Чому веселка завжди має форму дуги?

Коли ми згадуємо про веселку, то уявляємо сліпучі кольору, сонце, що виходить з-за хмар після дощу, і закопані горщики з золотом. Дугастими форма веселок привела до того, що багато хто з древніх культур, від Африки до Європи, порівнювали їх – як це не дивно – зі зміями, які також можуть згинатися дугою. В одній африканській казці веселка – це гігантська змія, що після дощу виповзає на поверхню поїсти. Невдахи, який виявився на шляху падаючої веселки, вона просто проковтне, як удав миша.

Насправді веселка – це гра світла, а не матеріальний об’єкт в небі. Вона з’являється тільки тоді, коли для цього створюються відповідні умови. Сонячне світло повинне світити вам в спину, а краплі дощу – падати попереду. (Оскільки для веселки потрібен яскраве сонячне світло, вона зазвичай з’являється, коли злива вже пішла далі або взагалі обійшла вас, а ви стояли до неї обличчям).

Коли світло йде повз і проходить крізь краплі дощу, він відхиляється в сторону, оскільки вода щільніше повітря. Взагалі білий колір складається з інших кольорів – червоного, оранжевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього і фіолетового. Просто ці кольори мають неоднакову довжину хвилі. Коли сонячний промінь проходить крізь краплю, вона більш-менш відхиляє в бік (переломлює) кожну хвилю. Це означає, що хвилі різної довжини або кольору виходять з краплі вже в кілька нерівних напрямках. Те, що спочатку було єдиним пучком променів, тепер розсипалося на природні кольори, і кожен з них подорожує далі своїм шляхом.

Кольорові промені, вдаряючись у внутрішню стінку краплі і згинаючись ще сильніше, можуть навіть вийти назовні з тієї ж сторони, через яку увійшли. В результаті ви бачите, як веселка дугою розсипала по небу свої кольори.

Кожна крапля відображає всі кольори. Але з вашого фіксованого положення на землі ви сприймаєте тільки певні кольори від деяких крапель. Чітко краплі відображають червоний і оранжевий кольори, тому вони дістаються ваших очей від верхніх крапель. Синій і фіолетовий відображаються гірше, тому ви бачите їх від нижчих крапель. Жовтий і зелений відображають краплі, які містяться посередині. Складіть все кольору разом – і ви отримаєте веселку.

Чому веселка вигнута? Тому що краплі, які утворюють її, також вигнуті. Кожна крапля – це маленький круглий кульку з різко закругленою поверхнею. Ось чому світло, що виходить з вигнутою краплі, просто відображає її вигнуту поверхню. Дуга веселки – це тільки відрізок кола світла. (Іноді, якщо дощ йде не по всьому небу, ця дуга є тільки невеликим сегментом кола).

Якщо кільце світла було повним, його центр був би прихований за горизонтом або під ним. Зрідка, під час великого дощу, дивлячись з пагорба на велику долину, можна побачити майже повне коло веселки.

Посилання на основну публікацію