Обучение

Разноцветная дуга: откуда берётся радуга

12510
0
0

Радугу рисуют лучики солнца. Его свет выглядит для нас бесцветным или жёлтым, но в нём на самом деле 7 цветов. Чтобы получилась красивая картинка, луч проходит через капельки, которые бывают в воздухе после дождя. В воде лучик распадается на 7 частей, а потом складывается уже в разноцветные полосы. Рассказываем детям простыми словами, как и когда на небе появляется радуга.

Как появляется радуга
Радугу нам дарит сама природа. Фото: YINGYANG / Shutterstock / FOTODOM

Тысячи лет люди наблюдают этот красочный и величественный свод на небесах. О радуге говорится в легендах, сказаниях и летописях, её давно изучают физики. Но её появлению мы всегда радуемся так, будто видим впервые.

Семицветная воздушная арка на небе – чудесное зрелище, правда? Она такая красивая, что может показаться, что её нарисовал невидимый художник, хотя мы и не видели, как он работает. Откуда же она берётся?

Объяснение этому есть. Радугу нам дарит природа, а возникает она, когда солнечные лучи попадают на водяные капельки. Заметили, что радугу обычно можно увидеть именно после дождя? Всё потому, что в воздухе в это время таких мелких пузырьков воды очень много. Если небо не затянуто тучами, солнце начинает с ними весело играть.

Ты знаешь, что капелька прозрачная, поэтому луч может через неё проходить.

Но сквозь водяные стенки приходится пробиваться, о них он разбивается и распадается на 7 разных цветов, складывающихся в радугу.

У получившихся разноцветных лучиков тоже есть правила игры. Они не бегут врассыпную кто куда. Каждый изгибается под своим углом и двигается строго по своей дорожке. Поэтому радуга имеет такую чёткую круглую форму. Да, мы не ошиблись. Радуга – это окружность, просто большая, поэтому вторую её половину увидеть не получается.

Почему радуга цветная

Чтобы понять, как появляются разные цвета, надо знать, что луч солнца – это целый пучок цветных лучиков. Каждый из них называется «волной», друг от друга они отличаются. У волн есть такие качества, как «длина» и «частота» – именно от них зависит, какой цвет мы увидим. Но окраситься волны могут только в том случае, если на что-то наткнутся и отразятся. Когда пучок летит по прозрачному воздуху, ему ничего не мешает и цвета не видно.

А вот капля воды заставляет его «ломаться», поэтому на выходе белый свет распадается на все цвета радуги в определённом порядке (сверху вниз): красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Порядок цветов запоминаем по фразе. На первую букву слов начинаются и цвета радуги – Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан.

Первым это явление заметил, изучил и описал английский учёный Исаак Ньютон.

Свет может отражаться от любой поверхности. Когда цельный белый луч попадает на, например, зелёное яблоко, все другие цвета им поглощаются, и только зелёный «подсвечивает» фрукт. Можно сказать, что каждому предмету подходят свои «длина» и «частота» волны. Длина зелёной волны нужна яблоку, но не подходит клубнике. Ей необходима длина красной волны – именно поэтому она отталкивается от клубники и попадает в наше поле зрения. В результате мы и видим её красной.

Если предмет белый, это значит, что ему подходят сразу 7 цветов: все они отражаются и, смешиваясь, становятся белыми.

Если предмет чёрный, это значит, что, наоборот, ему не подходит никакой из цветов: он поглощает всё, ничего не отражая.

Интересный факт: звук – это тоже волна! Однако у неё такие длина и частота, что глаз просто не способен звук увидеть. Если бы длина и частота звуковой волны были близки к световой, мы бы могли ВИДЕТЬ звук!

Как долго держится радуга

Как появляется радуга
Радуга по сути – это игра света и капель. Фото: Aom.a / Shutterstock / FOTODOM

К сожалению, срок жизни у этой красавицы ограничен, ведь она зависит как минимум от совпадения двух вещей – света и капель воды в воздухе. Наше светило далеко не всегда радует нас открытым сиянием, а вода может высохнуть под теми же жаркими лучами. Поэтому мы так радуемся при виде радуги и стараемся быстрее её сфотографировать, чтобы осталась память и продлилось очарование.

Говоря научным языком, игра света и капель длится до тех пор, пока не растает облако пара. На практике нам может казаться, что проходит не больше 5 минут, во время которых цвета блекнут и растворяются. Но на самом деле радуга существует до получаса. Имеют значение также движение облаков и лучей, поэтому временной промежуток может быть дольше или короче.

И, наконец, важно, насколько быстро закончился дождь. Чем больше воды выпало с небес, тем дольше будет сохнуть воздух, тем больше шансов у радуги.

Почему радуга бывает двойной

Нередко невдалеке от разноцветной дуги можно увидеть и вторую – более блеклую, как будто она отразилась в мутном зеркале. Примерно так и есть: это не отдельная самостоятельная радуга, а второе преломление того же света. Теперь всё наоборот. Обрати внимание, что цвета выстроены в обратном порядке – от фиолетового наверху до красного внизу.

Кстати, свет не останавливается, поэтому радуга может «копироваться» бесконечно. Но увидеть третью или четвёртую без приборов уже сложнее.

Как увидеть радугу

Мы знаем, что в «радужный» день, точнее, несколько часов после дождя, красочную арку можно увидеть из разных мест. На фото в соцсетях, которыми все делятся, её изображения не бывают одинаковыми: кто-то видит кусочек дуги, кто-то радугу побольше, а кому-то открывается полная картина ворот на небесах. Также радуги отличаются и по яркости.

Но у тех, кто в это же время и в той же местности радугу не увидел, есть шанс в прямом смысле поймать её глазами. Надо всего лишь поискать правильное место и рассчитать направление взгляда.

Дело в том, что каждый цвет появляется под своим углом, поэтому радуга «проявляется» в чётко определённом промежутке пространства.

Мы не сможем заглянуть в каждую капельку, но учёным известен максимальный градус, при котором цвет уже становится видным – отметка 42. Это размер угла между центром окружности, частью которой является радуга, и слоем капель, которые «показывают» нам разложенный на цвета белый луч. Сверху всегда красный цвет (он виден при 42 градусах), ниже за ним – остальные.

Важно, чтобы солнце светило из-за спины, как кинопроектор, лучи которого падают на воображаемый экран перед тобой.

В подходящую погоду (солнечную, но с сырым воздухом) встань спиной к светилу и прочерти условную линию между затылком и макушкой своей тени. Это одна сторона угла. Вторую надо нарисовать уже взглядом и так, чтобы размер угла составил 42 градуса. Придётся обойтись без инструментов, рассчитав на глазок. Но это не так уж сложно, если ты немного знаешь геометрию. Если всё получилось правильно, твой взгляд попадёт как раз туда, где радугу видно.

Как появляется радуга
Схематичное изображение появления радуги. Фото: Amalakanti Satya Sarada / Shutterstock / FOTODOM

Сложнее будет в застроенном районе города, где трудно найти большой свободный кусок неба.

Когда и почему радугу увидеть невозможно

Любопытно, но если мы не видим радугу, это не значит, что её нет. Когда солнце поднимается выше границы в 42 градуса, его лучи попадают на капли ниже горизонта. С поверхности радугу в этом случае уже не видно.

Ты можешь проследить за опускающейся вниз радугой, если в этот момент начнёшь подниматься вверх (например, сев в вертолёт). Согласно той же логике, с высокой точки (например, с вершины горы) радугу можно видеть и при высоком солнце.

Когда радуга появляется чаще

Очевидно, в сезоны, богатые влажными осадками, но при этом и солнечные. Если воздух сухой, а небо затянуто плотными облаками, шансы на это прекрасное явление стремятся к нулю.

Многое зависит от климата и погоды. Чаще радуга появляется весной, не особенно пасмурной осенью и в меру нежарким летом. Зимой она тоже встречается, но у неё есть свои зимние характеристики.

Где ещё можно увидеть радугу

По сути, радуга не находится на самом небе, так как вода и солнце играют в воздухе. Небесную радугу просто все хорошо знают, но наблюдать похожее явление можно и в других условиях.

В лунном свете

Увидеть лунную радугу случайно можно очень редко. Во-первых, ночью мы спим, а во-вторых, Луна светит слабее. Если ты будешь ловить её лучи в ночную дождливую погоду, не рассчитывай на яркие цвета.

Можно сфотографировать лунную радугу с задержкой – есть шанс, что краски проявятся на снимке. Как и в случае с солнечным светом, Луна должна располагаться за тобой, а радуга – перед глазами.

В фонтане

Подыщи такое устройство, которое хорошо разбрызгивает воду, чтобы мелких капель было много. Вокруг фонтана может образоваться своеобразное облако сырого воздуха, как раз подходящее для радуги.

В солнечный день, выполнив те же условия расположения источника света и взгляда, ты увидишь более скромный, но абсолютно полноценный вариант радуги.

В тумане

По сути, туман – это тоже скопление мелких капелек воды. Добавим солнца – и получим туманную радугу. Образуется она по тому же принципу, но своя особенность у неё есть.

Из-за того, что капли воды при тумане меньше, чем при дожде, свет рассеивается иначе, поэтому туманную радугу ещё называют белой. Иногда её цвета менее яркие, а порой она и вовсе светлая.

В кристаллах льда

Здесь свет также преломляется через воду, но она уже в твёрдом состоянии. Капли становятся кристалликами льда при низких температурах. Такое бывает в двух случаях – высоко в атмосфере, где всегда холоднее, чем у земли; ближе к земле, но при сильных морозах.

Интересно, что эта радуга образуется не напротив светила, а на той же стороне неба, поэтому картинка выглядит ещё волшебнее – солнце окружает светящийся цветной круг. На него можно легко смотреть, так как пелена из кристаллов рассеивает потоки света и он не слепит глаза. Похожий круг может образоваться также и вокруг луны. Это один из видов природного явления под названием гало.

В облаках

Речь только перистых облаках. Строго говоря, это те же ледяные кристаллы, собравшиеся в одном месте. Отражение света рождает здесь особенную радугу – горизонтальную. Такие облака часто тянутся по небу длинными полосами.

Когда солнце высоко, его свет пронизывает ледяные камешки и начинает играть разными цветами. Кристаллы тоже должны «висеть» параллельно земле, чтобы луч свободно входил в них и так же легко выходил на обратной стороне. Эту радугу называют огненной из-за своеобразного цветного пламени, разгорающегося на облаках.

Самые необычные радуги

Основные виды и условия появления разных радуг давно описаны, но природа иногда подкидывает что-то нетипичное и уникальное. Этих случаев единицы, поэтому они так интересны учёным и поражают обычных людей.

Красная радуга

При стечении разных природных факторов может появиться однотонная радуга. Когда солнце уже опускается или только поднимается, через капельки воды отражаются только волны красного цвета.

Остальные теряются по пути или поглощаются другими компонентами воздуха – пылью, например.

Радуга над водопадом

Как появляется радуга
Капли от водопада помогают нам увидеть радугу. Фото: Roberto Lo Savio / Shutterstock / FOTODOM

Тут нет ничего необычного с точки зрения физики, но глаз в высшей степени впечатляет! Потоки воды, постоянно низвергающиеся с большой высоты, образуют огромные пространства капелек.

Поэтому в солнечную погоду увидеть «водопадную» радугу вполне реально. Чаще всего её наблюдают на водопаде Виктория в Южной Африке, одном из крупнейших в мире.

Радуга в космосе

С поверхности Земли наблюдать такое явление нельзя, но в межзвёздном пространстве вполне реально. Пока путешествия по Вселенной не стали для людей обыденностью, везёт с этим только космонавтам.

Понятно, что в безвоздушной зоне с радугами сложно, однако из космоса отлично видно атмосферу Земли, не говоря уж про Солнце, которое и является своего рода «родителем» радуги.

Интересный факт: при удачных условиях радуга может продержаться целый день! Однажды это произошло в Великобритании, когда время её существования составило около 6 часов (с 9 утра до 15 часов), но вскоре рекорд был побит в Китае – радугу наблюдали 9 часов. Поддерживать воздух сырым помог морской ветер.

Приметы и поверья, связанные с радугой

Сейчас мы знаем, как появляется радуга, но в древности людям она казалась сказочной и несущей особый смысл. Созерцание радуги рождает в основном положительные эмоции, а вреда природе и хозяйству она не приносит, поэтому ей приписывали, скорее, позитивные значения. Но бывало и по-другому. Радугой люди объясняли себе непонятные особенности географии места, где они проживают.

Поскольку радуга выглядит, как дуга, это наталкивало на мысль, что это путь, дорога или мост. Попасть по нему, как правило, можно было в загробный мир, на небеса, в место, где живут боги. Но делать этого не советовали, такое было или запрещено, или связано с опасностями. А вот божественным существам это путешествие было позволительно, по радуге они попадали в мир людей, чтобы сообщить им важные вещи или передать указания, как жить и что делать.

В других случаях радуга указывала определённые нужные люядм места – плодородные земли, районы для охоты, месторождения драгоценных ископаемых (золота, кладов).

Фото на анонс: YINGYANG / Shutterstock / FOTODOM
0
Ещё по теме
Есть вопросы или хотите обсудить данную тему?
Напишите все, что вас интересует в комментариях
Комментарии 0