полос.

Как запомнить порядок цветов в радуге?

Ну, это совсем легко. Мы их помним по первым буквам слов в нехитрой фразе: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан» (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Есть и современный вариант: «Каждый оформитель желает знать, где скачать «Фотошоп».

У англичан фраза про «фазана» выглядит покороче: Run off you girls – boys in view («бегите, девчонки – мальчишки появились»).

Есть вариант посерьёзней: Richard of York gave battle in vain («Ричард Йоркский дал бой напрасно»). Обратите внимание на набор цветов: red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet – англичане сохранили «индиго»! Что поделаешь, в их языке голубой и синий цвета обозначаются одинаково.

Как получить радугу дома?

Увидеть полноценную радугу от пола до потолка вам не удастся. Но всё же…

1. Возьмите CD-диск, поставьте под солнечный свет и меняйте угол наклона. Так нетрудно получить на диске яркие радужные пятна, полосы или круг по его краю.


2. В солнечный день поставьте миску с водой на подоконник или столик у окна. На дно её положите зеркало. Взяв в руку , двигайте его и зеркало так, чтобы на бумагу попал поток лучей, отражённый зеркалом. Свет от него, проходя слой воды, будет разлагаться на спектр. На бумаге появится кусочек радуги.

Что вызывает радугу? | NOAA SciJinks – Все о погоде

Краткий ответ:

Радуга вызвана солнечным светом и атмосферными условиями. Свет входит в каплю воды, замедляется и изгибается по мере перехода из воздуха в более плотную воду. Свет отражается от внутренней части капли, разделяясь на составляющие длины волн — или цвета. Когда свет выходит из капли, он образует радугу.

Если бы вы вообще не знали, что такое радуга и что ее вызывает, вы могли бы на самом деле поверить в некоторые легенды, созданные различными древними культурами для ее объяснения.Радуга — одно из самых красивых проявлений природы.

Rainbow at Suuroy, Фарерские острова. Фото Эрика Кристенсена.

Радуга на самом деле не является «вещью» и не существует в определенном «месте». Это оптическое явление, которое возникает, когда солнечный свет и атмосферные условия являются правильными, а положение зрителя позволяет его увидеть.

Когда можно увидеть радугу?

Радуга требует, чтобы капли воды плавали в воздухе.Вот почему мы видим их сразу после дождя. Чтобы появилась радуга, Солнце должно быть позади вас, а облака должны рассеяться от Солнца.

Почему радуга — это лук или дуга?

Полная радуга на самом деле представляет собой полный круг, но с земли мы видим только его часть. С самолета в правильных условиях можно увидеть всю круглую радугу.

С летящего самолета вы можете увидеть радугу в виде полного круга. Кредит: НОАА.

Что происходит в каплях воды?

Солнечный свет падает на каплю воды.Когда свет проходит в каплю, он немного изгибается или преломляется, потому что в воде свет распространяется медленнее, чем в воздухе (поскольку вода плотнее). Затем свет отражается от задней части капли воды и возвращается тем же путем, которым пришел, снова изгибаясь, поскольку он ускоряется, когда выходит из капли воды.

Свет входит в каплю воды, изгибаясь и немного замедляясь при переходе из воздуха в более плотную воду. Свет отражается от внутренней части капли, разделяясь на составляющие длины волн — или цвета.Когда он выходит из капли, он образует радугу.

Почему цвета?

Солнечный свет состоит из множества длин волн или цветов света. Некоторые из этих длин волн изгибаются больше, чем другие, когда свет попадает в каплю воды. Фиолетовый (самая короткая длина волны видимого света) изгибается больше всего, красный (самая длинная длина волны видимого света) изгибается меньше всего. Поэтому, когда свет выходит из капли воды, он разделяется на все длины волн. Свет, отражающийся к вам, наблюдатель с солнечным светом, идущим сзади вас, от капель воды будет казаться разделенным на все цвета радуги! Фиолетовый будет снизу, а красный сверху.

Что делает двойную радугу?

Вторичная радуга появляется, если солнечный свет дважды отражается внутри капель воды. Вторичные радуги тусклее, а порядок цветов обратный, с красным внизу. Предоставлено: Леонардо Вайс через Wikimedia Commons.

Иногда над основной радугой можно увидеть другую, более тусклую вторичную радугу. Первичная радуга возникает из-за одного отражения внутри капли воды. Вторичная радуга вызвана вторым отражением внутри капли, и этот «переотраженный» свет выходит из капли под другим углом (50° вместо 42° для красной первичной дуги).Вот почему вторичная радуга появляется над первичной радугой. Вторичная радуга также будет иметь обратный порядок цветов: красный внизу и фиолетовый вверху.

Что вызывает радугу? | HowStuffWorks

Два дня назад вопрос дня был «Почему небо голубое?» По какой-то причине это вызвало поток вопросов «Что вызывает радугу?» вопросы, так что давайте пройдемся по природе радуги.

Вы знаете, что свет состоит из множества цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго, фиолетового.Вот почему призма может принимать белый свет с одной стороны и создавать собственную мини-радугу с другой стороны. Чтобы понять радугу, вы должны начать с понимания того, что происходит внутри призмы, чтобы позволить ей разделить белый свет на его цвета.

Призма представляет собой треугольный кусок стекла или пластика. Чтобы заставить его создавать мини-радугу, вы позволяете узкой полосе белого света падать на одну грань треугольника, например:

(см. эту страницу для аккуратного Java-апплета, демонстрирующего дисперсию призмы.)

Рассеивание цветов в призме происходит из-за чего-то, называемого показателем преломления стекла. Каждый материал имеет свой показатель преломления. Когда свет попадает в материал (например, когда свет, проходящий через воздух, попадает в стекло призмы), разница в показателе преломления воздуха и стекла вызывает искривление света. Угол изгиба различен для разных длин волн света. Когда белый свет проходит через две грани призмы, разные цвета преломляются в разной степени и при этом распространяются в виде радуги.

В радуге капли дождя в воздухе действуют как крошечные призмы. Свет входит в каплю дождя , отражается от края капли и выходит. При этом он разбивается на спектр точно так же, как в треугольной стеклянной призме, вот так:

Угол между входящим лучом света и лучом, выходящим из капель, составляет 42 градуса для красного и 40 градусов для фиолетового. Вы можете видеть на этой диаграмме, что углы заставляют разные цвета от разных капель достигать ваших глаз, образуя круговой цветной ободок в небе — радугу! В двойной радуге получается вторая дуга, потому что капли могут иметь два внутренних отражения и получать одинаковый эффект.Капли должны быть подходящего размера, чтобы заработали два отражения.

В следующий раз, когда вы увидите радугу, вы увидите ее в совершенно новом свете. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с разделом «Как работают радуги».

Weather Wiz Kids Информация о погоде для детей

Оптический Иллюзии   Почему небо синий? Солнце освещает нашу планету белым и черным светом. В белом свете есть все цвета.В верхних слоях атмосферы у нас есть пыль частицы и молекулы кислорода. Белый свет означает все цвета в радуга сияет сквозь верхние слои атмосферы и голубой свет разлетается по всей планете. Вот почему наше небо голубое. Сейчас, во время на восходе и закате свет, проходящий через атмосферу, длиннее на горизонт, то если бы вы посмотрели высоко в небо. Есть больше пыли частицы и молекулы кислорода на горизонте, вот почему вы видите такие красивые цвета, такие как красный, оранжевый и желтый. Как получить радугу? Радуга впечатляет лучи цвета. Солнечный свет кажется белым, но на самом деле он состоит из разных цвета… красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Солнце делает радуги, когда белый солнечный свет проходит через капли дождя. Капли дождя действуют как крошечные призмы. Они искажают разные цвета в белом свете, поэтому свет расплывается в полосу цветов, которые могут отражаться к вам как радуга. Где искать радуга? Чтобы увидеть радуга. Во-первых, должен быть дождь. Во-вторых, должно светить солнце. В-третьих наблюдатель должен находиться между солнцем и дождем. Чем ниже солнце на небе, тем выше будет дуга радуги. Могут ли радуги сделать полный круг? Если бы вы могли подняться высоко достаточно в небе, тогда вы увидите, что некоторые радуги продолжаются ниже горизонт.Это потому, что когда солнце и дождь образуют радугу, они действительно сделать полный круг радуги. Мы не можем видеть весь круг, потому что горизонт закрывает его от нашего взгляда. Пилоты высоко в небе иногда сообщают увидеть настоящую радугу полного круга. Есть ли двойные радуги? Да, бывают! То внутренняя и более яркая радуга имеет красный цвет вверху и синий цвет внизу боковая сторона. Внешняя и более тусклая радуга имеет цветовую схему перевернутый. Что такое перевернутая радуга? Перевернутый Радуга — это необычное явление, вызванное солнечным светом, сияющим сквозь тонкую, видимый экран крошечных ледяных кристаллов высоко в небе. Достаточно интересно, это не имеет ничего общего с дождем. Некоторые люди называют это «улыбкой». радуга». Почему Вы никогда не можете найти конец радуги? Радуга — это оптическая иллюзия, поэтому ее просто не уловишь. до этого. Когда ты двигаешься, оно тоже! Может ли радуга появляться во время ночь? Да, они называются луноходами! Ночная радуга очень редка и появляется только при яркой луне. достаточно и правильно расположен по отношению к падающему дождю, чтобы произвести красивый эффект. Что такое северное сияние? Северное сияние, обычно называемые северным сиянием, являются результатом взаимодействия между Солнце и внешняя атмосфера Земли. Они являются одним из самых эффектных световых показывает, как яркие цвета светятся в небе. В Южном полушарии он называется Австралийским сиянием. Что вызывает полярные сияния? Большинство полярных сияний возникает в ответ на энергичные частицы солнечной бури, которые вызывают газы тонкого верхнего атмосфера, чтобы светиться.Они происходят на высоте от 50 до 100 миль над Земля. Полярное сияние может длиться от нескольких минут до нескольких часов. Полярные сияния наиболее распространены в полярных регионах. Различные цвета, из которых зеленый преобладают красный и красный, являются результатом различных световых излучений кислорода и газообразный азот, питаемый солнечными частицами. Что такое сумеречные лучи? Сумеречные лучи — это полосы солнечного света, проникающие сквозь разрывы в облаках на горизонте. Что такое гало? Гало — это кольцо вокруг Луны. или солнце, возникающее в результате преломления света через тонкое облако кристаллов льда. Ореол имел красный цвет на внутренней стороне кольца, переходящий в синий на внутренней стороне кольца. за пределами. Что солнечные собаки? Солнечные собаки яркие пятна, которые появляются по обе стороны от солнца, когда есть тонкие слои высокой ледяные кристаллические облака, также известные как перистые облака.Это может произойти и при ночь. Их называют лунными собаками. Что такое солнце столбы? Солнечные столбы светящиеся вертикальные полосы света, а иногда и слегка красноватого цвета, простирающийся сверху и снизу от солнца. Они являются результатом действия света. отражается зеркальными поверхностями кристаллов льда. Их часто можно увидеть вокруг восхода и захода солнца. Что такое голубая луна? Термин используется, когда полнолуние происходит дважды в один и тот же календарный месяц.Это происходит каждые 2,7 года и никогда в феврале месяце, потому что есть не хватает дней. Но действительно ли луна голубая? По-разному! Большинство лун не синий, а при извержении вулкана или даже лесном пожаре дым в небе может окрашивать луну в голубой цвет. Что такое синие струи? Голубая струя выглядит как столб синего света, разбрызгивается на вершине грозы со скоростью 62 мили в секунду. Они иногда достигают высоты от 25 до 30 миль.Что именно вызывает синие струи Неизвестный. Что такое мираж? Мираж — это преломление явления, при которых образ какого-либо предмета оказывается смещенным от его истинного должность. Типичным примером миража является появление воды на некотором расстоянии. по шоссе в жаркий летний день. Что такое спрайты? Спрайты представляют собой огромные световые пятна, которые ненадолго появляются над грозами. Они могут расширить 55-60 миль в ионосферу и может быть 100 и более миль в ширину.Большинство невидимы невооруженным глазом на земле. Увидеть их лучше всего с высоколетящий самолет. Кто такие эльфы? Эльфы — яркие вспышки света в ночном небе в результате молнии во время грозы. Разреженная верхняя атмосфера дает от короткого свечения, когда электромагнитный импульс от молнии проходит на пути в открытый космос. Эльфы слишком быстры, чтобы их можно было увидеть голыми глаз, длящийся менее одной тысячной секунды. Оптические иллюзии План урока: Вот отличные планы уроков по радуги. Радуга Эксперимент: Вот отличный эксперимент, который позволяет детям радуга в помещении. Радужный эксперимент: Вот большой эксперимент, который позволяет детям сделать радуга. Изучение цветов Эксперимент: Вот отличный эксперимент, который позволяет детям понять, что такое основные цвета и как их смешивать, чтобы получить вторичные цвета. Голубое небо Эксперимент: Вот отличный эксперимент, который позволяет детям визуально видеть и понимать, почему небо голубое. Научная ярмарка Идеи проекта: Вот полный список идей проекта научной ярмарки. Откройте для себя науку, стоящую за погода, которая воздействует на нас каждый день.

радуга | Национальное географическое общество

Радуга — это разноцветная дуга, образованная светом, падающим на капли воды.

 

Самый известный тип радуги возникает, когда солнечный свет падает на капли дождя перед зрителем под определенным углом (42 градуса). Радуги также можно увидеть вокруг тумана, морских брызг или водопадов.

 

Радуга — это оптическая иллюзия, она не существует в определенном месте на небе. Внешний вид радуги зависит от того, где вы стоите и куда светит солнце (или другой источник света).

 

Солнце или другой источник света обычно находится позади человека, видящего радугу.На самом деле центр первичной радуги — это антисолнечная точка, воображаемая точка, точно противоположная солнцу.

 

Радуги являются результатом преломления и отражения света. И преломление, и отражение — явления, связанные с изменением направления волны. Преломленная волна может казаться «изогнутой», в то время как отраженная волна может казаться «отскакивающей» от поверхности или другого волнового фронта.

 

Свет, попадая в каплю воды, преломляется. Затем он отражается задней частью капли.Когда этот отраженный свет покидает каплю, он снова преломляется под разными углами.

 

Радиус радуги определяется показателем преломления капель воды. Показатель преломления — это мера того, насколько преломляется (изгибается) луч света при переходе из одной среды в другую — например, из воздуха в воду. Капля с высоким показателем преломления поможет создать радугу меньшего радиуса. Соленая вода имеет более высокий показатель преломления, чем, например, пресная вода, поэтому радуги, образованные морскими брызгами, будут меньше, чем радуги, образованные дождем.

 

Радуги на самом деле полные круги. Антисолнечная точка является центром круга. Зрители в самолетах иногда могут видеть эти круглые радуги.

 

Зрители на земле могут видеть только свет, отраженный каплями дождя над горизонтом. Поскольку горизонт каждого человека немного отличается, никто на самом деле не видит полную радугу с земли. На самом деле никто не видит одну и ту же радугу — у каждого человека разная антисолнечная точка, у каждого человека разный горизонт.Тот, кто предстанет перед одним зрителем ниже или ближе к «концу» радуги, увидит другую радугу, простирающуюся за пределы его или ее собственного горизонта.

 

Цвета

 

Радуга проявляется как спектр света: полоса знакомых цветов, включающая красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Имя «Рой Г. Бив» — это простой способ запомнить цвета радуги и порядок их появления: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. (Однако многие ученые считают, что индиго слишком близок к синему, чтобы его можно было по-настоящему различить.)

 

Белый свет – это то, как наши глаза воспринимают все цвета радуги, смешанные вместе. Солнечный свет кажется белым.

 

Когда солнечный свет падает на каплю дождя, часть света отражается. Электромагнитный спектр состоит из света с разными длинами волн, и каждая из них отражается под разным углом. Таким образом, спектр разделяется, создавая радугу.

 

Красный цвет имеет самую большую длину волны видимого света, около 650 нанометров. Обычно он появляется на внешней части арки радуги.Фиолетовый цвет имеет самую короткую длину волны (около 400 нанометров) и обычно появляется на внутренней дуге радуги.

 

По краям цвета радуги фактически перекрываются. Это создает блеск «белого» света, делая внутреннюю часть радуги намного ярче, чем внешнюю.

 

 

Вариации радуги

 

Свечение

Атмосфера напротив радуги, обращенная к солнцу, часто светится.Это свечение появляется, когда между зрителем и солнцем падает дождь или изморось.

 

Свечение образуется за счет прохождения света через капли дождя, а не отражения от них. Некоторые ученые называют это свечение свечением нулевого порядка.

 

Двойная радуга

Иногда зритель может увидеть «двойную радугу». При этом явлении над первичной появляется слабая вторичная радуга.

 

Двойная радуга возникает из-за того, что свет дважды отражается внутри капли дождя.В результате этого второго отражения спектр вторичной радуги меняется на противоположный: красный находится на внутренней части арки, а фиолетовый — на внешней.

 

Радуги высшего порядка

Свет может отражаться под разными углами внутри капли дождя. «Порядок» радуги — это ее отражающее число. (Первичные радуги — это радуги первого порядка, а вторичные радуги — это радуги второго порядка.) Радуги более высокого порядка кажутся зрителям, смотрящим как на солнце, так и от него.

 

Третичная радуга, например, видна зрителю, смотрящему на солнце. Третичные радуги — это радуги третьего порядка — третьего отражения света. Их спектр такой же, как у первичной радуги.

 

Третичные радуги трудно увидеть по трем основным причинам. Во-первых, зритель смотрит на солнце — центр третичной радуги — это не антисолнечная точка, а само солнце. Во-вторых, третичная радуга намного слабее первичной или вторичной радуги.Наконец, третичные радуги намного, намного шире, чем первичные и вторичные радуги.

 

Четвертичные радуги — это радуги четвертого порядка, и они также появляются у зрителей, стоящих лицом к солнцу. Они даже слабее и шире, чем третичные радуги.

 

Помимо четвертичных радуг, радуги более высокого порядка названы по их отражающему числу или порядку. В лаборатории ученые обнаружили радугу 200-го порядка.

 

Двойная радуга

Двойная радуга — это две разные радуги, созданные из одной конечной точки.Двойная радуга возникает в результате попадания света в воздушную массу с каплями воды разного размера и формы — обычно это дождевое облако с дождевыми каплями разного размера и формы.

 

Дополнительный Радужный

Сверхштатная радуга — это тонкая дуга пастельного цвета, обычно появляющаяся под внутренней дугой радуги. Сверхштуцеры являются результатом сложного взаимодействия световых лучей в воздушной массе с мелкими, аналогичными по размеру каплями воды.

 

В нештатной формации отраженные лучи взаимодействуют способами, называемыми конструктивной и деструктивной интерференцией.Свет либо усиливается (конструктивная интерференция), либо подавляется (деструктивная интерференция). Интерференция отвечает за более светлые оттенки и более узкие полосы сверхштатных.

 

Отражение Радуга

Отражение радуги появляется над водоемом. Первичная радуга отражается водой, а отраженный свет создает отражательную радугу. Радуги отражения не отражают основную радугу — они часто кажутся простирающимися над ней.

 

Отраженная радуга

Отраженная радуга появляется прямо на поверхности водоема. Отраженная радуга создается лучами света, отраженными поверхностью воды после того, как лучи прошли через капли воды. Отраженные радуги, кажется, не образуют круг с первичной радугой, хотя их конечные точки, кажется, встречаются в миндалевидном образовании.

 

Красная радуга

Красная радуга, также называемая монохромной радугой, обычно появляется на восходе или закате солнца.За это время солнечный свет проходит дальше в атмосфере, и более короткие волны (синий и фиолетовый) рассеиваются. В этой радуге видны только длинноволновые красные цвета.

 

Противотуманная фара

Туманная радуга формируется почти так же, как и первичная радуга. Свет в туманной дужке преломляется и отражается туманом (капли воды, взвешенные в воздухе). Туманная радуга, видимая в облаках, называется облачной радугой.

 

Поскольку капли воды в тумане намного меньше, чем капли дождя, туманные дуги имеют гораздо более бледные цвета, чем радуга.На самом деле, у некоторых туманных дужек вообще мало различимых цветов, и они кажутся в основном белыми с красноватым оттенком на внешнем крае и голубоватым оттенком на внутреннем крае.

 

Лунная стрела

Лунная радуга, также называемая лунной радугой, представляет собой радугу, создаваемую светом, отраженным Луной.

 

Сама Луна, конечно, не излучает света. Лунный свет — это отраженный солнечный свет, а также некоторый звездный свет и «земной свет». Поскольку лунный свет намного слабее солнечного, лунные лучи тусклее радуги.

 

Радуги в мифах

 

Радуги являются частью мифов многих культур по всему миру. Радуги часто изображают как мосты между людьми и сверхъестественными существами. В скандинавской мифологии, например, радуга, называемая Биврёст, соединяет Землю с Асгардом, где живут боги. В древних верованиях Японии и Габона радуга была мостом, по которому предки человека спускались на планету.

 

Форма радуги также напоминает лук лучника.Индуистская культура учит, что бог Индра использует свой радужный лук, чтобы стрелять стрелами молнии.

 

Радуги обычно являются положительными символами в мифах и легендах. В «Эпосе о Гильгамеше», а затем и в Библии радуга является символом божества (богини Иштар и еврейского бога), чтобы никогда больше не уничтожать Землю наводнениями.

 

Однако иногда радуга является отрицательным символом. Например, в некоторых частях Бирмы радугу считают демоном, угрожающим детям. Племена по всему бассейну Амазонки связывают радугу с болезнями.

 

Возможно, самый известный фрагмент мифологии, связанный с радугой, — это ирландская легенда о горшке с золотом на конце радуги. Золото охраняет хитрый лепрекон, но, поскольку никто не видит одну и ту же радугу, а радуги не «кончаются» (это круги), никто никогда не находит ни золота, ни волшебного существа.

 

Радужные флажки

 

Радужные флаги обычно представляют собой полосы (полосы) не менее пяти разных цветов. Радужные флаги уже давно представляют группы, выступающие за разнообразие, уважение и инклюзивность.

 

Випхала — это разновидность радужного флага. Это символ общин коренных жителей Анд, простирающихся от современного Эквадора до Чили. Випхала является официальным флагом Боливии с 2009 года, когда страна избрала своего первого президента из числа коренного населения Эво Моралеса. Wiphala имеет диагональный лоскутный дизайн с квадратами разных цветов радуги. Разное расположение лоскутных квадратов представляет разные сообщества Анд.

 

Буддийский флаг, разработанный в 19 веке, развевается буддистами по всему миру.Это вертикальное расположение шести полос, каждая из которых представляет отдельный аспект буддизма, от доброты до умеренности, от благословения до мудрости.

 

Еврейская автономная область, община на границе России с Китаем, представлена ​​семиполосным радужным флагом. Семь полос символизируют семь ветвей меноры.

 

Наиболее знакомым радужным флагом может быть баннер, представляющий движение, поддерживающее гражданские права членов сообщества лесбиянок, геев, бисексуалов и трансгендеров (ЛГБТ).Различные цвета флага «Гордости ЛГБТ» представляют само разнообразное сообщество, а также различные аспекты, связанные с каждым цветом. Оранжевый, например, символизирует здоровье и исцеление, а зеленый символизирует природу.

Познакомьтесь с «Firebows», плоскими, похожими на радугу стеками, которые появляются в солнечном небе

Когда в начале июля 2021 года по небу над частями центральной и западной Пенсильвании протянулся сложенный спектр цветов, Джо Мерго упустил это. Он был в Италии со своей семьей.Возможно, это было уместно. Зрелище, видимое как минимум в четырех округах на расстоянии 40 или 50 миль, немного напоминало радужное печенье из итало-американской кондитерской — красный, желтый, зеленый, рифф на цветах итальянского флага. Это было знакомое зрелище, но оно появилось в солнечный день с тонкими облаками. Многих зрителей это смутило.

Вернувшись домой, Мурго, главный метеоролог местного телеканала WTAJ, не удивился тому, что до него дошли истории и фотографии штабеля.За 20 лет работы на станции он много раз повидал погоду в Пенсильвании. По его словам, это конкретное явление не является чем-то необычным, но, похоже, оно никогда не перестает интриговать людей. «Комментарий номер один: «Эй, как у нас это получается? Дождя нет», — говорит он. «Небо голубое — откуда может быть радуга?»

Префектура Фукусима, Япония.ろふね/Wikimedia/CC BY-SA 4.0

Ответ в том, что это не радуга. Стек цветов известен как круговая (или окологоризонтальная) дуга или иногда «огненная лука».

Хотя слово «дуга» подразумевает некоторую летучесть, огненный лук больше похож на плоскую полосу, чем на фирменный полукруг радуги. Эти станнеры тоже формируются по-разному. Вы можете увидеть радугу, когда солнечный свет проходит мимо вас сзади и попадает на капли воды (от дождя, тумана или из шланга) перед вами. С другой стороны, огненные дуги образуются, когда солнце находится довольно высоко в небе — более чем на 58 градусов над горизонтом — и солнечный свет преломляется кристаллами льда в высотных облаках.Устроенные именно так кристаллы льда в далеких перистых облаках ведут себя как «крохотные маленькие призмы», согласно НАСА, рассеивая свет и производя не совсем огненное шоу.

Алентежу, Португалия. Nbarr/Wikimedia/CC BY-SA 3.0

Огненные луки — не единственные красочные потенциальные обитатели солнечного неба. Так называемые радужные облака имеют похожие оттенки, но они кажутся более размытыми и закрученными. Если то, что вы видите, кажется аккуратным и организованным, велика вероятность, что вы видите огненный лук.

Вероятность увидеть одного из них зависит от времени года и местоположения.Чтобы солнечный свет падал на кристаллы льда под правильным углом, солнце должно находиться в определенном положении, которое более вероятно в те месяцы, когда солнце поднимается выше всего. В северном полушарии это делает явление наиболее вероятным летом. Мурго говорит, что зимой он часто замечает что-то подобное на лыжных подъемниках — на самом деле, околозенитные дуги, своего рода ореол, похожий на вздыбленную радугу. (И красиво перемешанные радужные облака можно увидеть круглый год.) В целом, по данным Общества оценки облаков, люди в более низких широтах имеют больше шансов обнаружить огненные луки.На широтах выше 56 градусов северной широты солнце не восходит, а это означает, что наблюдателям за небом вокруг Санкт-Петербурга, большей части Квебека и большей части Аляски (не говоря уже о их более северных соседях) не повезло.

Радужные облака похожи на растаявший щербет. Mark Winterbourne/Wikimedia/CC by 2.0

Огненные луки иногда висят дольше радуги, говорит Мурго, особенно когда густые грозовые тучи не проносятся мимо и не закрывают их. Чтобы определить, сможете ли вы его обнаружить, вы можете рассчитать высоту солнца рядом с вами и надеяться, что появятся подходящие условия.Или вы можете отказаться от этого и просто относиться к небу как к кондитерскому изделию, скользя по нему взглядом в поисках того или иного красочного угощения.

Учебник по физике: радужная формация

Одним из самых великолепных шедевров природы является радуга. Радуга — превосходная демонстрация дисперсии света и еще одно доказательство того, что видимый свет состоит из спектра длин волн, каждая из которых связана с определенным цветом. Чтобы увидеть радугу, вы должны стоять спиной к солнцу, когда вы смотрите под углом примерно 40 градусов над землей в область атмосферы с взвешенными каплями воды или даже легким туманом.Каждая отдельная капля воды действует как крошечная призма, которая одновременно рассеивает свет и отражает его обратно к вашему глазу. Когда вы смотрите в небо, волны света, соответствующие определенному цвету, достигают вашего глаза из скопления капель. Чистый эффект огромного количества капель заключается в том, что по небу видна дуга окружности ROYGBIV. Но как именно капли воды рассеиваются и отражают свет? И почему шаблон всегда отображается как ROYGBIV сверху вниз? Это вопросы, которые мы постараемся понять на этой странице учебника по физике.Чтобы понять эти вопросы, нам нужно будет опираться на наше понимание преломления, внутреннего отражения и дисперсии.

 

Путь света через каплю

Совокупность взвешенных капель воды в атмосфере служит преломителем света. Вода представляет собой среду с оптической плотностью, отличной от окружающего воздуха. Световые волны преломляются, когда пересекают границу из одной среды в другую.Уменьшение скорости при попадании света в каплю воды вызывает искривление пути света по направлению к нормали. А при выходе из капли свет ускоряется и отклоняется от нормы. Капля вызывает отклонение на пути света, когда он входит в каплю и выходит из нее.

Существует бесчисленное множество путей, по которым солнечные лучи могут проходить через каплю. Каждый путь характеризуется этим отклонением от нормального и от него. Одним из путей, имеющих большое значение в обсуждении радуги, является путь, на котором свет преломляется в капле, отражается внутри, а затем преломляется из капли.На схеме справа показан такой путь. Световой луч от солнца входит в каплю с легкой нисходящей траекторией. Дважды преломившись и один раз отразившись, световой луч рассеивается и отклоняется вниз к наблюдателю на поверхности земли. Другие места входа в каплю могут привести к аналогичным путям или даже к свету, продолжающемуся через каплю и выходящему на противоположную сторону без значительного внутреннего отражения. Но для места входа, показанного на диаграмме справа, существует оптимальная концентрация света, выходящего из воздушной капли под углом к ​​земле.Как и в случае преломления света через призмы с непараллельными сторонами, преломление света на двух границах капли приводит к рассеиванию света в цветовом спектре. Синий и фиолетовый свет с более короткой длиной волны преломляют немного больше, чем красный свет с большей длиной волны. Поскольку границы не параллельны друг другу, двойное преломление приводит к четкому разделению солнечного света на составляющие его цвета.

Угол отклонения между падающими световыми лучами от солнца и преломленными лучами, направленными в глаза наблюдателя, составляет примерно 42 градуса для красного света.Из-за тенденции синего света с более короткой длиной волны преломлять больше, чем красного света, его угол отклонения от исходных солнечных лучей составляет примерно 40 градусов. Как показано на диаграмме, красный свет преломляется от капли под более крутым углом к ​​наблюдателю на земле. Существует множество путей, по которым первоначальный луч может пройти через каплю и затем наклониться к земле. Некоторые пути зависят от того, с какой частью капли соприкасаются падающие лучи.Другие пути зависят от положения солнца на небе и последующей траектории падающих лучей к капле. И все же наибольшая концентрация исходящих лучей приходится на эти углы отклонения 40-42 градуса. Под этими углами рассеянный свет достаточно яркий, чтобы в небе отображалась радуга. Теперь, когда мы понимаем путь света через отдельную каплю, мы можем подойти к вопросу о том, как формируется радуга.

 

Формирование радуги

Радуга чаще всего рассматривается как дуга окружности в небе.Наблюдатель на земле наблюдает за цветным полукругом, где красный цвет воспринимается снаружи или сверху лука. Те, кому посчастливилось увидеть радугу с самолета в небе, могут знать, что радуга на самом деле может быть полным кругом. Наблюдатели на земле видят только верхнюю половину круга, поскольку нижней половине дуги окружности препятствует присутствие земли (и довольно очевидный факт, что взвешенные капли воды не присутствуют под землей).Тем не менее, наблюдатели в воздухе часто могут смотреть как вверх, так и вниз, чтобы увидеть всю круглую дугу.

Круг (или полукруг) получается потому, что в атмосфере имеется скопление взвешенных капель, способных концентрировать рассеянный свет под углами отклонения 40-42 градуса относительно исходного пути света от солнца. Эти капли фактически образуют дугу окружности, при этом каждая капля внутри дуги рассеивает свет и отражает его обратно к наблюдателю.Каждая капля внутри дуги преломляет и рассеивает весь спектр видимого света (ROYGBIV). Как описано выше, красный свет преломляется каплей под более крутым углом к ​​земле, чем синий свет. Таким образом, когда наблюдатель смотрит под более крутым углом по отношению к земле, капли воды в пределах этой линии взгляда преломляют красный свет к глазу наблюдателя. Синий свет от этих же капель направлен под менее крутым углом и направлен по траектории, проходящей над головой наблюдателя.Таким образом, это красный свет, который виден, если смотреть под более крутыми углами относительно земли. Точно так же при взгляде под менее крутым углом капли воды в пределах этой линии обзора направляют синий свет в глаз наблюдателя, а красный свет направлен вниз под более крутым углом к ​​ногам наблюдателя. Это обсуждение объясняет, почему именно красный свет наблюдается вверху и на внешнем периметре радуги, а синий свет наблюдается внизу и на внутреннем периметре радуги.

 

 

Радуга не ограничивается рассеиванием света дождевыми каплями. Брызги воды у основания водопада вызывают водяной туман в воздухе, что часто приводит к образованию радуги. Разбрызгиватель воды на заднем дворе — еще один распространенный источник радуги. Яркий солнечный свет, взвешенные капельки воды и правильный угол обзора — три необходимых компонента для просмотра одного из самых великолепных шедевров природы.

Почему небо голубое?

Краткий ответ:

Солнечный свет достигает атмосферы Земли и рассеивается во всех направлениях всеми газами и частицами в воздухе. Синий свет рассеивается больше, чем другие цвета, потому что он распространяется в виде более коротких и меньших волн. Вот почему мы видим голубое небо большую часть времени.

Посмотрите это видео о том, почему небо голубое! Голос за кадром предоставил ученый НАСА Dr.Мугега Стрикер.

Легко заметить, что небо голубое. Вы когда-нибудь задумывались, почему?

У многих других умных людей тоже. И долго разбирался!

Свет Солнца кажется белым. Но на самом деле он состоит из всех цветов радуги.

Когда белый свет проходит через призму, свет разделяется на все его цвета. Призма – это кристалл особой формы.

Если вы побывали в Стране Волшебных окон, то узнали, что свет, который вы видите, — это всего лишь крошечная частица всех видов световой энергии, излучаемой вокруг вселенной — и вокруг вас!

Подобно энергии, проходящей через океан, световая энергия также распространяется волнами.Некоторый свет распространяется короткими «прерывистыми» волнами. Другой свет распространяется длинными, ленивыми волнами. Синие световые волны короче красных световых волн.

Весь свет распространяется прямолинейно, если что-то не мешает и не выполняет одно из следующих действий:

Солнечный свет достигает атмосферы Земли и рассеивается во всех направлениях всеми газами и частицами в воздухе. Синий свет рассеивается во всех направлениях крошечными молекулами воздуха в атмосфере Земли.Синий рассеивается больше, чем другие цвета, потому что он распространяется в виде более коротких и меньших волн. Вот почему мы видим голубое небо большую часть времени.

Ближе к горизонту небо становится светло-голубым или белым. Солнечный свет, достигающий нас снизу, проходит через даже больше воздуха, чем солнечный свет, достигающий нас сверху. Когда солнечный свет прошел через весь этот воздух, молекулы воздуха рассеивают и re рассеивают синий свет много раз во многих направлениях .

Кроме того, поверхность Земли имеет отраженных и рассеянных света. Все это рассеяние снова смешивает цвета, поэтому мы видим больше белого и меньше синего.

Что делает закат красным?

По мере того, как Солнце опускается в небе, его свет проходит через большую часть атмосферы, чтобы достичь вас. Рассеивается еще больше синего света, позволяя красному и желтому проникать прямо к вашим глазам.

Иногда кажется, что все западное небо светится.Небо кажется красным, потому что мелкие частицы пыли, загрязнений или других аэрозолей также рассеивают синий свет, оставляя больше чисто красного и желтого света, которые проходят через атмосферу.

На других планетах небо тоже голубое?

Все зависит от того, что в атмосфере! Например, у Марса очень тонкая атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа и заполненная мелкими частицами пыли. Эти мелкие частицы рассеивают свет иначе, чем газы и частицы в атмосфере Земли.

Фотографии с марсоходов и спускаемых аппаратов НАСА на Марсе показали нам, что на закате на самом деле происходит противоположное тому, что вы испытали бы на Земле. Днем марсианское небо приобретает оранжевый или красноватый цвет. Но когда Солнце садится, небо вокруг Солнца начинает приобретать серо-голубой оттенок.

Верхнее изображение показывает марсианское небо оранжевого цвета в дневное время, а нижнее изображение показывает голубое небо на закате. Оба изображения были сделаны посадочным модулем NASA Mars Pathfinder.Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения

.

Связанные ресурсы для преподавателей

Наш мир: закаты и атмосфера

.