Кто творит радугу? Почему появляется радуга.

Планета Земля полна различных тайн. В этом мы убедились, рассмотрев не одно явление природы, а так же ярчайших представите лей флоры и фауны.
Сегодняшний центр нашего внимания – радуга. Она нас интересовала в детстве, её секреты не дают нам покоя и в зрелом возрасте. Психологи объясняют это тем, что радуга является обещанием «радужного», светлого, радостного будущего. Во все времена в любой культуре люди воспевали её в произведениях поэзии, музыки, искусства. В переводе с латинского языка радуга – это дождевая арка. Греки и римляне считали её дорогой между миром живых и мертвых. В скандинавских мифах радугу называли мостом между миром людей и богов. В Библии она фигурирует как знамение, которое дано Богом для примирения с человеком. Английский писатель Макдональд представлял её в своей сказке соединением с волшебной страной. Для нас же, славян, по поверьям радуга – коромысло с котелками золотых монет на концах, которое«берет» воду из различных водоёмов, а потом выливает её на землю в виде дождя.

1. Радуга – это преломление света небесных светил в каплях воды, которые парят в атмосфере планеты. Эти капельки, каждая по-своему, отображают свет различной тональности, за счет чего он разбивается на миллион цветов, семь из которых мы различаем.
2. Один из необычных фактов этого явления природы – перевернутая радуга. Бывает она чрезвычайно редко и появляется лишь при выполнении ряда условий. В первую очереди на высоте не менее 8 км должна быть тоненькая прослойка воздушных облаков, которые должны состоять из миллиона кристаллов льда. Солнечный свет в свою очередь должен пасть под таким углом, что бы разделиться на своеобразный спектр, который отразится в атмосфере «вверх ногами». При этом и оттенки перевернутой радуги отобразятся в обратном порядке: красный снизу, а фиолетовый окажется сверху.
3. Через линзу фотоаппарата и благодаря особым фильтрам, на фотографиях радуга имеет более насыщенные цвета, а так же можно увидеть редкие явления, как ночная радуга, которые часто недоступны невооруженному глазу человека.

4. Ночная радуга – следующий факт, которым мы Вас удивим. Не может быть такого? Может. Радуга – это преломление света. Ночью на небосводе так же есть светило – Луна, свет которой и преломляется. Часто ночную радугу называют лунной. Что бы увидеть её невооруженным человеческим глазом ночью, должно быть выполнено несколько условий: Луна должна быть в фазе полнолуния, спутник должен быть не высоко на небосводе, должен быть дождь либо туман и последнее, небо должно быть очень темным. Если хотя бы одно условие не выполнено, то наши глаза увидят лишь белый свет. В основном лунная радуга доступна для «осмотра» возле больших водопадов, т.к. это априори значит выполнение второго условия.

5. С поверхности Земли радуга для нас – участок окружности, центр которой находится на прямой, проходящей через глаз наблюдателя и диск Солнца, противоположным глазу. Если же лететь на самолете либо же подняться в гору, то можно увидеть полную окружность.

6. Первым различил цвета радуги ученый И. Ньютон. Причем изначально он выделил лишь пять – фиолетовый, голубой, зеленый, желтый и красный. Об этом он написан в «Оптике». Через время, создавая соответствие между количеством тонов музыкальной гаммы и количеством оттенков спектра, он добавил еще два цвета – оранжевый и синий. Но соотечественники Ньютона, как и японцы, продолжают выделять 6 оттеков: первые соединяют между собой синий и голубой цвет в индиго, вторые же не различают по отдельности зеленый и синий, но замечают голубой. На самом же деле цветов и оттенков у радуги миллионы, большинство из которых просто невидимы для человеческого глаза.

7. Для того, что бы увидеть радугу, угол преломления солнечного света через дождевую каплю должен составлять примерно 42 градуса, в противном случае Вы навряд ли сможете её наблюдать. Поэтому в полдень встретить радугу практически не возможно.
8. Изредка на небосводе после дождя мы можем наблюдать две радуги: основную, самую красивую, и вторичную, менее яркую. Это происходит из-за того, что свет преломляется в капле два раза.

9. Оказывается, что нет одинаковых радуг в глазах человека. Все дело в том, что отраженный свет, который преломляется от одной капли, отражается от другой капли совершенно под другим углом. А так как на одном месте не могут стоять несколько человек одновременно, то получается, что у каждого из нас своё разноцветное чудо.
10. Если вы хотите, что бы радужный полукруг исчез, наденьте поляризационные очки. Как это происходит? Молекулы, нанесенные на стекла, расположены вертикальной линией, в то время, когда лучи, отраженные от капли дождя, горизонтальной.

11. Еще одно удивительное оптическое чудо – огненная или окологоризонтальная радуга.

Это редчайшее явление можно наблюдать на рассвете при выполнении ряда условий. Первое обязательное условие – наличие облаков. Второе – небесное светило находится под углом не менее 58 градусов от горизонта. И последнее – кристаллы льда располагаются горизонтально.
Если все выполнено, то преломленные лучи «зажигают» небо, потому как такая радуга не имеет конца и начала.

12. Болгары верят, что если пройти под мостом радуги, то можно изменить пол. Поэтому в древности женщины, планируя определенный пол ребенка, который все никак не получался, старались пройти под радугой.
Так же, болгары считают, что Бог показывает женщинам на примере радуги, какие нужно употреблять цвета для тканых полотен.
13. Приснилась радуга? Это хороший знак. Ждите позитивные вести.

Какие бы факты мы не приводили в данной статье, это не изменит того, что при появлении радуги на небосводе, мы всегда будем радоваться как дети. В эти прекрасные моменты никто не станет думать о научной точке зрения. Это удивительное явление всегда будет ассоциироваться с чем-то позитивным.

Цветная радуга не существует, поскольку это лишь иллюзия, которая нам только кажется. Насколько известно учёным – ни одно живое существо в мире, кроме человека, увидеть её не в состоянии. И тем не менее она есть.

Её видят люди, живущие по ту или иную сторону земного шара, на островах или континентах, находящиеся на земле или летящие в воздухе. Яркая, цветная радуга появляется перед глазами восторженных зрителей, когда мелкие капельки дождя ещё падают на землю, а солнце находится за их спиной – и создаёт удивительную картину, даруя всем радость. Потому её так и назвали – радуга.

Человечество с прадавних времён задумывалось над природой этого феномена и почему, радуга и дождь так связаны друг с другом. Поэтому не удивительно, что с ней связано огромное количество самых разнообразных историй и легенд, большинство из которых – чрезвычайно оптимистичны.

В Старом Завете. Бог подарил людям это удивительное явление как символ нерушимости своего Слова. А пообещал Он Ною и его семье, что всемирного потопа люди больше никогда не увидят.

Для древних греков. Согласно древнегреческим мифам, по радуге с небес на землю к людям спускалась вестница богов Ирида.

У древних китайцев. Для китайцев радуга являлась небесным драконом, который означал единение Неба с Землёй.

У прадавних славян. Наши предки верили, что это удивительное явление служит волшебным мостом. По нему спускаются ангелы, набирают воду из рек, после чего выливают её в облака – после этого они орошают всё вокруг живительным дождём. Здесь радуга и дождь тесно взаимосвязаны.

Радуга для суеверных. Интересно, что далеко не все думали, что появление этого удивительного явления природы – к добру. Некоторые считали, что появление радуги приносит несчастье. Хотя бы потому, что по ней души умерших людей переходят в царство мёртвых, а значит её появление сигнализирует о чей-то близкой кончине.

Радуга и народные приметы. Естественно, народные приметы также не могли обойти это атмосферное явление стороной – люди, ориентируясь на него, пытались предсказывать погоду. Например, если радуга располагалась высоко и была более выгнутой – значит, погода будет хорошей, если же разноцветная дуга находилась низко и оказывалась растянутой – можно готовиться к ненастью.

Что представляет собой чарующее зрелище

Небезынтересно будет узнать, что за этим удивительным феноменом можно наблюдать не только днём, но также и ночью, в перистых облаках и даже во время тумана. При этом с земли она предстаёт перед нами в форме арки. А целиком её можно увидеть только тогда, когда мы будем во время её появления находится в самолёте, вертолёте, аэроплане или на высокой-превысокой горе.

Вот тогда и окажется, что на самом деле радуга имеет абсолютно круглую форму, поскольку увидеть её полностью мешает земная поверхность. А всё потому что капля, обладающая сферической формой и освещаемая пучком параллельного солнечного света, способна создать только окружность.

Солнечная

Солнечная радуга наиболее яркая их всех и именно её мы видим наиболее часто. Состоит она из огромного количества цветов. Основные оттенки этого феномена запомнить довольно легко, поскольку специально для этого было придумано немало стихов и поговорок, в первых буквах которых зашифрованы цвета радуги:

Каждый – Красный (основной, его невозможно получить при смешивании цветов);

Охотник – Оранжевый (дополнительный – можно получить при смешивании основных цветов);

Желает – Жёлтый (основной);

Знать – Зелёный (дополнительный);

Где – Голубой (дополнительный);

Сидит – Синий (основной);

Фазан – Фиолетовый (дополнительный).

Несмотря на то, что мы считаем, что видим только эти семь цветов радуги, на самом деле, спектр абсолютно непрерывен – и наш глаз различает более полторы сотни оттенков. А всё потому что между этими цветами нет чёткой грани – а один и тот же цвет (белый) плавно переходит в другой через все оттенки.

Лунная

Теоретически, лунную радугу можно увидеть повсюду. Но на практике за ней наиболее часто наблюдают жители дождливой местности или живущие возле больших водопадов.

Она не настолько ярка, как солнечная, разглядеть её можно на противоположной от Луны стороне неба во время полнолуния (плюс-минус несколько ночей).

Ночное светило должно находится низко над горизонтом, небосвод – быть практически чёрным и, конечно, с другой стороны от Луны должен моросить дождь. Поводят даже параллели, дождь и радуга (если идет дождик, то вполне вероятно увидеть радугу), радуга и дождь (если появилась радуга, то погода может измениться).

Цвета лунной радуги рассмотреть непросто – её свет для наших глаз слишком слаб. Поэтому если нам посчастливится её заметить невооружённым новейшей техникой взглядом, то мы увидим лишь дугу белого цвета.

Туманная

Иногда туманную радугу путают с лунной, поскольку она обычно похожа на яркую сияющую широкую белую арку. С внутренней стороны она может быть слегка фиолетовой, с внешней – оранжевой.

Её можно увидеть тогда, когда солнечные лучи оказываются в слабом тумане, который состоит из малюсеньких водяных капелек (25 мкм), что преломляют и рассеивают белый свет. Чем они меньше, тем радуга белее, поскольку световые пучки в этом случае смешиваются, сначала становятся блеклыми, а потом и вовсе обесцвечиваются.

Огненная

Огненная радуга – чрезвычайно редкий феномен. Она абсолютно горизонтальна и выглядывает из-под перистых облаков, которые находятся на огромной высоте – 8-9 км над уровнем моря.

Наблюдать за ней можно только с земли, при этом дневное светило должно находиться под углом, превышающим 58°, в небе – проплывать перистые облака, которые состоят из шестигранных ледяных кристаллов и именно в этот момент находятся горизонтально (чтобы лучи Солнца могли свободно преломляться).

Перевёрнутая

Таким же редко встречаемым феноменом природы является перевёрнутая радуга. Для её появления также нужны перистые облака. Только ледяные кристаллы, должны выстроиться под нужным градусом, чтобы солнечные белые лучи могли разложиться на разные цвета и отразиться на небосводе.

Появление

Яркая, разноцветная арка появляется в основном или до, или после дождя, поскольку радуга и дождь связаны друг с другом. При этом солнечные (лунные) лучи обязательно должны проникать сквозь тучи, светило находится за спиной человека, а моросящий дождь – спереди. Если радуга появится утром или вечером (когда Солнце недалеко от горизонта), то она окажется большого размера, если днём (светило стоит высоко) — маленького.

Почему именно возникает это явление природы, первый объяснил Декарт в начале 17 века. В его время ещё ничего не знали о том, что белый способен распадаться на разные цвета. Из-за этого радуга учёного оказалась белоснежной.

Раскрасил её Ньютон, открыв дисперсию и объяснив этот процесс природы.

Если говорить коротко об этом феномене, то его можно объяснить, как оптическое явление, которое возникает, когда преломляются и отражаются лучи небесного светила в огромном количестве (часто доходящем до миллиона) дождевых капелек, и затем дождь и радуга видны человеческому глазу.

Белые лучи проходят сквозь дождевые (или туманные) капли.

Каждая капелька – это своего рода призма (тело из прозрачного вещества, ограниченное двумя непараллельными плоскостями, из-за которых преломляется свет).

Призма эта обладает превосходными оптическими свойствами, поэтому успешно раскладывает белый свет на цвета, из которых он состоит, и образуя тем самым пучок расходящихся разноцветных лучей. Таким образом, можно утверждать, что каждая отдельно взятая капля воды – это своего рода маленькая радуга.

Разноцветные лучи выходят из призмы под различными углами (тут стоит помнить, что поверхность капли – кривая). Например, угол красного составляет 137°30’, фиолетового – 139°20’, остальные – между ними. На цвет влияет и длина световой волны – у красного цвета она самая длинная, у фиолетового – короткая.

В результате этого белый цвет, который содержит в себе абсолютно все цвета, кроме чёрного, полностью распадается и образует разноцветную полосу.

Довольно часто возле одной радуги нередко можно заметить ещё вторую, а то и несколько штук, правда, не настолько ярких, как основная. Это вторичные радуги, которые можно увидеть тогда, когда свет в одной капельке отбивается два раза. Цвета в таких арках размещены наоборот – сверху – фиолетовый, в середине – красный.

Если кому-то постоянно не везёт, и он практически никогда не может увидеть этот природный феномен воочию, отчаиваться не стоит, ведь радугу каждый вполне может создать самостоятельно. Тут и возникает вопрос, как сделать радугу.

Вариант 1. Самый простой

Взять стеклянную призму, лист белой бумаги и выйти на Солнце. Повернуться к нему спиной и разместить призму таким образом, чтобы свет падал сквозь неё на лист. Радуга готова! Приближая и удаляя призму от бумаги, можно увеличивать или уменьшать разноцветное чудо.

Вариант 2. С водой-1

В данном случае призмой выступит стакан с водой, заполненный на три четверти. Дальше нужно действовать, как в первом варианте. В результате у вас получится дождь и радуга.

Вариант 2. С водой-2

Взять миску, наполнить её водой, найти белый лист бумаги и небольшое зеркало. Миску выставить на солнце, опустить зеркало в воду, притулить к краю посуды и повернуть так, чтобы на него падали световые лучи. После этого нужно двигать лист бумаги вдоль миски в поисках места, где на нём будет отображаться радуга.

Вариант 3. С CD-диском

Радугу вполне можно увидеть, используя диск. Это происходит из-за того, что его поверхность имеет огромное количество бороздок, которые исполняют роль маленьких призм.

Необходимо подойти к освещённому окну, закрыть его шторой таким образом, чтобы остался маленький просвет для световых лучей. Взять диск и разместить его так, чтобы на него попал солнечный свет, после чего нужно отразить луч с помощью диска на картон. Если наклонять диск в разные стороны, можно получить как радужную полоску, так и круговую радугу. Если вместо Солнца использовать фонарик, цвета радуги окажутся менее насыщенными.

Вариант 4. Для экстремалов, любящих ругаться с соседями и делать ремонты

В этом эксперименте будет присутствовать и радуга, и дождь. В самой большой комнате установить фонарь мощностью в 500 ватт и включить его. Взять садовый шланг, подвести воду к фонарю, насадить на шланг садовый поливочный пистолет и установить его на распыление. Включить воду, после чего подвести пистолет поближе к фонарю, но не заливать его. Через несколько минут у вас появится не только радуга и дождь, но зрители – соседи снизу, которые однозначно оценят вашу находчивость!

Семейная радуга

Искусство

Семейная радуга

МОСКОВСКИЙ ВЕСТНИК

В столице прошёл VII кинофестиваль короткометражных фильмов «Семья России». Вот уже семь лет он собирает работы, посвящённые узам брака, семейным ценностям и воспитанию детей.

Более чем скромная информация о фестивале в нашей прессе, разумеется, не должна кого-либо по нынешним временам удивлять. Удивляет другое: как в «кризисных» условиях пышным цветом процветающей шоу-культуры люди вообще умудряются создавать что-то пусть зачастую и наивное, но сердечное!

Замечательно и то, что за фестивальным мельтешением не ушёл в тень, не потерялся главный посыл организаторов смотра: отразить – хотя бы и в малом формате – нынешнее состояние российской семьи, с её бедами и радостями. «Мысль семейная» не пропала не в последнюю очередь и благодаря тому, что во многих кинолентах властно присутствовало духовное начало, осенённое и окормлённое Русской православной церковью. Это вовсе не означало, что на экране и в зале непременно присутствовал батюшка с кадилом. Всё-таки кинофестиваль – мероприятие светское. Хотя, с другой стороны, я не первый раз присутствую на этом фестивале и на сей раз заметил очевидные перемены в его «кадровом составе»: представителей духовенства как в составе жюри, так и в числе соискателей призовых мест стало поболее. Плохо это или хорошо – не мне судить. Но вот о чём я могу судить со всей очевидностью, так это о том, что по своему качеству «православные» фильмы в целом ощутимо уступают «светским».

Причин тому несколько. Главная – отсутствие профессионализма. Большинство фильмов религиозного содержания грешат слабым сценарием, откровенной примитивностью режиссуры. Да простят меня отцы церкви, но дело здесь не столько в них, сколько в тех, кому они «заказывают музыку». Есть, конечно же, среди кинематографистов мастера, работающие в православной тематике честно, по велению души. Но таких, как, к примеру, Вячеслав Орехов, по пальцам можно пересчитать. Он провёл в рамках фестиваля мастер-класс, участники которого (по большей части – авторы конкурсных работ) с интересом внимали его глубокому, простому, без какого бы то ни было «ложно-патриотического» надрыва разговору о технологии документального кино.

Актёр и режиссёр Валентин Букин – ещё один из тех немногих специалистов, к чьим речам окружающие прислушивались с особым вниманием. Так, анализируя один православный фильм (не стану его называть из уважения к заказчикам), чётко отметил главный недостаток, свойственный многим работам подобного плана, – «духоподъёмные» закадровые сентенции ведущего слишком контрастируют с вялой безжизненной режиссурой. И тут же пример обратного рода: фильм Валентины Алисовой «Мы – донские казаки», где через отношения отца и сына, которому преподаются навыки джигитовки (и школа жизни), перед нами во всей полноте, но при этом абсолютно не пафосно раскрывается мысль о неразрывной связи поколений.

Вот кто должен быть в первую очередь заседать в жюри, а не случайная публика, малосведущая в законах документального жанра, да и в кинематографе вообще. Впрочем, справедливости ради надо отметить, что Гран-при фестиваля получил действительно отличный фильм режиссёра Елены Иванченко «Покажи мне радугу», повествующий о семье Виктора и Натальи Семенковых и их 12 приёмных детях.

Семейные дела, особенно в части взаимоотношений с детьми, – материя тонкая. Мы то и дело всуе повторяем слова «нравственность», «духовность» и забываем известную мысль Станиславского о том, что частота произнесённых слов приводит к нивелировке самого понятия. Да, когда авторы фильмов демонстрируют нам семейный уклад провинциального города или деревни, уходящий корнями в родовые традиции, это не может не привлекать и не «радовать глаз». Но всё-таки в таких фильмах есть недомолвие, точнее сказать, неполнота целостного восприятия проблемы. Изобразить умилительную картину современного «святого семейства» не в пример легче, чем раскрыть нелёгкую судьбу брошенной жены и ребёнка, оставшегося без отца и средств к существованию в городе, пронизанном равнодушием и цинизмом.

Сама природа кинодокументалистики позволяет ответить на многие сложные вопросы семейного бытия. И то, что ленты и люди, их поднимающие, имеют возможность объединиться, само по себе замечательно. Другое дело, что хотелось бы пожелать организаторам фестиваля большей ответственности в отборе фильмов на первоначальных этапах конкурса. Лучше меньше, да лучше – это «Семье России» стоило бы избрать себе на будущее в качестве своеобразного девиза.

Сергей ЛУКОНИН

Прокомментировать>>>

Комментарии:

Из книги Принцесса. Правдивая история жизни под чадрой в Саудовской Аравии [Принцесса] автора Сэссон Джин

СЕМЕЙНАЯ ЖИЗНЬ Если и есть слово, которым можно охарактеризовать женщин поколения моей матери, то это слово ожидающие. Всю жизнь они проводили в ожидании чего-то. Они не имели возможности получить образование, им не дано было право работать, так что ничего не оставалось,

Из книги Статьи автора Дельвиг Антон Антонович

3. "РАДУГА". ЛИТЕРАТУРНЫЙ И МУЗЫКАЛЬНЫЙ АЛЬМАНАХ НА 1830 ГОД. Изд. П. Араповым и Д. Новиковым. М., в тип. С. Селивановского.Что такое альманахи в Германии, в их отечестве? Игрушки взрослых детей, подарки на новый год, книжки, которых главное достоинство состоит в картинках и в

Из книги Литературная Газета 6257 (№ 53 2010) автора Литературная Газета

Семейная ценность ТелевЕдение Семейная ценность На канале «Россия» успешно идёт новая программа с не модным по нашим временам, но крайне приятным и значимым для старожилов названием – «Большая семья» (режиссёр Андрей Верещагин, ведущие Дмитрий Харатьян и Дмитрий

Из книги От звёзд - к терновому венку автора Филиппов Леонид Иосифович

Из книги Газета День Литературы # 60 (2001 9) автора День Литературы Газета

Роман Шебалин МЫШИНАЯ РАДУГА (кое-что о физиологии Москвы) Людей нет. Нет их. То есть - не так, не эдак, не в том чтобы - это где-то там, а здесь есть они; в принципе нет, вообще, конкретно - их нет в Москве. Нас - нет. Ах, как же! - Вы возопите и, не разбирая дороги,

Из книги Литературная Газета 6283 (№ 28 2010) автора Литературная Газета

Радуга для молодых Литература Радуга для молодых ЛИТРЕЗЕРВ В Москве состоялась презентация первой ежегодной итало-российской литературной премии для молодых прозаиков и переводчиков «Радуга». Спонсорами премии выступили итальянский Банк Интеза, российский

Из книги Литературная Газета 6302 (№ 47 2010) автора Литературная Газета

Радуга в гости Литература Радуга в гости ПОВЕРХ БАРЬЕРОВ В уходящем году Литературный институт им. А.М. Горького и ассоциация «Познаём Евразию» (Верона, Италия) учредили новую литературную премию для молодых прозаиков и переводчиков России и Италии «Радуга», призванную

Из книги Великая смута автора Плахотный Николай

СЕМЕЙНАЯ ТАЙНА

Из книги Урок автора Богат Евгений

Из книги Том 11. Неопубликованное. Публицистика автора Стругацкий Аркадий Натанович

СМЫСЛ ЖИЗНИ НА ОСТАВШИЕСЯ ЧАСЫ. «Далекая Радуга» Леонид Андреевич Горбовский. Живое человеческое воплощение Полудня. Самый добрый, самый нравственный герой Стругацких. И он же - совершенно живой, настоящий. А ведь это вовсе не само собой разумеется! Он - тот самый

Из книги Литературная Газета 6423 (№ 29 2013) автора Литературная Газета

Радуга в рифму и без Словесность: Ежегодный альманах Союза литераторов России. Книга седьмая. - М.: "Библиотека газеты «МОЛ", 2013. – 202 с. – 400 экз. Альманах «Словесность» – одно из тех изданий, которые расширяют наше представление о современном литературном процессе.

Из книги Деньги или любовь. Жертвы половой войны автора Танцоров Игорь Львович

Семейная драма Но и с любимым мужем, которого женщине удалось с трудом найти и женить на себе, ей становится, прямо скажем, трудно. Очень. Куда труднее, чем раньше. Этот странный результат никак не могли предвидеть мудрые борцы за женские права. Конечно, независимость

Из книги Закат Гейропы и России автора Разумков Максим

Глава 4 Ой, ты радуга, радуга-птица Удивительным образом все повторяется. В предыдущей главе мы начинали разговор о современном феминизме с факта, что, добившись собственных целей, его яркие представительницы на этом не останавливаются. И при этом легко находят полную

Из книги Семейная реликвия автора Богат Евгений

Из книги Сражение года: оборона Саур-Могилы автора Норин Евгений

Радуга над полем, знамя на ветру Саур-Могила обречена на то, чтобы остаться символом бескомпромиссной борьбы в Донбассе. Уже однажды обильно политый кровью, курган над Миусом видел в 2014 году не менее ожесточенное сражение, чем десятилетия назад. Победа на Саур-Могиле тем

Из книги Копилка народной мудрости. Традиции, обряды, приметы, пословицы, поговорки автора Демус Валерий Анатольевич

Радуга Пословицы и поговоркиВоду из реки ведром не вычерпаешь, радугу с неба рукой не схватишь.Радуга ушат воды выпила.Радуга-дуга, не пей нашу воду.Радуга-дуга, перебей дождя.Радуга пьет воду, чтобы избавить землю от потопа.ПриметыВ радуге больше красного цвета – к

Радуга - красивейшее природное явление. И хотя видел ее практически каждый, мало кто может внятно объяснить причину ее появления. Не каждый сможет даже с уверенностью сказать, куда при наблюдении радуги светит солнце - в лицо или в спину. В этой статье мы расскажем, как образуется радуга и как радужное рассеяние проявляется в разных областях физики.

Свет, упавший на каплю воды, может отразиться от ее поверхности (рис. 1, линия 1), преломиться на границе, пройти внутрь капли, снова преломиться и выйти наружу (2) или же претерпеть внутреннее отражение и только после этого покинуть каплю (3).
Именно эта третья ветвь функции отклонения луча обладает важным свойством: угол рассеяния достигает экстремума при некотором не равном нулю значении прицельного расстояния b r (рис. 2).
Именно такое поведение приводит к возникновению радужного рассеяния: световые лучи будут сгущаться по мере приближения угла рассеяния к углу радуги θ r , а область θ > θ r будет соответствовать геометрической тени (рис. 3, 4).
Для водяной капли в воздухе этот угол составляет приблизительно 42°. Таким образом, капля, подсвеченная солнцем, будет ярко «светить» назад по образующей конуса с соответствующим углом раствора. Свет, исходящий от таких капель, создаст для находящегося в подходящем месте наблюдателя яркую дугу.
Цветная радуга обусловлена небольшим различием в показателе преломления воды для различных длин световых волн. Соответственно, точное значение угла радуги θ r также будет немного отличаться.
Иногда на небе можно увидеть две радуги (рис. 5). Радугу второго порядка порождает четвертая ветвь функции отклонения светового луча (линия 4 на рис. 1). Яркость радуги второго порядка будет меньше, а чередование цветов - обратным по отношению к основной радуге.
Учет волновых свойств света несколько усложняет картину. Поскольку на один и тот же угол θ > θ r будут рассеиваться два луча с различными прицельными расстояниями, между ними возникнет интерференция, приводящая к появлению осцилляций интенсивности (синяя кривая на рис. 4). Кроме того, за счет дифракционных эффектов рассеяние будет происходить и в область геометрической тени θ > θ r .
Попытки понять природу радуги предпринимались с древнейших времен. Создателем геометрической теории радуги следует, видимо, считать Рене Декарта, который первым продемонстрировал факт сгущения лучей при θ , стремящемся к θ r (1637 год). Количественную теорию радуги на основе волновой оптики построил в 1838 году английский астроном Дж. Эйри. И хотя в области дополнительных радужных максимумов предсказания теории Эйри существенно отличаются от результатов разработанной в XX веке точной теории радуги, функция Эйри нашла применение в математической физике и, в частности, в квантовой механике.
Рассеяние частиц формально ничем не отличается от рассеяния световых лучей, поэтому радужное рассеяние возможно не только в оптике, но и в механике. Необходимое условие возникновения радуги остается прежним: наличие экстремума в функции отклонения θ (b ). Пример радужного рассеяния электронов на цепочке атомов показан на рис. 6.
Волновые свойства, присущие частицам в квантовой механике, усиливают сходство с оптикой. Первыми на возможность радужного рассеяния в атомных и ядерных столкновениях обратили внимание К. Форд и Дж. Уилер в статьях . В частности, ядерная радуга наблюдается при рассеянии легких ядер с энергиями 25–30 МэВ/нуклон средними и тяжелыми ядрами .

Изложение теории радуги зачастую отсутствует даже в весьма солидных учебниках оптики. В свое время автору этих строк пришлось разбираться в предмете по популярным статьям и монографии . Зато с завидной регулярностью в периодике появляются обзоры по радуге, в том числе ядерной (см., например, ).

Литература:
1. Ford K.W., Wheeler J.A. Semiclassical description of scattering // Ann. of Phys. 7 (1959) 259–286 (reprinted in Ann. of Phys. 281 (2000) 608–635).
2. Ford K.W., Wheeler J.A. Application of semiclassical scattering analysis // Ann. of Phys. 7 (1959) 287–322.
3. Ахиезер А.И., Шульга Н.Ф. Электродинамика высоких энергий в веществе. - М., Наука, 1993. - С. 155.
4. Ogloblin A.A. et al. Nuclear Rainbow in Scattering and Reactions and Nucleus-Nucleus Interaction at Small Distances // ЯФ 66 (2003) 1523–1533.
5. Khoa D.T. et al. Nuclear rainbow scattering and nucleus-nucleus potential // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 34 (2007) R111.
6. Adam J.A. The mathematical physics of rainbows and glories // Phys. Rep. 356 (2002) 229–365.
7. Нуссенцвейг Х. Теория радуги // УФН 125 (1978) 527–547.
8. Пономарев Л.И. Числа радуги // Химия и жизнь, 1981, № 10, с. 44–50.
9. Трифонов Е.Д. Еще раз о радуге // Соросовский образовательный журнал, 2000, № 7, с. 53–58.
10. Ньютон Р. Теория рассеяния волн и частиц. - М., Мир, 1985. - 279 с.

Отрывок из книги: Гегузин Я. Е. Капля. - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2014.

Схема, поясняющая геометрию радуги в небе.

Первое и второе кольца радуги появляются вследствие однократного (а) и двукратного (б) отражения солнечных лучей от границы капля-воздух.

Схема опыта, в котором радугу можно воспроизвести в лаборатории.

Радугу творят водяные капли: в небе - дождинки, на поливаемом асфальте - капельки, брызги от водяной струи. Радугу могут сотворить и капли-росинки, которыми осенним утром покрыта низко скошенная трава.

Вначале поговорим о «геометрии» радуги, т. е. о форме и расположении разноцветных дуг, а затем - о «физике» радуги, о том, какие физические законы определяют её форму и цвета.

«Геометрия радуги» в небе описана давным-давно. Обычно в небе видны две разноцветные концентрические дуги: одна - яркая, а другая - побледнее. Каждая дуга является частью окружности, центр которой лежит на прямой, проведённой через солнце и глаз наблюдателя. Эта прямая - своеобразная ось, и вокруг неё изогнута радуга. Глаз наблюдателя оказывается в вершине конусов, в основании которых - разно-цветные дуги. Образующие этих конусов с осью соответственно составляют углы 42 и 51°. Солнце светит из-за спины наблюдателей, чем ниже оно опускается к горизонту, тем выше поднимается вершина радуги. В тот момент, когда солнце касается горизонта, можно увидеть полукруглую радугу: большей она никогда не бывает. Если же солнце поднимется над горизонтом более чем на 42°, вершина яркой радуги уйдёт за горизонт.

Всё происходит так, будто негнущиеся прямые, как коромысло, закреплены в точке О, где находится глаз наблюдателя, а на концах коромысла - солнце и вершина радуги. Это означает, что у каждого наблюдателя «своя» радуга, изогнутая вокруг «своей» оси, той самой, которая проходит через его глаз. Радуга всё же не настолько «своя», чтобы стоящие рядом не могли обсуждать её красоту. Они видят практически одно и то же, так как солнце удалено от наблюдателей на расстояние, неизмеримо большее, чем расстояние между ними. И ещё: дойти до радуги, как и до горизонта, невозможно. И приблизиться к ней тоже невозможно, потому что это означало бы изменение всей геометрии радуги, в частности угла при вершине конуса. А его соблюдение - первейшее требование и физики, и геометрии радуги.

К геометрическим сведениям следует отнести данные о порядке чередования цветов в радугах. Как известно, в радуге представлены «все цвета радуги» - от красного до фиолетового. Порядок цветов в дугах обратный, и друг к другу они обращены красными полосами. Вот и вся геометрия радуги, во всяком случае той, которая сотворена каплями в небе.

Теперь о физике радуги. Её история восходит к 1637 г., когда французский философ и естествоиспытатель Рене Декарт впервые понял роль капли в возникновении радуги. Своё открытие он подтвердил расчётом, потребовавшим затраты огромного труда: он проследил путь в сферической капле 10 тыс. параллельных солнечных лучей. Первый из них касается поверхности капли, а десятитысячный проходит через её центр, т. е. расстояние между крайними лучами равно радиусу капли.

Идея Декарта была проста и естественна. Он считал, что солнечные лучи, двукратно преломляясь в капле и один раз отражаясь от её поверхности, могут попасть в глаз наблюдателя. Проследив такой путь 10 тыс. лучей, он убедился, что все лучи, номера которых приблизительно находятся между 8500 и 8600, будут из капли выходить практически в одном и том же направлении, под углом 42° к оси радуги. Следовательно, среди прочих это направление выделено своей яркостью, и стократно усиленный луч воспримется наблюдателем. Конечно, преломляют и отражают лучи все капли, витающие в небе, но глазом будут восприняты световые сигналы лишь от тех, которые расположены на дуге, удовлетворяющей требованиям геометрии радуги, прямо следующей из её физики.

Всё рассказанное о 10 тыс. лучей касается главной радуги, той, к которой относится цифра 42°. Если же мы рассмотрим более сложный путь лучей в капле - два преломления при двух, а не одном отражении, - получим объяснение второй дуги, к которой относится цифра 51°.

В разумности идеи Декарта можно убедиться, сотворив радугу в лаборатории с помощью одной искусственной огромной «капли». Её можно создать, заполнив сферическую стеклянную колбу водой. Колбу надо поставить перед экраном и через отверстие в нём направить на колбу параллельный сноп света. На экране образуется полное цветное кольцо, удовлетворяющее всем требованиям «геометрии радуги».

Появление цветов - естественное следствие зависимости показателя преломления от длины волны света. В капле происходит то же, что в стеклянной призме, которая разлагает белый свет на «все цвета радуги». «Физика» радуги остаётся неизменной при различных «геометриях» - для радуги на мокром асфальте и на скошенной траве, покрытой росой.

Ещё следует упомянуть об эффектах, связанных с малостью размера капель. Те капли, которые в основном творят радугу, имеют диаметр 0,08-0,2 мм. При таких размерах надо учитывать, что свет имеет волновую природу. Связанные с этим изменения элементарной теории Декарта, который рассматривает луч, а не волну, оказываются не очень существенными.

Если бы создающие радугу капли сохранялись в небе, не изменяясь, радугу можно было бы наблюдать в течение не более 2 ч 48 мин: именно за это время солнце по небосводу проходит дуговой путь в 42°. Но каплям в небе не свойственно долголетие - они испаряются, соединяются и, увеличивая свой размер, опадают. Всё это отражается на радуге - на яркости её цвета, ширине соответствующих световых полос, продолжительности её жизни. Когда капель становится мало, радуга блекнет и исчезает.

Информация о книгах Издательского дома «Интеллект» - на сайте www.id-intellect.ru