Почему радуга круглая. Почему радуга полукруглая? Интересные факты о радуге Видимые изменения радуги

Начнем с того, что радуга – это не какой-то объект, возникающий где-то в космосе, как многие до сих пор думают, а также это вовсе не происки инопланетян. Радуга - это вообще не объект, а оптическое явление. Возникает это явление вследствие преломления лучей света в каплях воды, и все это исключительно во время дождя. То есть, радуга - это никакой не объект, а всего лишь игра света. Но какая красивая игра, надо сказать!

Конечно, с самых давних времен люди пытались дать объяснение радуге. В Африке, например, считали, что радугой является огромная змея, которая периодически вылезает из небытия для совершения своих темных дел. Однако, вразумительные объяснения относительно этого оптического чуда смогли дать только к концу семнадцатого века. Жил тогда себе помаленьку знаменитый Рене Декарт. Именно он впервые смог смоделировать преломление лучей в водяной капле. В своих исследованиях Декарт использовал стеклянный шар, наполненный водой. Однако, до конца секрет радуги он объяснить так и не смог. Зато Ньютон, заменивший это самый шар призмой, сумел-таки разложить луч света в спектр.

Говоря просто, появление радуги можно вывести в следующую формулу: свет, проходя сквозь капельки дождя, преломляется. А преломляется он потому, что вода имеет плотность более высокую, чем воздух. Белый цвет, как известно, состоит из семи основных цветов. Вполне понятно, что все цвета имеют разную длину волны. И вот тут как раз и кроется весь секрет. Когда солнечный луч проходит сквозь каплю воды, он преломляет каждую волну по-разному.

Теперь, зная, как возникает радуга, мы можем поговорить о ее форме. На самом деле радуга - это не полукруг, а окружность. Просто мы не видим этого в полном объеме, потому что центр окружности радуги лежит на одной прямой с нашими глазами. Вот, например, с борта самолета можно увидеть полную, круглую радугу, правда бывает это крайне редко, потому что в самолетах обычно смотрят на красивых соседок, или жрут гамбургеры, играя в Angry Birds. Так почему же радуга имеет форму полукруга? Все это потому, что капли дождя, образующие радугу, представляют собой сгустки воды с закругленной поверхностью. Свет, выходящий из этой самой капли, отражает ее поверхность. Вот и весь секрет.

Интересно отметить, что два человека, стоящие рядом и наблюдающие радугу, видят ее каждый по-своему! Все это от того, что в каждый отдельный момент просмотра, радуга образуется постоянно в новых каплях воды. То есть, одна капля падает, а вместо нее появляется другая. Также, вид и цвет радуги зависит от размера капель воды. Чем капли дождя крупнее, тем ярче будет радуга. Самым насыщенным цветом в радуге является красный. Если капли мелкие, то радуга будет более широкой с ярко выраженным оранжевым цветом с краю. Надо сказать, что самую длинную волну света мы воспринимаем как красную, а самую короткую - как фиолетовую. Это касается не только случаев наблюдения за радугой, но и вообще всего и вся. То есть, вы теперь сможете с умным видом комментировать состояние, размер и цвет радуги, а также всех других видимых человеческому глазу предметов.

Радуга полукруглая, конечно же, какой она еще может быть? Это правильный ответ, а вот сможешь ли ты объяснить, почему именно радуга имеет такую форму?

Этот вопрос приходил в голову не только тебе, задолго до нашего рождения люди наблюдали такое явление как радуга и задавались вопросом – почему она полукруглая?

У жителей африканского континента даже существует множество легенд о радуге-змее, которая окольцовывает Землю. Просто у них, конечно, не была настолько развита наука, чтобы они еще тогда понимали, что радуга – это солнечный свет, который проходит сквозь капельки воды и преломляются в них.

Но почему радуга полукруглая? Почему не полностью круглая? Не длинная горизонтальная? Не вертикальная? Не изогнута в форме восьмерки или, к примеру, овала? То, какой формы будет радуга, зависит от того, сквозь какую форму воды преломляется луч солнечного света.

Как правило, этот луч проходит сквозь капельки, которые имеют округлую, так называемую сферическую, форму. То есть луч света, который проходит сквозь каплю и преломляется в ней, как бы распадается на множество цветов. Но не просто хаотично расположенных, а как бы конусами разных цветов, которые помещаются один в одном.

Представьте себе, что вы смотрите в такую вот «пирамидку» конусов, которые поместились друг в друга. Самый большой из них – красный, в нем расположен оранжевый конус, далее желтый, зеленый, голубой, синий, а фиолетовый – самый маленький, он внутри. И так, из каждой капельки воды получается своя, отдельная радуга. Но она такая малюсенькая, что мы бы никогда ее даже не заметили.

Но ведь капелек в воздухе после дождя – великое множество, поэтому из такого же множества маленьких радужек состоит и та самая, большая, которая видна нашему глазу. Каждая капелька передает в общую, большую радугу свой определенный цвет. Все эти цветовые лучи попадают в наш глаз, составляя определенную очередность цветов, воспринимаемых нашим зрением. Это зависит от того, под каким углом падают световые лучи каждого цвета в наш глаз, сходясь в нем, как в одной точке.

«Но ведь люди видят по-разному», - скажете вы, и будете, конечно, правы. Потому что, сколько бы людей ни оказалось на улице после дождя, каждый из них будет видеть свою, индивидуальную радугу! Капельки все время меняются, одни из них опускаются вниз, другие – наоборот, подымаются ввысь, поэтому и лучи постоянно меняются, соответственно радуга каждую секунду – новая! И с каждой новой точки смотрения – тоже своя, новая радуга.

Почему радуга бывает более или менее яркой? Это зависит от величины капель: чем они крупнее, тем более яркую радугу мы видим. Цветовые полосы радуги бывают широкими и узкими, прилегающими одна к другой – и с промежутками. Радуга бывает более высокой и узкой – или же широкой и низкой. Это все зависит от величины и формы капелек, сквозь которые преломляется световой луч. «Стоп, - скажете вы.

– Почему же мы видим цветной полукруг, если только что нам рассказали о конусах, вставленных друг в друга?!» Логичный вопрос. Дело в том, что на самом деле радуга круглая!!! Но увидеть это можно, лишь поднявшись высоко. А так как мы наблюдаем это природное явление с земли, то нам видна только половина такого конуса, или же чуть больше - чуть меньше. Кстати, радуга бывает не только днем, иногда такое явление можно наблюдать вокруг Луны ночью, и тогда мы называем это гало. Само же слово «радуга», скорее всего, появилось от сочетаний «райская» и «дуга», уж очень она красивая.

Вы можете или написать свой.

На самом деле привычная для глаза человека дуга является лишь частью разноцветной окружности. Целиком же это природное явление можно лицезреть лишь с борта самолета, да и то лишь при достаточной степени.

Первые исследования формы радуги еще в XVII веке проводил французский философ и математик Рене Декарт. Для этого ученый использовал стеклянный шар, заполненный водой, что давало возможность представить, как отражается солнечный луч в капле дождя, преломляясь и тем самым становясь видимым.

Форма радуги определяется формой капелек воды, в которых преломляется солнечный свет. А капельки воды – более или менее сферические (круглые). Проходя через каплю и преломляясь в ней, пучок белых солнечных лучей преобразуется в серию цветных воронок, вставленных одна в другую, обращенных к наблюдателю. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., кончая внутренней фиолетовой. Таким образом, каждая отдельная капля образует целую радугу.

Конечно, радуга от одной капли слабая, и в природе ее невозможно увидеть отдельно, так как капель в завесе дождя много. Радуга, которую мы видим на небосводе, образована мириадами капель. Каждая капля создает серию вложенных одна в другую цветных воронок (или конусов). Но от отдельной капли в радугу попадает только один цветной луч. Глаз наблюдателя является общей точкой, в которой пересекаются цветные лучи от множества капель. Например, все красные лучи, вышедшие из различных капель, но под одним и тем же углом и попавшие в глаз наблюдателю, образуют красную дугу радуги. Также образуют дуги все оранжевые и другие цветные лучи. Поэтому радуга круглая.

Два человека, стоящие рядом, видят каждый свою радугу! Потому что в каждый момент радуга образована преломлением солнечных лучей в новых и новых каплях. Капли дождя падают. Место упавшей капли занимает другая и успевает послать свои цветные лучи в радугу, за ней следующая и так далее.

Видимые изменения радуги

Вид радуги – ширина дуг, наличие, расположение и яркость отдельных цветовых тонов, положение дополнительных дуг – очень сильно зависят от размера капель дождя. Чем крупнее капли дождя, тем уже и ярче получается радуга. Характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Многочисленные дополнительные дуги также имеют яркие тона и непосредственно, без промежутков, примыкают к основным радугам. Чем капли мельче, тем радуга становится более широкой и блеклой с оранжевым или желтым краем. Дополнительные дуги дальше отстоят и друг от друга и от основных радуг. Таким образом, по виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя, образовавших эту радугу.

Вид радуги зависит и от формы капель. При падении в воздухе крупные капли сплющиваются, теряют свою сферичность. Чем сильнее сплющивание капель, тем меньше радиус образуемой ими радуги.

Пословица про охотника

Ньютону принадлежит и условное деление радуги на 7 цветов: ученый искал соответствие между цветами спектра и тонами музыкальной гаммы. Любой ребенок знает нехитрую фразу, позволяющую не перепутать количество и последовательность радужных полос: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан:

Красный
Оранжевый
Желтый
Зеленый
Голубой
Синий
Фиолетовый.

Мифы и легенды о радуге

Радуга – впечатляющее небесное явление, ее появление вместе с первыми весенними дождями является знамением возрождения природы, благодатного союза земли и неба, а роскошные цвета, которыми сияет радуга, в представлении предков были драгоценным убором, в который облекается небесное божество. Радуга издавна поражала воображение людей. О ней слагались легенды, ей приписывались удивительные свойства.

В скандинавской мифологии радуга – это мост Биврёст, соединяющий Мидгард (мир людей) и Асгард (мир богов); красная полоса радуги – вечный огонь, который безвреден для Асов, но сожжёт любого смертного, который попытается подняться по мосту. Охраняет Биврёст Ас Хеймдалль.
В древнеиндийской мифологии – лук Индры, бога грома и молнии.
В древнегреческой мифологии – дорога Ириды, посланницы между миром богов и людей.
В армянской мифологии радуга – это пояс Тира (первоначально бог солнца, потом – бог письменности, искусств и наук).
По славянским поверьям, радуга пьёт воду из озёр, рек и морей, которая потом проливается дождём. Также по славянским поверьям появление радуги предвещало несчастье, а если человеку удастся пройти под радугой, то мужчина станет женщиной, а женщина – мужчиной.
Согласно поверьям многих африканских народов, в тех местах, где радуга касается земли, можно найти клад (драгоценные камни, раковины каури или бисер).
В мифологии австралийских аборигенов Радужный змей считается покровителем воды, дождя и шаманов.
Ирландский лепрекон прячет горшок золота в месте, где радуга коснулась земли.
В Библии радуга появилась после всемирного потопа как символ прощения человечества, союза Бога и человечества.
Радуга – это образ мирного небесного огня, в отличие от молнии как выражения гнева небесных сил. Появление радуги после грозы, на фоне умиротворенной природы, вместе с солнцем, позволяло трактовать ее как символ мира.
Согласно распространенному толкованию, красный цвет радуги олицетворяет гнев Божий, желтый – щедрость, зеленый – надежду, синий – умиротворение природных сил, фиолетовый – величие.

Выводы

На самом деле радуга выглядела бы как окружность, если бы ей не мешал ландшафт. Центр этой окружности лежит на прямой, проходящей через вас (наблюдателя) от Солнца (находящегося у вас за спиной). Соответственно, чем ниже вы находитесь, тем меньшая часть окружности видна над поверхностью Земли. А, например, из самолета можно увидеть окружность радуги полностью. Можете легко найти в интернете такие фотографии по запросу «радуга с самолета».

Почему радуга полукруглая? Люди давно задавадись этим вопросом. В некоторых мифах Африки радуга - это змея, которая охватывает Землю кольцом. Но теперь-то мы знаем, что радуга - это оптическое явление - результат преломения лучей света в капельках воды во время дождя. Но почему мы видим радугу именно в форме дуги, а не, например, в форме вертикальной цветной полосы?

Форма радуги определяется формой капелек воды, в которых преломляется солнечный свет. А капельки воды - более или менее сферические (круглые). Проходя через каплю и преломляясь в ней, пучок белых солнечных лучей преобразуется в серию цветных воронок, вставленных одна в другую, обращенных к наблюдателю. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., кончая внутренней фиолетовой. Таким образом, каждая отдельная капля образует целую радугу.

Вид радуги - ширина дуг, наличие, расположение и яркость отдельных цветовых тонов, положение дополнительных дуг - очень сильно зависят от размера капель дождя. Чем крупнее капли дождя, тем уже и ярче получается радуга. Характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Многочисленные дополнительные дуги также имеют яркие тона и непосредственно, без промежутков, примыкают к основным радугам. Чем капли мельче, тем радуга становится более широкой и блеклой с оранжевым или желтым краем. Дополнительные дуги дальше отстоят и друг от друга и от основных радуг. Таким образом, по виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя, образовавших эту радугу.

Мы привыкли наблюдать радугу как дугу. На самом деле эта дуга является лишь частью разноцветной окружности. Целиком же это природное явление можно наблюдать лишь на большой высоте, например, с борта самолета.

Есть такая группа оптических явлений, которая назвается гало . Они вызваны преломлением световых лучей крошечными кристалликами льда в перистых облаках и туманах. Чаще всего гало образуются вокруг Солнца или Луны. Вот пример такого явления - сферическая радуга вокруг Солнца:

Чтобы разобраться в форме этого явления природы, нужно понимать, как оно образуется. Радуга – оптическое явление, возникающее в результате преломления и отражения солнечных лучей...

водяные капли (вот почему радуга видна после дождя, в брызгах водопадов, в тумане);
солнечный свет (причем солнце всегда находится за спиной того, кто видит радугу).

Цвет солнечных лучей – белый, в нем «смешаны» все цвета. Попадая в каплю, он преломляется и «распадается» на отдельные лучи. Эти лучи после преломления получают разный угол, поэтому, по законам физики, имеют различный цвет.

Но почему же мы видим не прямую полосу или, например, не сплошное разноцветное небо, а именно дугу?

Это не дуга. Это – окружность!

На самом деле радуга – не дуга и не полукруг, а целая окружность. Такая форма связана с шарообразной формой самих водяных капель.

Что происходит с лучом :

Проходя снаружи внутрь капли, луч преломляется и распадается на разноцветные лучи-конусы. Конусовидная форма получается из-за сферической формы поверхности капли (в известном опыте на уроках физики из призмы выходят «плоские» лучи, потому что грань у нее плоская).
От внутренней поверхности капли цветные лучи отражаются под тем же углом, что попали на нее. По законам физики, каждый цвет получает свой угол отражения – такой же, как угол падения.
Выходя из капли (снова через сферу), цветные лучи опять преломляются, и угол их отклонения увеличивается. Поэтому цветовые конусы раскрываются еще больше.

Получается, что каждая капля «светит» разноцветными лучами-конусами. Мы видим складывающийся свет множества капель. Причем видим его лишь в том случае, когда находимся по отношению к каплям под тем же углом, под которым светит на них солнце.

Если бы было возможно находиться одновременно в нескольких местах, то теоретически можно было бы увидеть световые конусы целиком. Находясь же в одном месте, можно увидеть только цветные окружности, образующие радугу. Это результат проецирования «среза» конусов на небо.

Но почему мы видим только дугу?

Установлено, что радуга видна только тогда, когда солнце находится на высоте не более чем в 42 градуса над линией горизонта. А наблюдатель находится вообще на поверхности Земли, и большая часть радуги-окружности скрыта от него. Вот и весь секрет, почему видна дуга.

Каждый человек видит «собственную» радугу. Ведь находятся наблюдатели в разных местах – значит, видят свечение от разных капель.
Размер и яркость радуги зависят от величины водяных капель. Чем они крупнее – тем крупнее радужные полосы. Чем однороднее размер капель – тем ярче радуга.
Если стоять ближе к солнцу, то радуга будет шире; если дальше – то уже. Конечно, эти расстояния должны быть довольно большими, чтобы заметить разницу.
Чем ниже солнце и выше наблюдатель – тем больше радужная дуга, и наоборот.

Известны случаи, когда люди видели радугу целиком . Они находились на достаточно большой высоте: на высокой горе, в самолете или вертолете. А самая красивая радуга видна из космоса!