Веселка як фізичне явище

Веселка – це оптичне явище, яке виникає в атмосфері і має вигляд різнобарвною дуги на небосхилі. Спостерігається вона в тих випадках, коли сонячні промені освітлюють завісу дощу, розташовану на протилежній Сонцю стороні неба.

  • Веселка спостерігається осторонь, протилежною Сонцю, на тлі дощових хмар або дощу. Різнобарвна дуга зазвичай знаходиться від спостерігача на відстані 1-2 км, а іноді її можна спостерігати на відстані 2-3 м на тлі водяних крапель, утворених фонтанами або розпилювачами води.
  • У момент сходу сонця проти сонячна крапка (точка М) знаходиться на лінії горизонту і веселка має вид півкола. У міру підняття Сонця проти сонячна крапка опускається під горизонт і розмір веселки зменшується. Вона являє собою лише частина окружності.
  • Часто спостерігається побічна веселка, концентрична з першою, з кутовим радіусом близько 52? і зворотним розташуванням квітів.
  • При висоті Сонця 41? головна веселка перестає бути видимою і над горизонтом виступає лише частина побічної веселки, а при висоті Сонця більш 52е хоч я знаю і побічна веселка. Тому в середніх екваторіальних широтах в околополуденние годинник це явище природи ніколи не спостерігається.
  • Центр дуги веселки знаходиться в напрямку прямої, що проходить через сонячний диск (хоча б і прихований від спостереження хмарами) і очей спостерігача, тобто в точці, протилежної Сонцю. Дуга веселки являє собою частину кола, описаного навколо цієї точки радіусом в 42 ° 30 ‘(в кутовому вимірі).

У релігійних уявленнях народів давнини веселці приписувалася роль моста між землею і небом У греко-римській міфології відома навіть особлива богиня веселки – Ірида. Грецькі вчені Анаксимен і Анаксагор вважали, що веселка виникає за рахунок відображення Сонця в темному хмарі. Аристотель виклав уявлення про веселку в спеціальному розділі своєї «Метеорології». Він вважав, що веселка виникає завдяки відображенню світла, але не просто від усього хмари, а від його крапель. У 1637 році знаменитий французький філософ і вчений Декарт дав математичну теорію веселки, засновану на ламанні світла Згодом ця теорія була доповнена Ньютоном на підставі його дослідів по розкладу світла на кольори за допомогою призми.

Доповнена Ньютоном теорія Декарта не могла пояснити одночасного існування кількох веселок, різної їх ширини, обов’язкової відсутності в кольорових смугах деяких квітів, впливу розмірів крапель хмари на зовнішній вигляд явища. Точну теорію веселки на основі уявлень про дифракції * світла дав в 1836 році англійський астроном Д. Ері. Розглядаючи пелену дощу як просторову структуру, що забезпечує виникнення дифракції, Ері пояснив всі особливості веселки. Його теорія повністю зберегла своє значення і для нашого часу. Дифракція – відхилення світлових хвиль в область геометричної тіні при проходженні їх через вузькі отвори або поблизу невеликих перешкод (розміри отворів і перешкод повинні бути порівнянні з довжиною хвилі).

Розташування кольорів у веселці

  • Червоний колір головної веселки розташований на її верхньому краї, фіолетовий – на нижньому.
  • Між цими крайніми квітами слідують один за одним інші кольори в такій же послідовності, як в сонячному спектрі.
  • У веселці ніколи не бувають представлені всі кольори спектра. Найчастіше в ній відсутні або слабо виражені синій, темно-синій і насичений чисто червоний кольори.
  • Зі збільшенням розмірів крапель дощу відбувається звуження кольорових смуг веселки, самі ж кольору стають більш насиченими.
  • Переважання в явищі зелених тонів зазвичай вказує на подальший перехід на гарну погоду. Загальна картина кольорів веселки має розмитий характер, так як утворюється вона протяжним джерелом світла.

Біла веселка

Вночі при місячному освітленні і туманною погоді в горах і на берегах морів можна спостерігати білу веселку.

Такий тип веселки може виникати і при впливі сонячного світла на туман. Вона має вигляд блискучої білої дуги, з зовнішньої сторони пофарбованої в жовтий і оранжево-червоний кольори, а зсередини – в синьо-фіолетовий. У деяких випадках біла веселка супроводжується побічною і вторинними райдугами. У побічної білої веселки в порівнянні з головною зворотне чергування квітів.

Якщо веселка утворена дією місячного світла на краплі дощу, то вона виглядає білою. У деяких випадках вона здається білою тільки внаслідок малої інтенсивності світла. Такого типу веселка при укрупненні крапель дощу може перейти в кольорову. Навпаки, кольорова веселка може втратити забарвлення, якщо дощ перетвориться в дрібнокрапельне туман. Як правило, при наявності дрібних крапель забарвлення веселки виражена слабо.

Веселка спостерігається не тільки на пелені дощу. У менших масштабах її можна побачити на краплях води у водоспадів, фонтанів і в морському прибої. При цьому в якості джерела світла можуть служити не тільки Сонце і Місяць, а й прожектор.

Посилання на основну публікацію