Как и почему образуется радуга?
После проливного дождя многие из нас часто становятся свидетелями такого красивого феномена природы как радуга. Ее завораживающий вид мгновенно заставляет позабыть о непогоде и прошедшем дожде. С давних времен из-за обычного незнания, почему образуется радуга, человеческая фантазия породила множество мифических легенд и невероятных сказок, связанных с происхождением этого природного явления. Научных фактов, которые объяснили бы, как образуется радуга, град или гром, тогда попросту не существовало. Например, в Древней Индии свято верили, что радуга - это лук Индры - повелителя небесного царства. Древние греки наблюдали после дождя над головой радужное одеяние златокрылой богини Ириды. В Древнем Китае радугу принимали за небесного дракона, соединяющего землю и небожителей. В свою очередь, "Коренные народы" США считали, что она прокладывает путь в потусторонний мир. А первые обитатели Скандинавии были на 100% уверены, что на разноцветном мосту за всеми внимательно наблюдает Хеймдалль - страж местных богов. В этой статье с помощью научных фактов мы попробуем понять, почему образуется радуга на небе. Ведь возможно, что любопытный ребенок застанет нас врасплох таким интересным вопросом.
1. Почему появляется радуга?
Рождение яркой радуги на небосклоне непосредственно связано с дождем. Как все мы замечали, семицвет появляется либо во время небольшой мороси, либо как только она закончится. По окончанию дождя небо остается покрытым небольшими сгустками тумана. После того как тучи рассеются, а среди мрачного неба появится долгожданное солнце, мы можем лицезреть невероятно красивое атмосферное явление - радугу. В случаях, когда радуга рождается прямо посреди дождя, в ее состав входят маленькие частицы воды разной формы и размеров. Эта группа мельчайших капель получает окраску благодаря преломлению света. Исследователям удалось установить, что с высоты птичьего полета радуга имеет форму не дуги, а целого круга, который сформировали капли. Полностью ее разглядеть можно, своевременно пролетая на самолете или вертолете, а также, находясь на вершине огромной горы. Ученые-физики называют это явление “дисперсией света”. Впервые ее открыл во время эксперимента Исаак Ньютон, примерно в 1670-м году. Однако, чтобы теоретически объяснить “дисперсию света”, понадобилось очень много лет. Говоря понятными терминами, “дисперсия света” - это процесс разложения света на спектральные цвета. Именно это явление ответственно за превращение обычного белого потока света на цвета, которые воспринимают наши глаза. Эти цвета мы прекрасно помним еще со школьных времен: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Однако стоит отметить, что в реальности радуга имеет гораздо больше оттенков, потому что ее цвета постепенно сменяют друг друга. Между цветами радуги не существует четко установленных границ, просто белый поток света медленно превращается в следующий цвет, играя разными оттенками, иногда даже неуловимыми для нашего зрения.
2. При каких условиях образуется?
Для образования радуги обязательными факторами являются источник света и значительно повышенный уровень влажности. Также, чтобы стать свидетелем этого необычайно красивого явления природы, нужно помнить два важных правила. Первое: низкое расположение солнца над горизонтом увеличивает шансы увидеть радугу. Второе: необходимо повернуться лицом в направлении к заканчивающемуся дождю, оставив за спиной солнце. Увидеть разноцветную дугу можно не только на фоне облаков после дождя, но и в работающем фонтане, горном водопаде, купаясь в водоеме, или просто, поливая шлангом овощи на своем огороде. Лучи света могут отражаться от капель больше одного раза. В таком случае человек наблюдает двойную радугу, вторая часть которой изменяет свои цвета в зеркальном отражении, заканчиваясь фиолетовым. Какие еще встречаются виды радуг?
- Лунная. Чаще всего ее видят над очень дождливой местностью или рядом с крупными водопадами. Здесь солнечный луч уже не отвечает за появление радуги. Ночная дуга возникает, когда Луна пребывает низко над горизонтом, с противоположной от нее стороны моросит дождь, а небосвод полностью покрыть тьмой. Человеческому зрению крайне сложно увидеть лунную радугу, поэтому без современной техники удастся рассмотреть только белую дугу.
- Огненная. Стать свидетелем этого очень редкого явления невероятно сложно. Она располагается горизонтально в перистых облаках на большой высоте: от 8 до 10 километров над уровнем моря. Чтобы увидеть огненную радугу с поверхности земли, над головой должны плавать перистые облака, а солнце - находиться под углом больше 60 градусов. Солнечные лучи в этот момент свободно преломляются в ледяных кристаллах облаков.
- Туманная. Она похожа ну лунную, потому что появляется в виде сияющей белым арки. Внешняя сторона туманной радуги может иметь оранжевую окраску, внутренняя - фиолетовый цвет. Она возникает, когда солнечные лучи проходят лучи сквозь легкий туман, состоящий из мизерных водяных капель. Белый свет во время этого процесса преломляется и рассеивается.
3. От чего зависит яркость и ширина радуги?
Нам удалось выяснить, почему образуется радуга, и какие физические законы стоят за этим явлением. Однако, как мы могли неоднократно наблюдать, разноцветная дуга в отдельных случаях отличается яркостью, а также размерами. Почему так происходит? Оказывается, что яркость цвета, а также ширину радуги определяет размер капель, сквозь которые преломляется свет. Большие капли делают разноцветную небесную дугу более яркой, но при этом узкой. В свою очередь, маленькие частицы воды превратят радугу в широкую, однако цвет ее будет блеклым, а края едва заметно окрасятся в оранжевый и желтый.