Доступное чудо света – радуга
© Игорь Кибальчич
В период хмурых и коротких декабрьских дней хочется поговорить о ярких и красивых атмосферных явлениях. Поэтому сегодня наша статья посвящена такому известному оптическому явлению, как радуга.
Радуга является одним из красивейших явлений в атмосфере, чудо, доступное каждому. В некоторой степени радуга философична - показывает, что наше восприятие субъективно и все в мире относительно, а реальность – возможно, всего лишь иллюзия.
Радуга – это то, что видите конкретно вы. Она зависит от наблюдателя, возникает при непосредственном его участии. Другой человек, находящийся в отличной от вас точке пространства, будет видеть радугу по отношению к объектам на земле в другом месте – всё зависит от воображаемой оси «солнце-человек-капли воды». При этом, солнце в этой оси всегда оказывается позади вас, а вы – главный участник и «создатель» этого явления в своём взоре.
Читайте также
Для образования радуги солнечный свет должен попасть в каплю воды под углом примерно 42°. Как правило, это происходит в начале или в конце дня. Мы видим не отдельные «радугообразные» точки, в которых свет от солнца преломляется и отражается, а целые полосы. Это происходит по той причине, что в воздухе находится множество капель, расположенных одинаково по отношению к глазу наблюдателя и солнцу. Во время отражения в капельках, происходит дисперсия света (его разложение на спектральные полосы), поэтому наш глаз воспринимает семь основных цветов – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый.
Радуга на самом деле имеет форму круга из-за сферической формы капель. Отражённый свет образует окружность, центр которой располагается на одной линии с глазами наблюдателя (см. схему). Находясь на земной поверхности, вы не видите нижнюю часть дуги. Но если смотреть на радугу с большой высоты (к примеру, из самолёта, вершины горы или воздушного шара), то радуга может быть круглой.
В отдельных случаях наблюдается одновременно две радуги. Внутренняя более яркая и внешняя, более блёклая. Согласно одной из примет – это к исполнению желаний или удаче. Такая двойная радуга возникает в тех случаях, когда свет попадая в капли воды, отражается в них два раза. Внутренняя радуга как бы «забирает» большинство света, поэтому она более яркая. Если вы увидите две радуги, то обратите внимание на небо между ними: оно более тёмное, чем другие его участки. Эта часть небосвода равна примерно углу 9° и называется полосой Александра. Она характеризует ту область, в которой нет рассеянного света при отражении в каплях воды.
Но и две радуги - это не предел! При определённых условиях можно увидеть и тройную радугу. Она возникает в случае трёхкратного отражения световых лучей внутри капель. При этом образуется дуга третьего порядка, которая ещё более слабая чем дуга первого и второго порядков. Если бы зрение человека воспринимало множественные, но более слабые отражения спектров, то мы могли бы видеть четыре, пять и более радуг. В естественных условиях это невозможно, зато в лабораторных экспериментах с помощью лазерной установки можно получить радугу двухсотого порядка!
На закате или рассвете, когда солнечный свет преодолевает наибольший путь до глаз наблюдателя, можно увидеть радугу с преобладанием красных и оранжевых полос, поскольку красная часть светового спектра имеет наибольшую длину волны и меньше всего рассеивается в атмосфере.
Ещё одна разновидность радуги – лунная или ночная. Она встречается в природе гораздо реже, чем дневная «солнечная». Для её возникновения необходимо сочетание полной фазы Луны (или близкая к полной фазе) и наличие зоны выпадения дождя в стороне. Такая радуга менее яркая, чем «солнечная», поскольку интенсивность лунного света намного ниже. Но если её сфотографировать с длительной выдержкой, то получится весьма яркая цветная дуга.
Иногда можно увидеть туманную радугу (её также называют белой). Она образуется при участии Луны или Солнца, наблюдателя и тумана. В тумане капельки воды гораздо меньше, чем в дожде, поэтому свет в них рассеивается хуже, чем в дождевых каплях. Из-за этого туманная радуга выглядит белой или слегка цветной, но в то же время более широкая, чем «классическая» радуга на дождевых каплях.
Радугу можно увидеть в любое время года. Для этого нужен источник света, подходящие погодные условия, а также непосредственно сам наблюдатель.
Подготовил Игорь Кибальчич, кандидат географических наук, синоптик.
