Радуга - Физика в школе
Главное меню:
статьи
Радуга
Была прекрасная солнечная погода и вдруг пошел дождь. А после дождя на небе, словно сказочный мост, стояла арка из полос изумительного цвета и красоты. А краски становились все гуще: из бледных, едва приметных полосы превращались во все более яркие и отчетливые.
Когда вы смотрите на радугу, то видите, как ее цвета меняются, переходя из красного в оранжевый, оранжево-желтый, желто-зеленый, зеленый, зелено-голубой, голубой, синий, темно-синий вплоть до фиолетового. Пять тысяч лет тому назад жители Древнего Вавилона, любуясь радугой, искали в ней магическое число 7. Известно, кто ищет, тот всегда найдет. Так и вавилонцы нашли в радуге семь цветов. И по сей день, быть может, отдавая дань традиции, принято говорить о семи цветах радуги. Но это еще не все. Уже в древние времена делались попытки объяснить причины появления цветной ленты на небе. Знаменитые философы античного мира Аристотель и Сенека считали, что смесь белого света с темнотой дает радугу. Если прибавить к нему немного темноты, получается красный цвет «побольше» — фиолетовый. В средние века монахи полагали, что им удалось разгадать секрет возникновения второй, более бледной дуги, появляющейся над главной радугой. Они утверждали, что вторая дуга появляется в результате отражения в облаках главной радуги, как дерево, растущее на берегу водоема, отражается в его водах. Известно, что в воде получается перевернутое отражение. Монахи видели, что цвета второй радуги расположены в обратном порядке и считали это подтверждением своей теории, совершенно пренебрегая тем, что согласно их гипотезе вторая радуга должна быть обращена выпуклой стороной вниз, а вогнутой — кверху. Тем временем такого подтверждения природа не давала.
Первые попытки убедительного объяснения радуги были связаны с открытием закона преломления света. Оказывается, луч света, переходящий из воздуха в воду, отклоняется на границе двух разных сред (это легко установить, наблюдая ложку, опущенную в стакан чая).Первая теория радуги была разработана французским философом Декартом, жившим на рубеже XVI и XVII веков. Он долго водил карандашом по бумаге, пока ему не удалось ответить на вопрос, почему радуга образуется на небе именно в данном месте, а не в другом. Однако появление цветов он не мог правильно объяснить. Лишь английский физик и математик Исаак Ньютон открыл, что белый свет неоднороден и состоит из смеси света разных оттенков. Ученый любил экспериментировать. Он построил простой прибор, названный призмой. Призма разлагает белый свет на яркую цветную ленту. Ньютону было мало этого, он проверил также, может ли разлагаться отдельная полоска этой ленты. Оказалось, что нет. Только и исключительно белый свет подвержен разложению.
При этом составляющие белого света ведут себя по-разному: красный свет отклоняется иначе, чем фиолетовый. Оказывается, луч красного света преломляется слабее, чем фиолетового. Белый свет, падая на каплю, разлагается на отдельные цвета. Эти цветные полоски отражаются от внутренней сферической поверхности и идут потом каждая по своей дорожке, каждая в своем направлении. А таких капель — очень много.
Если из шара (капли) дойдет до глаза наблюдателя желтый луч, то не дойдут другие лучи, поскольку из-за большого расстояния отклонение будет столь велико, что они попадут не в глаз, а выше или ниже его. Это значит, что от части капель дойдут до наблюдателя красные лучи, от другой — зеленые, от третьей — фиолетовые. Дождевые капли, являющиеся источниками отдельных цветов, лежат на дугах концентрических кругов. Внешняя дуга — красного цвета. Она образована каплями, лежащими выше всего. Капли, находящиеся немного ниже, образуют желтую дугу, еще ниже — зеленую и т.д. Таких падающих капель — очень много. Не случайно говорят о завесе дождя.
А можно ил видеть радугу над лесом во второй половине дня, когда Солнце клонится к заходу? Оказывается, что нельзя, и очень важно это понять. Радуга всегда образуется на противоположной Солнцу стороне неба. Чем ниже стоит Солнце, тем большую видно дугу.
Если Солнце стоит высоко, все цветные лучи, выходящие из дождевых капель, проходят высоко-высоко над головой наблюдателя и поэтому радуга не видна.
Очень редко наблюдается еще более интересное природное явление – двойная радуга. При этом, как правило, вторая — более бледная радуга, краски в ней менее насыщены по сравнению с первой (основной) радугой. Вторая радуга образуется в результате того, что некоторые лучи отражаются несколько раз внутри капель.