"Rainbow" are alte semnificații. (?)
Curcubeul este un fenomen optic bine cunoscut în atmosferă; Se observă când soarele luminează giulgiul ploii care se încadrează, iar observatorul se află între soare și ploaie. Fenomenul este reprezentat sub forma unei, mai puțin deseori, a două arcuri luminoase concentrice, trase în cer de pe partea ploii torențiale și pictate concentric într-un șir 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 se află culorile. (roșu), portocaliu. galben. verde. albastru. 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 a cerului din interiorul primului arc pare de obicei foarte ușoară, o parte a cerului deasupra celui de-al doilea arc pare mai puțin strălucitoare, spațiul circular dintre arce pare întunecat.
Uneori, în plus față de aceste două curcubee principale, există încă mai mult de un curcubeu, reprezentând culoare slab dungi încețoșate care flanchează porțiunea superioară a marginii interioare a primului curcubeului și cel mai puțin - partea superioară a marginii exterioare a doua curcubeu. Uneori, foarte rar, un curcubeu este observat în aceleași condiții și atunci când norul de ploaie este iluminat de luna. Același fenomen al unui curcubeu este observat uneori și la iluminarea de către soare a prafului de apă care este purtat în aer aproape de o fântână sau o cascadă. Când soarele este acoperit de nori ușori - primul curcubeu pare uneori complet necolorat și apare ca un arc albicioasă, mai ușor decât fundalul cerului; un astfel de curcubeu se numește alb. Observațiile fenomenului seriei au arătat că arcele sale reprezintă părți obișnuite ale cercurilor al căror centru se află întotdeauna pe linia care trece prin observator și soare; deoarece astfel, centrul curcubeului, când soarele este înalt, se află sub orizont, observatorul vede doar o mică parte a arcului curcubeu; la apus și răsărit, când soarele se află la orizont, curcubeul apare ca o jumătate de arc de cerc. Din partea de sus a unui munte foarte înalt, cu balon se poate vedea curcubeu și o mai mare parte a unui arc de cerc, deoarece în aceste condiții, centrul R. situate deasupra orizontului vizibil. Observațiile curcubeului arătat că unghiul format de două linii, trase mental de ochiul observatorului spre centrul arcului curcubeului și circumferința sau raza colțului curcubeului său, există aproximativ constantă și egală cu un prim curcubeu aproximativ 41 °, pentru a doua 52 °. O explicație elementară a fenomenului curcubeu a fost dat înapoi în 1611 A. de Domini în lucrarea sa «De Radiis Visus et Lucis», apoi dezvoltat Descartes ( «Les m # 233; t # 233; minereuri», 1637) și este dezvoltat de Newton în "Optica" (1750).
Conform acestei explicații, fenomenul curcubeu apare din cauza refracției și a reflexiei interne totale (vezi Dioptric) a razelor soarelui în picături de ploaie. Dacă fasciculul SA cade pe o picătură de lichid. apoi (figura 1), care a suferit o refracție în direcția AB. poate fi reflectat de pe suprafața din spate a căderii în direcția soarelui și ieșire, rupând din nou, în direcția CD-ului.
O rază, în caz contrar căzută pe o picătură, poate totuși să fie reflectată, la punctul C (figura 2), a doua oară pe CD și să iasă, refractată, în direcția DE.
În cazul în care nu o singură grindă, ci un întreg fascicul de raze paralele cade pe picătură, atunci, așa cum se arată în optică. toate razele care au fost supuse reflexiei interne într-o picătură de apă va ieși din picături sub forma unui con divergent de raze (Fig. 3), care este axa în direcția razele incidente (De fapt, fasciculul emergente din picăturile de fascicul nu prezintă un con obișnuit, și chiar toate constituente sale razele 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 deschiderii conului depinde de indicele de refracție al lichidului. și din moment ce indicele de refracție pentru raze de diferite culori (lungimi de undă diferite) formând un fascicul de lumina soarelui alb variază, atunci unghiul de con al găurii este diferit pentru grinzile de culori diferite, și anume pentru violet va fi mai mică decât pentru roșu. 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 °. Un studiu al distribuției luminii în interiorul unui con arată că aproape toată lumina este concentrată în această culoare a conului și este extrem de slabă în părțile sale centrale; astfel încât să putem lua în considerare doar coaja colorată a conului, deoarece toate razele sale interioare sunt prea slabe pentru a fi percepute prin vedere. Un raze de studii similare reflectate de doua ori in picatura lui de apa ne va arăta că ele ies din același iris conic V'R (Fig. 3), dar cu marginea interioară a roșu, purpuriu cu un exterior, iar pentru picătura de apă deschidere jumătate unghiulară a doua con va fi de 50 ° pentru roșu (SOR) și 54 ° pentru violet (SOV).
Imaginați-vă acum că observatorul, a cărui ochi este în punctul O (Figura 4), se uită la o serie de picături de ploaie verticale ale lui A. C. C. D. E '. iluminat de razele soare paralele care călătoresc 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.
Lăsați picătura B să fie localizată astfel încât una dintre razele care formează carcasa interioară a primului con (intern) să treacă prin ochiul observatorului pe măsură ce acesta continuă; atunci observatorul vede în V un punct violet. Câteva picături din cele de mai sus vor fi amplasate astfel încât C. picătură fascicul provenind din suprafața cojii exterioară a primului con, devine în ochi și îi dă impresia roșie punctul C; picăturile, intermediare între B și C. vor da impresia punctelor de albastru, verde, galben și portocaliu în ochi. În total - ochiul va vedea în acest plan o linie verticală a curcubeului cu fundul violet și roșu în partea de sus; dacă tragem o linie SO prin O și soare. apoi unghiul format de acesta cu linia OB. va fi egal cu primele raze violete con poluotverstiyu, adică. e. 40,5 °, iar unghiul este KOC poluotverstiyu primul con de lumină roșie, adică. e. 42 °. Dacă rotiți KOB în jurul valorii de OK. OB descrie o suprafață conică și fiecare picătură, situată la intersecția cercului acestei suprafețe cu un văl de ploaie, da impresia de puncte de lumină violet și toate punctele dau împreună un arc violet a unui cerc cu centrul K; 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 al doilea coajă de lumină conică exterioară radiată și picături formate de lumina solară, reflectată într-o picătură de două ori, se lățesc doua concentrice curcubeu la unghiul KOE. egală cu 50 ° pentru marginea roșie interioară și 54 ° pentru marginea violetă exterioară. Din cauza dublei reflexii a luminii din picăturile care dau acest curcubeu al doilea, va fi mult mai puțin strălucitor decât primul. Dropurile D. situate între C și E. nu radiază lumina complet în ochi și, prin urmare, spațiul dintre cele două curcubeu va părea întunecat; din picături care se află sub B și deasupra E. în ochi vor cădea raze albe care provin din părțile centrale ale conurilor și, prin urmare, foarte slabe; acest lucru explică de ce spațiul sub primul și deasupra celui de-al doilea curcubeu ne pare să fie slab aprins. Blur si estompa culorile curcubeului, deoarece sursa de lumină nu este un punct, dar întreaga suprafață - soarele, și că unele curcubeu mai clare formate 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 - curcubeu alb. Teoria prezice de asemenea, că unele dintre razele din picăturile de apă sunt supuse 3-4-5 ori reflectat mai mult și picătură din învelișul conic irizată care formează o treime din curcubeu, a patra, a cincea, și așa mai departe. E., sau, cum se spune, mai mare pentru a curcubeu . Studiul arată totuși că conurile de curcubeu de ordinul al treilea și al patrulea sunt dirijate de deschideri 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. Curcubeul cincea este îndreptat în același mod ca și curcubeul primului și al doilea 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, Pulfrih, Billet și alții au studiat curcubeu 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 ordinul curcubeu la 19 în aceste condiții; razele unghiulare ale curcubeelor măsurate de ele sunt foarte apropiate de teoria prezisă. Stabilite teoria elementară a curcubee ar trebui, totuși, să fie considerată doar ca o primă aproximare a teoriei curcubeu adevărat, deoarece nu explică apariția curcubee suplimentare și, deoarece prezise ei curcubee de colț, raze ceva mai mari decât observate (primul curcubeului, cu unghiuri de la 38 ° la 40 ° au fost observate) . Jung. Potter și apoi în particular Erie (1838-1848) a dezvoltat o teorie curcubeie mai sofisticate, bazate pe luarea în considerare a fenomenelor de difracție de refracție și reflexie a luminii în picăturile de apă. Această teorie, care este foarte complexă și nu se supune expunerii elementare, explică pe deplin toate trăsăturile curcubeului, precum și apariția unor curcubeu adiționale. Conform acestei teorii, razele unghiulare ale curcubeelor adiționale depind de dimensiunea picăturilor și acestea sunt cu atât mai vizibile curcubeul decât picăturile sunt mai mici. Ca picăturile de ploaie crește pe măsură ce se apropie de sol, cu atât mai mult curcubeu 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 curcubee. O teorie completă a curcubeu alb a fost dat în 1897 Pertnerom adesea încântați de întrebarea dacă diferiți observatori văd același curcubeu, iar curcubeul este acolo, vizibilă în oglinda liniștită a unui rezervor de apă de mare, o reflectare a curcubeului este direct observabilă. Teoria elementară a curcubeului, evident, indică faptul că diferiți observatori văd curcubeu format prin diferite picături de ploaie, t. E. Different curcubeu și că reflexia aparentă a curcubeului este acel curcubeu, ceea ce ar vedea observatorul, plasat sub o suprafață reflectorizantă, la o distanță de ea în jos la așa cum este deasupra ei. Observate în cazuri rare, mai ales pe mare, traversând curcubeu excentric explicat prin lumina reflectată de la suprafața apei în spatele observatorului și apariția, astfel cele două surse de lumină (soarele și reflectarea ei), oferind fiecărui curcubeu lui.
Vezi și [editați]
Literatură [editați]
- Airy, "Tranzacțiile Societății Filosofice Cambridge" (v. VI, 1838);
- Perntner, "Sitzungsb. d. Wiener Akademie "(v. 106, 1897);
- Mascart, "Trasat # 233; d'Optique "(I, p. 382-405).
Trimiteți-le prietenilor: