fenomenul optic cunoscut din atmosferă; Se observă când soarele luminează giulgiul ploii care se încadrează, iar observatorul se află între soare și ploaie. Acest fenomen este reprezentat ca unul, cel puțin - două arce concentrice de lumină, risuyuschihsya cerul de ploaie care se încadrează și colorate concentric într-o serie de culori „curcubeu“. Arcul interior, cel mai des vizibil, este colorat de la marginea exterioară în roșu, de la interior la violet; între ele în ordinea obișnuită a spectrului solar (vezi) se află culorile: (roșu), portocaliu, galben, verde, albastru și violet. Cel de-al doilea arc, observat rar, se află deasupra primului, de obicei colorat mai slab, iar ordinea dispunerii culorilor în el este inversă. O parte din cer, în primul arc apare, în general, foarte ușoară, o parte a cerului de deasupra al doilea arc apare mai puțin strălucitoare, spațiul inelar dintre arce apar întunecate. Uneori, în plus față de aceste două R. principale se confrunta chiar mai R. reprezentând dungi neclare de culoare slab flanchează porțiunea superioară a marginii interioare a primului curcubeului și cel mai puțin - partea superioară a marginii exterioare a doua R. Uneori, foarte rar, R. observate în aceleași condiții și la iluminarea unui nor de ploaie de lună. Același fenomen se observă uneori și atunci când soarele este iluminat de praful de apă, care este transportat în aer lângă o fântână sau o cascadă. Când soarele este închis de nori ușori - primul R. pare uneori complet necolorat și apare ca un arc albicioasă, mai ușor decât fundalul cerului; un astfel de P. este numit alb. R. observarea fenomenului a arătat că arcul reprezintă dreapta cercului al cărui centru este întotdeauna pe o linie care trece prin capul observatorului și soarele; pentru că în acest fel centrul de R. la soare înalt este sub orizont, observatorul vede doar o mică parte a arcului P.; la apus și răsărit, când soarele se află la orizont, R. este reprezentat ca o jumătate de arc de cerc. Din partea de sus a unui munte foarte înalt, cu balon se poate vedea R. și la fel de mult a arcului de cerc, deoarece în aceste condiții centrul R. se află deasupra orizontului vizibil. Observațiile asupra F. a arătat că unghiul format de două linii, trase mental de ochiul observatorului spre centrul AR arc și circumferința sau raza sa de colț P. există aproximativ constantă și egală cu un prim curcubeu aproximativ 41 °, pentru a doua 52 ° . O explicație elementară a fenomenului R. a fost dat înapoi în 1611 A. de Domini în tratatul său „De Radiis Visus et Lucis“, apoi a dezvoltat Descartes ( „Les météores“, 1637) și este dezvoltat de Newton în lucrarea sa „Optica“ (l750 ). Conform acestei explicații R. fenomen se produce din cauza refracție și reflexie internă totală (a se vedea. Dioptrics) luminii solare în picăturile de ploaie. Dacă o picătură de lichid sferic cade raze SA, aceasta (fig. 1), având refracție supuse unei în direcția AB, poate fi reflectată de suprafața posterioară a picătură de direcția soarelui și la ieșire, refractate din nou prin direcția CD.
O rază care altfel cade pe o picătură poate fi totuși reflectată în punctul C (figura 2) a doua oară pe CD și ieșită, refractată, în direcția DE.
În cazul în care o cădere picătură mai mult de o grindă, ci un fascicul de raze paralele, așa cum sa dovedit în optica, toate razele preterpvshie una reflecție internă într-o picătură de apă va ieși din picături sub forma unui con divergent de raze (fig. 3), a cărei axă este situată pe direcția de raze incidente [de fapt, un pachet de raze în curs de dezvoltare dintr-o picătură nu este un con regulat, sau chiar toate componentele razele sale nu se intersectează la un moment dat, doar de dragul de simplitate, în următoarele figuri aceste pachete făcute pentru conuri drepte cu vârful în centrul picăturii.].
Unghiul găurilor conice depinde de indicele de refracție (vezi. Dioptrics) lichid, precum și indicele de refracție pentru razele de diferite culori (lungimi de undă diferite) formând un fascicul alb de lumina soarelui variază, atunci unghiul de con al găurii este diferit pentru grinzile de culori diferite, și anume pentru violet va fi mai puțin decât pentru roșii. Din cauza acestui con va fi mărginită de o margine de curcubeu colorat exterior roșu, purpuriu interior, în care dacă o picătură de apă, jumătate unghiular con deschidere SOR pentru roșu va fi de aproximativ 42 °, pentru violet (SAA) 40,5 °. Studiul distribuției luminii în interiorul conului arată că aproape toată lumina este concentrată în marginea colorată a conului și este extrem de slabă în părțile centrale ale acesteia; astfel încât să putem lua în considerare doar o coajă de con de culoare strălucitoare, din moment ce toate razele interne este prea slab pentru a fi perceput zrniem. Un raze de studiu similare reflectate de două ori în picătură lui de apă ne va arăta că au ieșit din aceleași irisului conice V'R „(fig. 3), dar cu marginea interioară a deschiderii roșu, violet, cu un exterior, iar pentru picături de apă jumătate unghiulară a doua Conul va fi de 50 ° pentru roșu (SOR ') și 54 ° pentru marginea purpurie (SOV).
Imaginați-vă acum că un observator a cărui ochi este în punctul O (Figura 4) privește o serie de picături de ploaie verticale A, B, C, D, E. iluminat de razele solare paralele care se deplasează în direcția SA, SB, SC etc. toate aceste picături să se afle în planul care trece prin ochii observatorului și a soarelui; fiecare astfel de picătură va, în conformitate cu cea precedentă, să radieze două cochilii luminoase conice, a căror axă comună va fi o picătură de lumină solară asupra picăturii.
Picura B este poziționat astfel încât una dintre grinzile care formează carcasa interioară a primei (interior) a conului, în timp ce continuă să treacă prin ochiul observatorului; atunci observatorul vede în V un punct violet. Câteva picături de mai sus vor fi amplasate într-o astfel de scădere C., fasciculul provenind de la suprafața cojii exterioară a primului con, devine în ochi și îi dă impresia roșie punctul C; picături, intermediar între B și C, se va da o impresie in pixelii oculari ai albastru, verde, galben și portocaliu. În total - ochiul va vedea în acest plan o linie verticală a curcubeului cu fundul violet și roșu în partea de sus; dacă tragem prin O și soarele linia SO, atunci unghiul format de ea cu linia OB. va fi egal cu primele raze violete con poluotverstiyu, adică. e. 40,5 °, iar unghiul este CBS poluotverstiyu primul con de lumină roșie, adică. e. 42 °. Dacă unghiul de rotire în jurul RGB OK, OB descrie o suprafață conică și fiecare picătură, situată pe cercul de intersecție al acestei suprafețe cu manta apa de ploaie va da impresia de puncte violet de lumină și toate punctele dau împreună un arc circular purpuriu centrat în TO; exact în același mod cu arc roșu și intermediar, iar valoarea ochiului impresia luminos curcubeu arc, în interiorul purpuriu, în afara roșu - primul curcubeu. Aplicând același raționament la a doua lumină conic coajă picături externe emise și formate de razele solare de două ori reflectată în picături se obține un al doilea unghi larg curcubeu concentrice CFU, egal cu regiunea roșie internă - 50 °, iar când violet extern - 54 °. Datorită dublei reflexii a luminii în picăturile care dau acest al doilea P., va fi mult mai puțin luminos decât primul. Picăturile D, situată între C și E, nu emit lumină în ochi, și pentru că spațiul dintre două curcubee va apărea întunecat; din picături situate sub B și E de mai sus, se încadrează în ochi razele albe care emană din părțile centrale ale conurilor și, prin urmare, foarte slab; acest lucru explică de ce spațiul sub prima și deasupra celui de-al doilea R. ne pare să fie slab luminat. Blur si estompa culorile R. deoarece sursa de lumină nu este un punct, dar întreaga suprafață - soarele, și care separă mai dur R. format puncte separate ale soarelui, suprapuse una peste alta. Dacă soarele strălucește printr-un văl de nori subțiri, sursa luminoasă este un nor care înconjoară soare în timpul 2-3 °, iar barele de culori individuale sunt atât suprapuse una peste alta, că ochiul nu distinge culorile, și vede numai arcul luminos incolor - alb R. teoria prezice de asemenea, că unele dintre razele din picăturile de apă sunt supuse 3-4-5 ori reflectat mai mult și picătură din scoici con curcubeu, formând P. a treia, a patra, a cincea, și așa mai departe. e., sau, cum se spune, R. ordine superioare. Studiul arată totuși că conurile de ordinul al treilea și al patrulea sunt direcționate de la soare; R. Acestea ar fi vizibile pentru observator în căutarea printr-un văl de ploaie în soare, dacă lumina orbitoare a acestuia din urmă nu a intervenit cu un preaviz lor. Cea de-a cincea ordine este îndreptată în același mod ca primul și al doilea R. și are o rază unghiulară de 55 °; se pare însă că nu a fost niciodată observată din cauza slăbiciunii extreme a luminii emise de ea. Miller, Pulfrich, Billie și prieten. R. studiat artificial obținut prin observarea reflexie și refracție a luminii într-un jet de apă cilindric iluminate de sursa, plasat în spatele observatorului, și se poate vedea, pentru R. 19 în aceste condiții; Razele unghiulare R măsurate de ele sunt foarte apropiate de teoria prezisă. R. subliniat teoria elementară trebuie, totuși, să fie considerată doar ca o primă aproximare a teoriei adevărată R. deoarece nu explică apariția R. suplimentare și din moment ce a prezis raze la colțuri R. ceva mai observabile (a se vedea prima AR cu unghiuri de 38 ° până la 40 °). Jung, Potter și apoi în particular Erie (1838-1848) a dezvoltat o teorie mai sofisticată R. bazată pe luarea în considerare a fenomenelor de difracție (cm.) La o refracție și reflexie a luminii în picăturile de apă. Această teorie este foarte complicată și nu poate fi un cont elementar, explică toate caracteristicile RA și apariția unor P. suplimentare Conform acestei teorii, suplimentar de colț raze R depind de mărimea picăturilor și RV este mai vizibilă decât picături mai puțin. Ca Raindrops crește deoarece se apropie teren, suplimentar R poate fi clar vizibilă numai când refracția și reflexia luminii într-un straturi foarte distanțate de voal de ploaie, adică. E. La o altitudine mică a soarelui, și numai în părțile superioare ale primului și al doilea R. o teorie completă a alb Pertnerom R. a fost dat în 1897, el este adesea entuziasmat de întrebarea dacă diferiți observatori văd același R. și R. este vizibilă într-o oglindă liniștită, un rezervor mare de apă, o reflectare a teoriei R. R. elementar observate direct evident dar subliniază faptul că diferiți observatori a se vedea R. formată din diferite picături de ploaie, t. e. R. diferite, și că reflexia aparentă a curcubeului este că s-ar fi văzut R. observator plasat sub suprafața reflectorizantă, la o distanță de ea în jos la ceea ce este peste ea. Observate în cazuri rare, mai ales pe mare, traversând excentric R. explicat prin lumina reflectată de la suprafața apei în spatele observatorului și apariția, astfel cele două surse de lumină (soarele și reflectarea ei), dând fiecare RV lor detaliată. vezi Airy, "Tranzacțiile Societății Filosofice Cambridge" (v. VI, 1838); Perntner "Sitzungsb. D. Wiener Akademie" (t. 106, 1897), precum și Mascart, "Traité d'Optique" (t. I. p. 382-405).
Dicționar encyclopedic Brockhaus și I.A. Efron. - S.-P. Brockhaus-Efron. 1890-1907.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: