Как получается радуга на небе. Научно - исследовательская работа по физике на тему радуга - дуга

В данной статье будет рассмотрено чудесное явление, присущее атмосфере Земли - радуга. О других атмосферных явлениях, таких как цвет неба , восход (закат) солнца , северное (полярное) сияние , облака можно прочитать в отдельных статьях в разделе Атмосфера .

Описание радуги.

Радуга представляет собой часть линии окружности с центром (антисолярной точкой), лежащим на продолжении прямой, соединяющей источник света и глаза наблюдателя. Причем, солнце всегда находится за спиной наблюдателя. В отличие от гало, одновременно видеть солнце и радугу невозможно.

Если радуга образована дождевыми каплями, то обычно она наблюдается на расстоянии 1-2 километра от наблюдателя. В брызгах же фонтана или водопада это оптическое явление можно увидеть и на более близких расстояниях.

Во время заката или восхода Солнца центр окружности радуги находится на линии горизонта с противоположной от Солнца стороны, поэтому радуга представляет собой полуокружность. С увеличением высоты Солнца над горизонтом, уменьшается и размер радуги. Для наблюдателя с земли радуга становится невидимой, когда солнце поднимается над горизонтом выше 42 градусов.

Вообще-то, радуга – это полная окружность, но при наблюдении с земной поверхности видна только часть ее дуги. Чем выше поднимается человек, тем большую часть окружности он наблюдает. С высокой горы или с самолета можно увидеть и полную окружность радуги.

Цвета радуги.

Цвета радуги представляют собой цвета спектра, расположенные от внешнего края к внутреннему: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Полосы разных цветов постепенно переходят друг в друга, т.е. кроме основных перечисленных цветов в радуге присутствует также множество промежуточных оттенков. Именно семь цветов в радуге выделил впервые Исаак Ньютон . С тех пор мы традиционно придерживаемся этого мнения. Кстати, болгары с нами не согласны – они выделяют в радуге только шесть цветов, а китайцы - пять.

Внешний вид радуги, ее яркость и ширина полос зависят от размеров и количества капель воды. В крупных каплях образуется интенсивная, ярко выраженная, узкая радуга. С уменьшением размера капель снижается и яркость радуги, ее полосы расширяются и бледнеют.

Впервые объяснение природы радуги дал в 1637 году . Он связал образование радуги с отражением и преломлением лучей света в каплях воды.

Цвета же радуги и последовательность их расположения были объяснены Исааком Ньютоном в 1704 году. Он открыл, что свет при переходе в среду с иной оптической плотностью преломляется, и разложил белый свет на цвета спектра при помощи стеклянной призмы.

Радуга образуется в каплях, диаметр которых не больше 1 мм. Луч солнца, падая на каплю, испытывает одно отражение и два преломления. В результате он возвращается к наблюдателю, уже разложенный на цвета спектра и под другим углом.

На рисунке представлена схема преломления и отражения в капле десяти параллельных лучей одного цвета, скажем, красного. Как видно из рисунка, луч, отмеченный пунктирной линией, выходит из капли под углом в 42 градуса к солнечному свету. Этот луч вместе с близлежащими к нему лучами и будут формировать красную полосу радуги. Остальные же лучи рассеиваются широким веером под меньшими углами, освещая область, находящуюся под радугой. Именно поэтому небо под радугой всегда выглядит светлее, чем выше нее.

Пучок лучей, формирующий радугу, назван лучом Декарта по имени первооткрывателя. Мы рассмотрели схему преломления десяти лучей, Декарт же в свое время исследовал, ни много ни мало, 10 тысяч лучей!

Особенности радуги.

Интересной особенностью радуги является то, что каждый человек видит свою собственную радугу . Это происходит потому, что мы видим только тот отраженный свет, который образует с лучом "Солнце-Глаз" угол в 42°. Понятно, что у каждого человека будет свой луч и, соответственно, своя радуга-дуга. При изменении места положения наблюдателя перемещается и радуга.

Еще одной занимательной чертой радуги является то, что мы видим ее все время на одном и том же месте . Капли, отразившие свет для нашей радуги, падают на землю, но на их место тут же приходят другие, которые, на мгновение отразив солнечный свет, также исчезают с поля нашего зрения. Поэтому мы видим радугу все время, пока идет дождь. Но стоит дождю ослабнуть, бледнеет и радуга, потому что капель, посылающих нам свои радужные приветы, становится меньше.

Одно из самых потрясающих явлений неживой природы - это радуга. Она всегда удивляла и поражала своей красотой. Ученые давно размышляют по поводу этого загадочного эффекта. Как всем известно, радуга в природе сопутствует дождю, как бы сопровождая его. Ее появление зависит от того, как движется облако, принесшее осадки. Она возникает перед дождем, во время него или, когда он уже закончился.

Что это такое?

Это цветная дуга угловым радиусом 42°, ее можно увидеть на фоне дождя. Она встречается в той стороне неба, которая противоположна солнцу. Это притом, что солнце не закрыто облаками. Очень часто такие условия создаются в жаркое время года, то есть летом, когда идут грибные дожди. Центр радуги - это антисолярная точка, диаметрально противоположная Солнцу. Даже маленькие дети знают, что в радуге семь цветов. А также ее можно увидеть около фонтанов и водопадов. Она появляется на фоне капель.

Откуда же берется этот загадочный разноцветный свет? Радуга в природе - это разбитый на части солнечный свет, он является ее источником. Он перемещается так, что видится нам исходящим от той части неба, которая противоположна Солнцу. Особенности радуги объясняет теория Декарта-Ньютона. Она была создана больше трехсот лет назад.

Тот предмет, который раскладывает луч света на его частички, называется призмой. Если речь идет о появлении радуги, то ей помогают капли дождя или воды. Так как играют роль той самой призмы. Радуга в природе - это огромный спектр или полоса многоцветных линий, которые образовались в результате того, что разложились, когда проходили через капли дождя.

Цвета

Оттенки расположены в строгом порядке. Это выглядит, например, вот таким образом: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Очень легко запомнить. Первая буква в каждом слове соответствует названию цвета на самой радуге:

• Красный.
• Оранжевый.
• Жёлтый.
• Зелёный.
• Голубой.
• Синий.
• Фиолетовый.

Радуга в природе появляется в то время, когда вместе с потоком дождя светит Солнце. Чтобы увидеть это великолепное явление, необходимо находиться между небесным светилом и, конечно же, осадками. Только Солнце должно быть сзади, а ливень - впереди.

Радуга как природное явление

Эта сияющая разнообразными красками дуга всегда интересовала первобытные народы. Они придумывали разные истории и небылицы. Например, то, что радуга раскрывается над планетой, и на ней отдыхают птицы из рая и души. А славяне издавна считали, что радуга как бы пьет воду из озер, морей и рек, словно змея, опуская свое жало, набирает воду и пускает дождь. Есть странное поверье о том, что злая ведьма однажды украдет небесную дугу, и на планете наступит засуха, которая погубит все живое.

В каждой стране есть свои поверья, которые рассказывают о национальных героях. Вот, например, арабы считали, что радуга - это лук бога Кузаха. И после тяжелой битвы с темными силами, которые не хотели, чтобы Солнце светило на небе, он повесил свое оружие на облака. Или то, что радуга - это линия между землей и небом. И души, обитавшие в вышине, спускаются по ней, посещая нашу планету. Хорваты верят в то, что Бог учит женщин сочетать правильно цвета с помощью радуги, так как она содержит семь

Небольшое заключение

Радуга — явление природы, которое поражает своей красотой. У многих народов она олицетворяла собой символ большого успеха, особенно если посчастливилось увидеть ее двойной. А если вам удалось проехать под ней или пройти, то удача будет преследовать вас везде! И дети очень радуются, когда видят природы, такое красочное и мистическое, придумывая свои истории и чудные добрые сказки. А самое главное - безоговорочно верят в них и делятся с другими.

Люди с незапамятных времён пытались объяснить природу радуги. Жители Древней Руси верили, что разноцветные полосы в небе — это сияющее коромысло, с помощью которого Лада Перуница черпает воду из моря-океана, чтобы потом оросить ею поля и нивы. Другой версии придерживались американские индейцы, которые были уверены, что радуга — это лестница, ведущая в мир иной. Ну а суровые скандинавы отождествляли небесную дугу с мостом, на котором днём и ночью несёт дозор страж богов Хеймдалль .

АиФ.ru рассказывает, как объясняет образование этого природного явления современная наука, а также делится секретами того, как самому стать стражем радуги.

Почему появляется радуга?

Чтобы разобраться, почему появляется радуга, необходимо вспомнить о том, что представляет собой луч света. Из курса школьной физики известно, что он состоит из летящих с огромной скоростью частиц — отрезков электромагнитной волны. Короткие и длинные волны различаются по цвету, но все вместе в едином потоке они воспринимаются человеческим глазом как белый свет.

И только когда луч света «натыкается» на прозрачную преграду — каплю воды или стекло — он распадается на различные цвета.

Самые короткие электромагнитные волны красного цвета обладают наименьшей энергией, поэтому они отклоняются меньше других. Самые же длинные волны фиолетового цвета, напротив, отклоняются больше остальных. Таким образом, большая часть цветов радуги располагается в промежутке между красной и фиолетовой линиями.

Человеческий глаз различает семь цветов — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Но следует иметь в виду, что на самом деле цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Внутренняя сторона белой радуги может быть немного окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя — в оранжевый.

Как и где появляется огненная радуга?

Огненная радуга. Фото: www.globallookpress.com

Огненная радуга преимущественно появляется в области перистых облаков: мелкие льдинки отражают падающий свет и буквально «зажигают» облака, окрашивая их в различные цвета.

Можно ли увидеть радугу ночью?

Да, это возможно. Свет Луны, отражённый частицами воды от дождя или водопада, образует цветовой спектр , который ночью неразличим для глаза и кажется белым ввиду особенностей человеческого зрения в условиях плохой освещённости. Лучше всего такая радуга видна во время полнолуния.

Лунная радуга. Фото: Shutterstock.com / Muskoka Stock Photos

Как сделать радугу своими руками?

Понадобится: стакан, вода, лист бумаги.

Что делать:

1. Поставить заполненный водой гранёный стакан к окну, откуда светит солнце.

2. Лист бумаги положить на пол недалеко от окна так, чтобы на него падал свет.

3. Смочить окно горячей водой.

4. Менять положение стакана и листа бумаги до тех пор, пока радуга не станет видна.

Понадобится: шланг с водой.

Что делать:

1. Взять шланг с бегущей водой и слегка зажать его «горлышко», чтобы появились брызги.

3. Присмотреться и увидеть в брызгах радугу.

Как запомнить цвета радуги?

Существуют специальные фразы, которые помогают запомнить последовательность цветов радуги. Первая буква каждого слова соответствует первой букве цвета радужной полосы — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь.

Крот овце, жирафу, зайке гладил старые фуфайки.

Каждый оформитель желает знать, где скачать фотошоп.

Кем ощущается жестокий звон гонга сопротивления фатальности?

Как предсказать погоду по радуге?

Если в спектре радуги преобладает красный цвет, то нужно ждать сильного ветра.

Дождливая погода в ближайшие дни будет, если увидеть двойную или тройную радугу.

Высокая радуга сигнализирует о том, что погода будет ясной, а низкая — что дождливой.

Если больше зелёного цвета — будут дожди, жёлтого — хорошая погода, красного — ветер и засуха.

Радуга зимой — редкость, она сигнализирует о надвигающемся морозе или снеге.

Радуга вдоль реки к сильному дождю, а поперёк — к ясной погоде.

Появление радуги в субботу обещает дождливую следующую неделю.

• 
  © АиФ Новосибирск
• 
  © russianlook.com
• 
  
• 
  © wikimedia.org/Fabien1309
• 
  © wikimedia.org/Brocken Inaglory

Инструкция

Как установил Ньютон, белый световой луч получается в результате взаимодействия лучей разного цвета: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового. Каждый цвет характеризуется определенной длиной волны и частотой колебаний. На границе прозрачных сред скорость и длина световых волн изменяются, частота колебаний остается прежней. Каждый цвет имеет свой собственный коэффициент преломления. Меньше всего от прежнего направления откланяется луч красного цвета, чуть больше оранжевый, затем желтый и т.д. Наибольший коэффициент преломления имеет фиолетовый луч. Если на пути светового луча установить стеклянную призму, то он не только отклонится, но и распадется на несколько лучей разного цвета.

А теперь . В природе роль стеклянной призмы выполняют дождевые капли, с которыми сталкиваются солнечные лучи при прохождении через атмосферу. Поскольку плотность воды больше , световой луч на границе двух сред преломляется и разлагается на составляющие. Далее цветовые лучи движутся уже внутри капли до столкновения с ее противоположной стенкой, которая также является границей двух сред, и, к тому же, обладает зеркальными свойствами. Большая часть светового потока после вторичного преломления будет продолжать движение в воздушной среде за каплями дождя. Некоторая же его часть отразится от задней стенки капли и выйдет в воздушную среду после вторичного преломления на передней ее поверхности.

Процесс этот происходит сразу во множестве капель. Чтобы увидеть радугу, наблюдатель должен стоять спиной к Солнцу и лицом к стене дождя. Спектральные лучи выходят из дождевых капель под разными углами. От каждой капли в глаз наблюдателя попадает только один луч. Лучи, выходящие из соседних капель сливаются, образуя дугу. Таким образом, от самых верхних капель в глаз наблюдателя попадают лучи красного цвета, от тех, что ниже – оранжевого и т.д. Сильнее всего откланяются фиолетовые лучи. Фиолетовая полоска будет нижней. Радугу в форме можно видеть, когда Солнце находится под углом не более чем 42° относительно горизонта. Чем выше поднимается Солнце, тем меньше размеры радуги.

Вообще-то, описанный процесс несколько сложнее. Световой луч внутри капли отражается многократно. При этом может наблюдаться не одна цветовая дуга, а две – радуга первого и второго порядка. Внешняя дуга радуги первого порядка окрашена в красный цвет, внутренняя – в фиолетовый. У радуги второго порядка наоборот. Выглядит она обычно на много бледнее первой, поскольку при многократных отражениях интенсивность светового потока уменьшается.

Значительно реже в небе могут наблюдаться три, четыре и даже пять цветных дуг одновременно. Подобное наблюдали, например, жители Ленинграда в сентябре 1948 года. Это объясняется тем, что радуга может возникать также и в отраженных солнечных лучах. Такие многократные цветовые дуги могут наблюдаться над обширной водной поверхностью. При этом отраженные лучи идут снизу вверх,

“Пять языков любви. Как выразить любовь вашему спутнику”, Гэри Чепмен "Я уверен, что как только вы определите основной язык любви вашего супруга и научитесь говорить на нём, вы обретёте ключ к долгому, полному любви браку". Читать | Скачать | Купить “Огонь в сердце”, Дипак Чопра Очень добрая, светлая и мудрая книга о человеческой душе. Чтение ее приносит удивительный результат - появляется покой, умиротворение, пробуждается в душе радость и любовь, возрождается оптимизм, вера в себя... Читать | Скачать | Купить

Десять секретов счастья”, Адам Джексон Простые, но мудрые секреты могут помочь вам стать более сильными, более радостными, более мудрыми. Читать | Скачать | Купить Семь духовных законов успеха”, Дипак Чопра Эта книга - один из величайших, бестселлеров современности. Ее успех и тиражи невероятны. Основанная на законах, которым подчиняется все мироздание, она вдребезги разбивает миф о том, что успех является результатом тяжелого труда, точного планирования или руководящих вами амбиций. Читать | Скачать | Купить "Десять секретов любви", Адам Джексон Любовь и радость истинно любовных отношений в жизни слишком часто кажутся нам недостижимой сказкой. Но каждый из нас способен любить, быть любимым и создать такие отношения в своей жизни. Читать | Скачать | Купить

Пользовательский поиск

Причины появления радуги

Одно из явлений природы, приносит искреннюю и радостную улыбку на лице, пожалуй, каждого человека это появление радуги. Это не материальный объект, а световой прием, поэтому каждый видит ее по-своему. Издавна люди считали, что это знак Божий и его милость, ведь радуга появляется из ничего и исчезает также в никуда.

Но и здесь есть разумное и логичное объяснение этого явления. Итак, откуда она берется?

Появление радуги с точки зрения физики

Физики объясняют это так: луч света проходит через каплю воды и преломляется в ней. Поскольку капля имеет каплевидную форму, а не шарообразную, тогда логично, что если в одном месте луч отражается, то в другом он выходит наружу. При этом возникает дисперсия света, т.е. разложения света. Вследствие этого же и возникает это красивое природное явление.

Обычно возникает только одна радуга, состоящая из 7 цветов. Однако в связи с тем, что световой луч может отразиться дважды, можно наблюдать еще одну. Интересно знать, что у второй расписание цветов будет обратным, то есть если в первой внешняя часть имеет красный цвет, а внутренняя - фиолетовый, то у второй будет наоборот, внешняя - фиолетовый и внутренняя - красный.

Большинство из нас даже не догадывается насколько уникальная природа, и чудеса она нам приносит, ведь мало кто знает, что кроме обычной радуги, образующуюся с помощью солнца и капель воды есть еще и другие разновидности этого чуда.

Разновидности

Такое природное явление часто называют иридой. Примером этого является ночная. В общем, возникновения такой радуги ничем не отличается от обычной, но здесь одну из главных ролей играет не Солнце, а Луна. Важно знать, что для появления месячной радуги положение Луны на небе не должно быть выше или ниже, чем 42 градуса. Интересно знать, что Луна должна быть полной, ведь так будет больше света. Представляется, что яркость такой разновидности будет меньше чем яркость обычного явления, ведь Луна отражает меньше света от Солнца чем само Солнце.

Еще одним примером является округло-горизонтальная или огненная радуга. Один из видов гало. Это феномен, представляющий собой возникновение горизонтальной радуги, лежащий на фоне легких и высоких перистых облаков. Для того, чтобы солнечный луч сломался, кристалл льда должен быть в горизонтальном положении. Лучи солнца входят через вертикальную боковую стенку кристалла и выходят из нижней горизонтальной стороны. Так возникает спекторальное разделения цветов.

Взято с http://wreune.ru

Новости

Вероятные причины болезней, порождаемых определенными мыслями, и новые образцы мыслей, с помощью которых эти болезни могут быть излечены