Веселка: Як вони утворюються і як їх бачити

Краплі води заломлюють сонячне світло. Вибачте, тут не горщики із золотом.

Завтра, в день Святого Патріка, я подумав, що було б цікаво зупинитися на одному з найпопулярніших міфів цього дня про чудове атмосферне явище: веселку.

Легенда свідчить, що наприкінці кожної веселки сидить гном, якого називають зростанням трохи більше 2 футів. Нібито гноми витрачають весь свій час на виготовлення взуття, і легенда свідчить, що, якщо ви зможете пильно дивитися на них досить довго, вони будуть змушені розкрити місцезнаходження свого горщика із золотом. Ідея, що горщик із золотом можна знайти на кінці веселки, виникла десь у старій Європі.

За свою тридцятирічну кар'єру як метеоролог-радіопередача я бачив багато веселок, але ще не знайшов ні лепреконів. ні горщик із золотом щодо цього. Але барвисте видовище саме собою породило багато схожих легенд і анекдотів з покоління до покоління.

Згідно з Біблією, веселка є знаком Божої обіцянки людству, що він ніколи більше не затопить Землю. Справді, веселка часто свідчить про те, що дощ пройшов. Як правило, коли ви бачите веселку, буде сонячно, але дощові хмари (зазвичай купчасті) будуть на невеликій відстані.

Щоб побачити веселку, вам знадобляться два інгредієнти: сонячне світло та краплі дощу.

Призма води

Сонячне світло – це суміш квітів. Коли він проходить через скляну призму, частина світла згинається чи заломлюється більше, ніж інші частини. Світло, що виходить із призми, поширюється в безперервну смугу кольорів, яка називається спектром.Кольори йдуть від червоного, який згинається найменше, через помаранчевий, жовтий, зелений та синій аж до фіолетового, який вигнутий найбільше.

І як сонячне світло, що проходить через призму, згинається, так і сонячне світло, що проходить через краплі води. Це виробляє атмосферний сонячний спектр у небі для всіх, щоб бачити: веселка.

Веселка - це просто група круглих або майже круглих кольорових дуг, що виглядають як величезна арка на небесах. Краплі дощу діють як мініатюрні призми, заломлюючи або розбиваючи сонячне світло на різні кольори, а також відбиваючи його для створення спектру.

Веселка часто видно після зливи. Вони приходять, коли сонячне світло пробивається крізь дощові хмари.

Ви можете створити штучну веселку для себе із садовим шлангом. Просто встань спиною до сонця та відрегулюй шланг під дрібний спрей. Веселка також можна побачити на тлі бризки водоспаду.

Одиночна або первинна веселка має червоний колір зовні або зверху цибулі та синій колір усередині. Зазвичай радіус дуги дорівнює приблизно одній чверті видимого неба чи 42 градусів червоного. Коли поруч зливи, просто подивіться на частину неба, протилежну сонцю, під кутом в 42 градуси від вашої тіні; якщо є веселка, ось де вона буде.

Первинна цибуля обумовлена ​​світлом, яке входить у верхню частину крапель і йде після одного внутрішнього відбиття, тому ця цибуля завжди яскравіша, ніж вторинна цибуля, де сонячне світло двічі відбивається в краплях дощу.

Іноді вторинний лук формується поза основним. Це буде більш тьмяним, з перевернутими квітами: червоним усередині, фіолетовим зовні. Вторинна веселка формується під кутом 51 градус від вашої тіні; він завжди слабший і зазвичай зникає швидше, ніж основний.

Область між двома цибулями виглядає відносно темною, оскільки в ній відсутні як одноразово, так і двічі відбиті промені.

Є навіть свідчення третьої або третинної веселки, яка була помічена в окремих випадках, і деякі спостерігачі навіть повідомляли про те, що бачили чотириразову веселку, в якій тьмяна зовнішня дуга мала хвилясту і пульсуючу форму.

Снелл чи Декарт?

Ми не можемо з абсолютною впевненістю сказати, хто саме був першим, хто дав правильне пояснення того, що викликає веселку, хоча зазвичай це заслуга француза Рене Декарта (1596-1650), філософа та письменника, який написав формальне та систематичне обговорення цієї теми у додатку до його відомої роботи «Дискурс про метод» у 1637 році.

Декарт, ймовірно, зробив точний розрахунок щодо шляхів, які світлові промені проходили в різних точках через скляну кулю води (імітуючи дощову краплю), таким чином визначаючи їх кути заломлення; це було вирішення математичної проблеми, яка вислизала від вчених протягом двох тисячоліть і була ключем до пояснення феномена веселки.

Але зверніть увагу, що я сказав, що Декарт "імовірно" зробив цей розрахунок. Як з'ясувалося, голландський астроном та математик Вілборд Снелл відкрив математичний закон заломлення за 16 років до дисертації Декарта на цю тему. Снелл, однак, не зміг опублікувати своїх результатів і помер у 1626 році. Потім, приблизно через 80 років, після того, як були виявлені записи Снелла, виникли розбіжності, коли дехто звинуватив Декарта в тому, що він якимось чином бачив рукопис Снелла, і взяв свої знахідки для себе.

Кінцевим результатом стало те, що на Заході, особливо в англомовних країнах, закон заломлення світла став відомим як закон Снелла, а у Франції він називається законом Декарта.

Отже, хоча Декарт, можливо, пояснив, що таке веселка, він справді не зміг би це зробити без цих розрахунків заломлення світла. Але чи може він або Снелл бути повністю зараховані до цієї частини пояснення, ми ніколи не дізнаємося.

Де і коли шукати

Моряки давно знають, що для прогнозування погоди можна використовувати веселку. Взагалі кажучи, зливи та грози переміщаються із заходу на схід, підтверджуючи тим самим стару приказку:

Веселка вранці, попередження моряків; Веселка вночі, захоплення моряків

Вранці сонце на сході; щоб побачити веселку, ви повинні бути спрямовані на захід, де йде дощ. Оскільки злива зазвичай приходить із заходу, прийміть попередження від ранкової веселки. Вночі (ну, насправді, більше схоже на пізній вечір, але «день» не римується із «захватом») сонце знаходиться на західному небі; після того, як дощ чи гроза вже пройшли повз вас, він зазвичай відступає на схід, де ви побачите свою веселку.

А оскільки зливи частіше зустрічаються ближче до вечора, ніж рано-вранці, пізні спостереження веселки зустрічаються набагато частіше, ніж вранці, і саме з цієї причини поява веселки зазвичай пов'язана з настанням поліпшення погоди.

Якщо сонце сідає чи підводиться, можна побачити повний напівклан. Якщо сонце опиниться на висоті 42 градуси над горизонтом, ви не зможете побачити веселку, тому що вона буде нижчою за горизонт.

Твій стиснутий кулак на відстані витягнутої руки приблизно дорівнює 10 градусів; тому якщо сонце знаходиться приблизно в «чотирьох кулаках» над горизонтом, ви не побачите веселку.

Єдина можливість побачити веселку у цей час буде з літака чи з вершини високої гори. Літак надав би найкращу можливість для того, щоб упіймати повну 360-градусну веселку, спроектовану на землю, але це видовище, яке змогли побачити лише деякі.

Інші види веселки

Цибуля іншого типу, пофарбована в червоний або червоний та зелений кольори, може з'являтися з первинними та вторинними бантами. Іноді кілька кольорових смуг можна побачити прямо всередині первинної веселки. Ці додаткові смуги відомі як нештатні веселки, і вони були пояснені в 1803 британським ученим Томасом Янгом, коли він зрозумів, що світло складається з хвиль. Вони зумовлені дифракцією (відхиленням) світла.

Як ми вже бачили, більшість веселок викликане сонячним світлом і видно днем, але іноді ми можемо бути винагороджені проблиском місяця, викликаного повним або майже повним місяцем. Місячні місяці найчастіше зустрічаються навколо тропічних островів, наприклад, у Карибському морі, де локалізовані дощі можуть зберігатися до пізньої ночі. Більшість людей повідомляють, що вони білі, але Роберт Грінлер, відомий своїми популярними лекціями з оптичних явищ, підозрює, що це фізіологічний чинник. Він зазначає, що при низькому рівні освітленості очей втрачає кольорову чутливість, тому стандартна багатобарвна цибуля здається білою. І дійсно, фотографії місячних луків дійсно показують кольори, але фотографу вони здавались білими.

Нарешті, розглянемо цей маленький (золотий?) самородок: жодні дві людини, хоча вони можуть стояти поруч, ніколи не побачать одну й ту саму веселку.Чому? Що ж, тому що краплі дощу знаходяться в постійному русі, тому їх зовнішній вигляд постійно змінюється, а цибуля є дугою кола, центр якого знаходиться на лінії, що простягається від сонця до ока спостерігача. Оскільки очі двох людей не можуть одночасно займати те саме місце в просторі, кожен спостерігач бачить свою веселку.

Пам'ятайте: щоразу, коли ви бачите веселку, вона унікальна по-своєму захоплююча!

• Славна веселка над Антарктидою
• Чому ми не можемо досягти кінця веселки?
• Галерея зображень: читання хмар

10 цікавих фактів про веселку

Веселка — надзвичайно цікаве та красиве природне явище, до якого звертаються у своїх творах художники, письменники та поети. У цьому огляді ми зібрали кілька цікавих фактів про веселку.

Що означає слово веселка?

Є думка, що це скорочення від слів «різнобарвна дуга».

Як формується веселка?

Веселка утворюється через заломлення та відбиття сонячного світла в крапельках води (дощу або туману) у повітрі. Зважаючи на те, що краплі по-різному відхиляють світло різного кольору, то на небі утворюється різнокольорова дуга, в якій є всі кольори спектру.

Веселка – це півколо чи повне коло?

Якщо запитати про це людей, то більшість скаже, що веселка має форму півкола. Насправді веселка — це повне замкнене коло. Вона виглядає як півколо, бо людина бачить веселку із землі.

Чи матеріальний об'єкт веселка?

Якщо хтось вважає, що веселка матеріальна, він помиляється. До неї неможливо торкнутися чи навіть наблизитися.

Різні веселки

Веселка, яку бачить одна людина, відрізняється від веселки, яку бачать інші. Немає двох людей, які можуть бачити однакову веселку, навіть якщо вони стоять поряд.

Чому людина бачить веселку?

Багато хто думає, що веселка нерозривно пов'язана з дощем. Але насправді веселки можуть утворюватися з роси, туману або бризок. Головна умова – щоб у атмосфері були краплі води.

Ісаак Ньютон - людина, яка розібрала веселку за квітами

Люди бачать всього сім кольорів, решта — це відтінки або поєднання цих кольорів. Цей факт було визначено сером Ісаком Ньютоном. Ті самі сім кольорів можна побачити і на веселці. Ці кольори: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий.

Червоний та фіолетовий кольори

Червоний колір на веселці видно на її зовнішній кромці. На внутрішній кромці можна побачити фіолетовий колір.

Як веселка змінює небесне склепіння

Якщо подивитися на небо, коли утворюється веселка, воно менш яскраве поза веселки, порівняно з тим, як небо видно всередині веселки.

Місячна веселка

Місячна веселка з'являється у темну пору доби, коли на небі з'являється Місяць. Вона відрізняється від сонячної лише меншою яскравістю.

Сподобалася ця стаття? Тоді, тисни: