Доступне диво світу – веселка
© Ігор Кібальчич
У період похмурих та коротких грудневих днів хочеться поговорити про яскраві і красиві атмосферні явища. Тому сьогодні наша стаття присвячена такому відомому оптичному явищу, як веселка.
Веселка є одним із найкрасивіших явищ в атмосфері, диво, доступне кожному. Певною мірою веселка філософічна - показує, що наше сприйняття суб'єктивне і все у світі відносне, а реальність – можливо, лише ілюзія.
Веселка (або райдуга) – це те, що бачите саме ви. Вона залежить від спостерігача, і виникає за його участі. Інша людина, що знаходиться в відмінній від вас точці простору, бачитиме веселку по відношенню до об'єктів на землі в іншому місці - все залежить від уявної осі «сонце-людина-краплі води». При цьому сонце в цій осі завжди виявляється позаду вас, а ви - головний учасник і «творець» цього явища у своєму погляді.
Також читайте
Для утворення веселки сонячне світло має потрапити у краплю води під кутом приблизно 42°. Як правило, це відбувається на початку або наприкінці дня. Ми бачимо не окремі «райдугоподібні» точки, у яких світло від сонця заломлюється і відбивається, а цілі смуги. Це відбувається з тієї причини, що в повітрі знаходиться безліч крапель, розташованих однаково по відношенню до ока спостерігача та сонця. Під час відбиття в крапельках відбувається дисперсія світла (його розкладання на спектральні смуги), тому наше око сприймає сім основних кольорів – червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий.
Веселка насправді має форму кола внаслідок сферичної форми крапель. Відбите світло утворює коло, центр якого розташовується на одній лінії з очима спостерігача (див. схему). Перебуваючи на земній поверхні, ви не бачите нижньої частини дуги. Але якщо дивитися на веселку з великої висоти (наприклад, з літака, вершини гори або повітряної кулі), то веселка може бути круглою.
В окремих випадках спостерігається одночасно дві веселки. Внутрішня яскравіша і зовнішня, більш блякла. Виходячи з однієї народної прикмети – це до здійснення бажань чи успіху. Така подвійна веселка виникає у випадках, коли світло потрапляючи у краплі води, відбивається в них двічі. Внутрішня веселка як би «забирає» більшість світла, тому вона яскравіша. Якщо ви побачите дві веселки, зверніть увагу на небо між ними: воно темніше, ніж інші його ділянки. Ця частина небосхилу дорівнює приблизно куту 9° і називається смугою Олександра. Вона характеризує ту область, де немає розсіяного світла при відбитті у краплях води.
Але й дві веселки – це не межа! За певних умов можна побачити і потрійну веселку. Вона виникає у разі триразового відбиття світлових променів всередині крапель. При цьому утворюється дуга третього порядку, яка ще слабкіша ніж дуга першого і другого порядків. Якби зір людини сприймав множинні, але слабші відображення спектрів, ми могли б бачити чотири, п'ять і більше веселки. У природних умовах це неможливо, зате в лабораторних експериментах за допомогою лазерної установки можна отримати веселку двохсотого порядку!
На заході сонця або на світанку, коли сонячне світло долає найбільший шлях до очей спостерігача, можна побачити веселку з переважанням червоних і помаранчевих смуг, оскільки червона частина світлового спектру має найбільшу довжину хвилі і найменше розсіюється в атмосфері.
Ще один різновид веселки – місячна або нічна. Вона зустрічається у природі набагато рідше, ніж денна «сонячна». Для її виникнення необхідно поєднання повної фази Місяця (або близької до повної фази) та наявність зони випадання дощу осторонь. Така веселка менш яскрава, ніж «сонячна», оскільки інтенсивність місячного світла набагато нижча. Але якщо її сфотографувати з тривалою витримкою, то вийде яскрава кольорова дуга.
Іноді можна побачити туманну веселку (її також називають білою). Вона утворюється за участю Місяця чи Сонця, спостерігача і туману. У тумані крапельки води набагато менші, ніж у дощі, тому світло в них розсіюється більш інтенсивно, ніж у краплях дощу. Через це туманна веселка виглядає білою або трохи кольоровою, але в той же час ширша, ніж «класична» веселка на дощових краплях.
Веселку можна побачити у будь-яку пору року. Для цього потрібне джерело світла, відповідні погодні умови, а також сам спостерігач.
Підготував Ігор Кібальчич, кандидат географічних наук, синоптик.
