Почему радуга любит солнце и воду
Однажды проплывающая мимо Радуги серая тучка спросила ее:
– Эй ты, красавица Радуга ты, что такая разнаряженная?
С какого бока на тебя я не посмотрю, ты светишься разными цветами!
Радуга, услышав её вопрос сказала:
– Я не разнаряяженная я обычная. Я необыкновенное явление природы. И хотя меня на небе видно только после дождя я всегда красиво наряжена.
Появляюсь на небе только после дождя, когда вы Тучки, принесшие на землю дождик, начинаете уходить в даль, на вашем месте появляется Солнышко, которое радуется моему появлению и раскрашивает меня в семь радужных цветов.
Это получается потому, что некоторое время дождик виден словно «со стороны».
Лучи Солнца освещают капельки дождя с вашей тучи проходят сквозь, меняют мой цвет, превращая их в радужные полоски. Дело в том, что Солнечные лучи вовсе не белые и одинаковые, как кажется всем. Все они имеют разную длину, а каждой длине соответствует своя «окраска». Потому радуга и видится такой разноцветной.
Но цвет радуги не всегда бывает ярким, он бывает и еле заметным. А зависит это от размера дождевых капель, которые падают на землю с ваших тучек.
Если капли крупные, цвета радуги будут яркими. Если мелкие капельки – меняя небесную дугу, будут видны плохо с земли.
Чтобы увидеть меня необходимо Солнце на небе и капельки воды в воздухе.
Радугу можно увидеть только до или после прошедшего дождя.
Больше всего нас Радуг видно возле водопадов или над брызгами фонтанов.
Чтобы увидеть меня, нужно встать между солнцем и дождем. В этом случае мои друзья Солнце должно быть сзади за спиной, а Дождь впереди должен быть впереди. Потому что, что Солнечные лучи, проходят сквозь капли Воды, преломляется, вот поэтому и появляется возможность увидеть весь солнечный спектр моих цветов.
– А какие цвета в радуге?
Спросила ее тучка.
– Ты знаешь!
В моей дуге, как правило, различают 7 основных цветов, которые следуют в определенном порядке от красного — самого дальнего от земли и до фиолетового — самого ближнего к земле.
Существует старая — старая поговорка, при помощи, которой можно быстро запомнить все мои радужные цвета которые находятся в моей дуге
Это так читается в столбик:
Каждый — Красный
Охотник — Оранжевый
Желает — Желтый
Знать — Зеленый
Где — Голубой
Сидят — Синий
Фазаны — Фиолетовый
– А почему ты имеешь всегда форму дуги?
– Это физическое явление природы, но я постараюсь тебе ответить на твой вопрос!
Для того чтобы разобраться в форме моего явления природы, я рассказала тебе о том, как я появляюсь на небе. Для того чтобы понять мою форму нужно понимать, как образуется моя дуга. На самом деле моя форма – не дуга и не полукруг, а целая окружность. Такая форма связана с шарообразной формой самих водяных капель.
Радуга на небе появляется при помощи – оптического явления природы, возникающего в результате преломления и отражения солнечных лучей в каплях воды падающих с неба.
Я тебе рассказала, что для моего появления в небе после дождя нужны две составляющие, это твои капли Тучка, которые ты сбрасываешь на землю и Солнечные лучи, которые освещают эти капли воды, вот почему я и видна после дождя, в брызгах водопадов, в тумане.
Цвет солнечных лучей – белый, но в нем «смешаны» все цвета. Попадая в каждую каплю, которая падает на землю. Солнечный лучик преломляется и «распадается» на отдельные лучики.
Эти лучи после преломления получают разный угол, поэтому, по законам физики, имеют различный цвет.
– Но почему же мы видим не прямую полосу или, например, не сплошное разноцветное небо, а именно дугу?
Спросила ее Тучка.
– Это не дуга. Это – окружность!
Здесь главную роль играет Солнечный Лучик, который проходит снаружи во внутрь капельки. Этот Лучик, меняет свое направление, преломляется и распадается на разноцветные лучики-конусы.
От внутренней поверхности капли цветные лучи отражаются под тем же углом, что попали на нее. По законам физики, каждый цвет получает свой угол отражения – такой же, как угол падения Капельки.
С земли люди видят складывающийся свет множества капелек. Причем видят они его лишь в том случае, когда находимся по отношению к каплям под тем же углом, под которым светит на них Солнце. Ведь радуга – это и есть отражение Солнечных лучей в воде.
Вот и получается, что каждая твоя маленькая Капелька «светится» разноцветными лучами-конусами.
– Но почему же с земли люди видят только дугу?
– Установлено, что моя дуга Радуги видна только тогда, когда Солнце находится на определенной высоте над линией горизонта. А наблюдаемый человек находится вообще на поверхности Земли. Вот получается, что большая часть моей Радуги-окружности скрыта от него.
–Я столько тебе Тучка рассказала, что и не запомнишь всего!
– Почему мне интересно очень!
– Тогда слушай дальше!
– Чем выше будет подниматься человек, например, на гору, тем больше радуга будет похожа на круг. А если когда нибудь в самолете летящий человек из иллюминатора самолета увидит радугу, он сможет увидеть не полукруг, а круглую радугу!
– Да это очень интересно!
– Я слышала недавно как один человек, увидевший меня и наблюдавший за мной, сказал другому:
– Смотри, Радуга напоминает Врата в небеса! Она всегда появляется только во время ливня, когда идет дождь и одновременно светит Солнце. В народе называют такой дождик «Слепым».
Это мост от Земли к Небесам, в виде изогнутого коромысла или вечный завет между богом и людьми о том, что дни потопа миновали навсегда.
С чем бы ни сравнивали это сказочное пёстрое чудо, небесного явления, встреча с ним всегда несёт мне позитивное настроение!
Потому что Радуга – это мост между реальностью и воображением.
Это — одно из самых красивых явлений природы.
– Вот поэтому я, спокон веков люблю Солнце и Воду.
Мне без них ни как не прожить!
Источник
Радуга с точки зрения физики
Простое и наглядное объяснение природного оптического феномена
Радуга похожа на настоящую магию. Она такая красивая и волшебная в небе после дождя, когда выглядывает солнце, что заставляет нас чувствовать себя счастливыми, не так ли?
Но, как происходит это магическое волшебство? Как в небе появляются эти разноцветные дуги? Давайте разберемся.
Начнем с основ физики. Белый солнечный свет состоит из множества различных световых волн разной длины. В зависимости от длины волны он воспринимается нашим глазом как определенный цвет — от красного (самые длинные волны) до фиолетового (самые короткие). При смешении все эти цвета и дают видимый белый свет.
Принято выделять семь основных цветов, которые мы называем цветами радуги: красный, оранжевый, желтый зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Эти цвета легко запоминаются по первым буквам известной всем из детства фразы:
Кроме того, в белом солнечном свете присутствуют волны, которые наш глаз не видит — ультрафиолетовые (короче фиолетовых) и инфракрасные (длиннее красных). Первые известны тем, что вызывают загар на нашем теле, а вторые — это тепловое излечение или попросту тепло, которое мы чувствуем, когда солнечные лучи падают на наше лицо и тело.
Проходя через границу неоднородных сред (например воздуха и воды или воздуха и стекла) белый свет преломляется и разлагается на отдельные цвета, которые мы называем спектром. Чтобы увидеть цвета спектра, можно использовать трехгранную призму, которая преломляя солнечный свет, выделяет из него все цветовые составляющие.
Эффект разложения белого света на цветные составляющие (спектр) называется дисперсией. Именно из-за преломления света бриллианты играют цветными огнями.
Но, вернемся к нашей радуге. Цвета спектра и есть цвета радуги. Как же происходит дисперсия солнечного света, порождающая радугу?
Когда солнечный свет сталкивается с каплей дождя, часть света от неё отражается, а остальная часть попадает во внутрь капли. Луч света преломляется на ближайшей к нему поверхности капли дождя, потом этот свет попадает на дальнюю поверхность капли и отражается от неё. Когда этот внутренне отраженный свет вновь достигает поверхности капли, он снова преломляется при выходе. Вот как это выглядит на схеме:
Как видим, часть падающего на каплю солнечного света отражается обратно под некоторым углом. Этот угол не зависит от размера капли, но зависит от показателя преломления воды капли. Для дождевой воды показатель преломления равен 1,333, поэтому угол отражения получается около 42°. А морская вода имеет более высокий показатель преломления, чем дождевая, поэтому угловой радиус радужной дуги в морских брызгах меньше, чем у дождевой.
Фактически, угол отражения света в капле — это угол между солнцем, каплей дождя и глазом наблюдателя. Однако, поскольку дождевых капель много, лучи преломленного и отраженного света от разных капель образуют конус с вершиной в зрачке глаза наблюдателя и осью, проходящей через наблюдателя и солнце. Окружность в основании этого конуса и будет радугой. Но, поскольку наблюдатель находится на поверхности земли, он видит только часть окружности — дугу. Из этого также следует, что для образования радуги само солнце должно находиться не выше 42° над горизонтом. Вот почему радугу невозможно увидеть в летний полдень, когда солнце высоко в зените. Вообще, чем ниже над горизонтом находится солнце, тем большей будет дуга радуги.
Если же наблюдателя поднять над землей, например на воздушном шаре или самолете, то при определённых обстоятельствах он сможет увидеть радугу в форме полной окружности.
Сама радуга не находится в одном конкретном месте. Существует множество радуг, однако, только одну из них может видеть наблюдатель в зависимости от местоположения его и солнца.
Все капли дождя преломляются и отражают солнечный свет одинаковым образом, но только свет от некоторых капель дождя достигает глаза наблюдателя. Этот свет и есть радуга для этого наблюдателя.
Поэтому легенда о том, что в месте, где радужная дуга касается поверхности земли скрыт золотой клад гномов, лишена смысла.
Вернемся к схеме преломления солнечного света. На картинке с призмой видно, что фиолетовый и синий свет (короткие волны) преломляются под б ольшим углом, чем красный свет, но за счет отражения световых лучей от задней поверхности капли воды, фиолетовые и синие лучи выходят из капли под меньшим углом к входящему лучу солнечного света, чем лучи красного света. Из-за этого синий цвет виден на внутренней стороне дуги радуги, а красный — снаружи.
Но, бывают двойные радуги у которых порядок цветов второй, наружной дуги обратный. Эта вторая дуга образована лучами двойного преломления солнечного света в каплях воды. Поэтому наружная радуга всегда бледнее основной внутренней.
Схема поясняет, как образуется двойная радуга.
Угловой радиус вторичной радуги — 50–53°. Небо между двумя радугами обычно заметно более тёмное, эту область называют полосой Александра.
Источник
Почему появляется радуга?
В далекие времена из-за отсутствия знаний люди объясняли чудеса и красоты природы при помощи мифов и сказок. Тогда у людей не было возможности изучать научные обоснования того, почему пошел дождь, град или прогремел гром. Аналогичным образом люди описывали все неизвестное и далекое, возникновение радуги на небе не исключение. В Древней Индии радуга была луком бога-громовержца Индры, в Древней Греции существовала девственная богиня Ирида с радужным одеянием. Чтобы правильно ответить ребенку, как возникает радуга, для начала следует самому разобраться в этом вопросе.
Научное объяснение радуги
Чаще всего явление возникает во время небольшого мелкого дождя или сразу после его окончания. После него, на небе остаются мельчайшие сгустки тумана. Именно когда тучи рассеиваются и выходит солнце, каждый желающий может наблюдать своими глазами радугу. Если она возникает во время дождя, тогда цветная дуга состоит из мельчайших капель воды разного размера. Под воздействием преломления света, множество мелких водных частиц образуют это явление. Если наблюдать за радугой из высоты птичьего полета, то цветным окажется не дуга, а целый круг.
В физике существует такое понятие как «дисперсия света», название ему дал еще Ньютон. Дисперсия света – это явление, в процессе которого происходит разложения света в спектр. Благодаря нему обычный белый поток света разлагается на несколько цветов воспринимаемых человеческим глазом:
В понимании человеческого зрения, цветов у радуги всегда семь и каждый из них располагается в определенной последовательности. Однако цвета радуги идут непрерывно, они плавно соединяются между собой, а значит, она имеет намного больше оттенков, чем мы способны увидеть.
Условия для возникновения радуги
Чтобы увидеть радугу на улице должны быть соблюдены два главных условия:
- радуга появляется чаще, если солнце находится низко над горизонтом (закат или восход солнца);
- нужно стоять спиной к солнцу и лицом к проходящему дождю.
Разноцветная дуга появляется не только после или во время дождя, а также:
- поливая при помощи шланга огород;
- во время купания в воде;
- в горах у водопада;
- в городском фонтане в парке.
Если лучи света отражаются от капли одновременно несколько раз, человеку удается увидеть двойную радугу. Она заметна намного реже обычной, вторая радуга заметна намного хуже первой и ее цвет идет в зеркальном отражении, т.е. заканчивается фиолетовым цветом.
Как самому сделать радугу
Чтобы самому сделать радугу человеку понадобиться:
- миска с водой;
- белый лист картона;
- маленькое зеркало.
Эксперимент проводится в солнечную погоду. Для этого в обычную миску с водой опускается зеркальце. Миска располагается так, чтобы солнечный свет попадающий на зеркальце отражался на листе картона. Для этого некоторое время придется менять угол наклона предметов. Поймав наклон можно наслаждаться радугой.
Наиболее быстрый способ самостоятельно сделать радугу – использовать старый CD -диск. Меняйте угол наклона диска под прямыми солнечными лучами и получите четкую яркую радугу.
Источник