Что такое радуга кратко

Обновлено: 05.07.2024

Семицветный чудо-мост

Так, в Китае, где почитаемы драконы, радуга также представляется этим фантастическим существом, символизирующим единение Неба и Земли, инь и ян. Извивающимся существом — небесной змеёй — представляли радугу и африканские мифы. Она кольцом опоясывала Землю и охраняла несметные сокровища.

Есть и другой вариант: радуга — это искрящееся коромысло, которым древняя богиня плодородия черпает живительную воду из моря-океана и проливает её на поля. Коромысло прячут на небе, а разглядеть его можно только в ночное время в созвездии Большой Медведицы. Любопытно, что в славянских мифах объясняется не только сущность радуги, но и причины появления облаков и дождя.

Древние мифы и сказания, конечно, очень интересны, но с тех пор человечество сильно шагнуло вперёд, и теперь мы можем выяснить природу радуги уже с научной точки зрения.

Как появляется семицветный луч?

Меньше всех отклоняются короткие волны красного цвета. Самые длинные волны у фиолетового цвета, он рассеивается сильнее всех. Соответственно остальные цвета находятся между волнами красного и фиолетового цветов. Мы видим лишь семь цветов, однако на самом деле оттенков гораздо больше, но они являются переходными и не так заметны.

С помощью этой книги не составит особого труда закрепить и систематизировать знания за весь школьный курс физики. Материал изложен последовательно от простого к сложному, приводятся все законы и формулы. Благодаря наглядности и доступности информации можно усвоить даже самые сложные и трудные для понимания законы. Насыщенное по содержанию, структурированное и наглядное пособие по физике поможет в предельно быстрые сроки подготовиться к урокам и экзаменам.

Как возникает радуга?

Что ещё почитать?

Дуга или окружность?

А какой формы на самом деле радуга? Ведь мы всегда считали её дугой. Однако в данном случае ближе к правде оказались африканские мифы, считавшие радугу не полукругом, а кольцом. Действительно, настоящий радужный замкнутый круг мы можем увидеть из иллюминатора самолёта, а на земле мы, к сожалению, видим только его часть.

Раз радуга, два радуга.

Разновидности радуг

Но радуги бывают не только яркие и семицветные. Например, существует редкая туманная белая радуга. Выглядит она как широкая белая полоса, появляющаяся при проникновении света сквозь слабый туман. При этом туман должен состоять из капелек радиусом около 0,025 мм. Полоса радуги может быть не чисто белой, а с примесью оранжевого цвета с внешней стороны и фиолетового с внутренней.

Но если полную радугу можно увидеть только из самолёта, то другой оптический феномен — галό - доступен для человеческого глаза и на земле. Оно представляет собой светящееся кольцо вокруг мощного источника света и появляется благодаря кристаллам льда, находящимся в облаках.
Одна из разновидностей гало — огненная радуга. Чаще всего она появляется рядом с перистыми облаками. Ледяные капельки отражают лучи света, озаряя облака различными цветами.

Время радуги

Ночного света луны вполне хватает для появления радуги. Он отражается от водяных капелек или водопада, образуя знакомые нам цвета. Однако в темноте человеческий глаз плохо различает эти цвета и принимает их за обычный белый свет. Наиболее видимой для людей лунная радуга становится во время полнолуния.

Собственная радуга

Если заметить естественную радугу никак не получается, то можно её сделать своими руками. Рассмотрим два простых способа.

Радуга в стакане

Эта книга — лучшее пособие по изучению физики, это классика, проверенная временем, а теперь и в иллюстрациях. Она разовьет в вашем ребенке интерес к познанию окружающего мира и его физическим явлениям! Благодаря приобретенным знаниям юный читатель будет радовать своих родителей только отличными оценками! На страницах книги вас ожидают различные задания, вопросы и ответы, головоломки, интересные факты и опыты, занимательные задачи. Все это разбудит любознательность любого ребенка. Энциклопедия не только даст возможность ребенку понять физику, но и полюбить ее.

Радуга в брызгах воды

Существует ещё более простой способ увидеть радугу.
1. Нам понадобятся: шланг с водой и место для проведения опыта (желательно двор на улице).
2. Ход работы:

Берём шланг с льющейся водой и аккуратно сжимаем основание горлышка, чтоб струя превратилась в брызги.
Направляем брызгающую струйку в солнечную сторону.
Внимательно присматриваемся. В брызгах будет видна радуга.

Как запомнить цвета радуги?

Все мы знаем известную фразу для запоминания порядка цветов радуги: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. Но существует ещё несколько мнемонических (созданных для лучшего закрепления памяти) полезных фраз.

Ра́дуга — атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении ярким источником света (в природе Солнцем или Луной — см. лунная радуга) множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра видимого излучения (от внешнего края: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Это те семь цветов, которые принято выделять в радуге в русской культуре (возможно, вслед за Ньютоном, см. ниже), но следует иметь в виду, что на самом деле спектр непрерывен, и его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Центр окружности, описываемой радугой, лежит на прямой, проходящей через наблюдателя и Солнце, в антисолнечной точке [1] , при этом Солнце всегда находится за спиной наблюдателя, и одновременно видеть Солнце и радугу без использования оптических приспособлений невозможно. Угловой радиус окружности — 42 градуса [1] . Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга окружности, чем ниже Солнце над горизонтом, тем ближе дуга к половине окружности, а высота верхушки радуги над землёй — к 42 градусам. Чем выше точка наблюдения, тем дуга полнее (с горы или самолёта можно увидеть и полную окружность). Когда Солнце поднимается выше 42 градусов над горизонтом, окружность возможного появления радуги оказывается ниже уровня земли, и наблюдатель, находящийся на её поверхности, увидеть радугу не может [2] . Приблизиться к радуге, как и к горизонту, нельзя [3] .

Содержание

Физика радуги

Первичная и вторичная радуги с полосой Александра между ними

Преломление света при его переходе в среду с иной оптической плотностью

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды (дождя или тумана), парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов (показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), поэтому слабее всего отклоняется красный свет — на 137°30’, а сильнее всего фиолетовый — на 139°20’). В результате белый свет разлагается в спектр. Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).

Ход лучей в сферической капле, образование первичной радуги

Для одного отражения внутри капли такой угол имеет одно значение, для двух — другое, и т. д. Этому соответствует первичная (радуга первого порядка), вторичная (радуга второго порядка) и т. д. радуга. Первичная — самая яркая, она уносит из капли бо́льшую часть света. В природе радугу большего порядка обычно не удаётся увидеть, так как она очень слаба.

Схема образования радуги 1) сферическая капля 2) внутреннее отражение 3) первичная радуга 4) преломление 5) вторичная радуга 6) входящий луч света 7) ход лучей при формировании первичной радуги 8) ход лучей при формировании вторичной радуги 9) наблюдатель 10) область формирования первичной радуги 11) область формирования вторичной радуги 12) облако капелек

Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет претерпевает одно внутреннее отражение. Ход лучей показан на рисунке справа вверху. В первичной радуге красный цвет находится снаружи дуги, её угловой радиус составляет 40-42°.

В лабораторных условиях удаётся получать радуги гораздо более высоких порядков. Так, в статье, опубликованной в 1998 г., утверждалось, что авторам, используя лазерное излучение, удалось получить радугу двухсотого порядка [9] .

Свет первичной радуги поляризован на 96 % вдоль направления дуги [10] . Свет вторичной радуги поляризован на 90 %.

Необычные радуги

Отражённая радуга (верхняя) и основная радуга (нижняя) на закате

Чаще всего наблюдается простая радуга-дуга, но известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или похоже выглядят. Среди них, например, туманная (белая) радуга, возникающая на очень маленьких капельках тумана, и огненная радуга (один из видов гало), возникающая на перистых облаках. Похож на радугу и слабый паргелий — гало в 22° слева и справа от солнца. Ночью можно увидеть лунную радугу.

Когда радуга появляется над поверхностью воды (или над другой отражающей поверхностью, например, мокрым песком [11] ), может возникнуть так называемая отражённая радуга (англ. Reflection Rainbow) [12] . Она появляется [13] , когда солнечный свет отражается от поверхности воды до того, как попадает на дождевые капли, где происходит преломление. Необходимо, чтобы водная поверхность была достаточно большой, спокойной и близкой к стене дождя. Из-за большого количества условий отражённая радуга — редкое явление.

Отражённая радуга пересекает основную на уровне горизонта, далее проходит над ней. Так как солнечный свет предварительно отражается от воды, яркость отражённой радуги ниже основной.

Явления, ошибочно принимаемые за радугу

При определённых обстоятельствах можно увидеть двойную, перевёрнутую или даже кольцевую радугу. На самом деле это явления другого процесса — преломления света в кристаллах льда, рассеянного в атмосфере, и относятся к гало [14] . Для появления в небе перевернутой радуги (околозенитной дуги, зенитной дуги — одного из видов гало) необходимы специфические погодные условия, характерные для Северного и Южного полюсов. Перевернутая радуга образуется за счет преломления света, проходящего через льдинки тонкой завесы облаков на высоте 7 — 8 тысяч метров. Цвета в такой радуге располагаются тоже наоборот: фиолетовый вверху, а красный — внизу.

История исследования

Радуга на Аляске

Персидский астроном Кутб ад-Дин аш-Ширази (1236—1311), а возможно, его ученик Камал ад-Дин аль-Фариси (англ.)русск. (1260—1320), видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена [15] . Примерно одновременно аналогичное объяснение радуги предложил и немецкий учёный Дитер Фрейбургский (англ.)русск..

Двойная радуга в ландшафте, картина Питера Рубенса

Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, во многих странах в нём выделяют 7 или 6 (например, в англоязычных странах [22] ) цветов. Считают, что первым выбрал число 7 И. Ньютон.

Мнемонические фразы

Цвета в радуге расположены в последовательности, соответствующей спектру видимого света. В русском языке существуют такие мнемонические фразы для запоминания этой последовательности:

Фразы являются так называемым акростихом [23] .

В этих фразах начальная буква каждого слова соответствует начальной букве названия определённого цвета.

Цвета во фразе перечисляются в соответствии с порядком цветов в радуге, от красного (видимый свет с наибольшей длиной волны) до фиолетового (видимый свет с наименьшей длиной волны).

Радуга в истории, мифологии и культуре

Йозеф Антон Кох. Героический ландшафт с радугой (1805)

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 мирами 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. Иногда она заглатывает вместе с водою рыб и лягушек, поэтому порою они с неба падают.

Появление радуги предвещало несчастье, а если человеку удастся пройти под радугой, то мужчина станет женщиной, а женщина — мужчиной [24] .

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 (в лице/через Ноя) и того, что потопа никогда больше не будет (Быт. 9:12-17).
«Я

Радуга — явление природы, выглядящее как разноцветная дуга из водяных капель, освещённых солнцем. Невооружённым глазом её можно увидеть после дождя, встав спиной к дневной звезде. Явлением люди интересовались с древних времён. Славяне, скандинавы, индийцы, греки и другие народы приписывали небесной дуге сверхъестественное происхождение, но уже на рубеже XIII и XIV веков ученые смогли научно объяснить этот феномен.

Описание явления
Исследования оптического феномена
Количество цветов
Виды радуги
Значение и наименование в истории
Упоминание в Библии

Описание явления

Узнать, как выглядит радуга, можно после дождя, когда выходит солнце. На небе появляется огромная дуга или окружность, сияющая семью плавно переходящими друг в друга красками. Цвета радуги по порядку выглядят так:

красный; ;
жёлтый;
зелёный;
голубой;
синий;
фиолетовый.

Легко запомнить правильную последовательность даже ребёнку в первом классе можно при помощи фраз-подсказок, в которых каждое слово начинается с той же буквы, что и название цвета:

Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь.
Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

Однако стоит помнить, что эти цвета основные, но не единственные. Между ними есть множество промежуточных оттенков, так как спектр непрерывен.

Исследования оптического феномена

Почему возникает радуга, люди точно узнали уже в XIII—XIV вв. еках. Историки ставят это в заслугу сразу нескольким исследователям:

персидским астрономам аш-Ширази и аль-Фариси;
немецкому учёному Д. Фрейбургскому.

В XVII веке размышления и наблюдения деятелей науки вновь были направлены на это явление. В 1611 году хорватским учёным и теологом М. А. де Доминисом была написана книга, в которой разъяснялось, что в основе возникновения радуги лежит физическое явление, связанное с солнечным светом, по следующей схеме:

он преломляется при входе в дождевую каплю в воздухе;
отражается от её внутренней поверхности;
вновь преломляется при выходе из капли.

Через некоторое время это описание было дополнено новыми фактами. Французский физик Р. Декарт установил преобладающие углы преломления солнечных лучей при выходе из капли:

41,5 градуса для первичной радуги;
51−52 градуса для вторичной.

Количество цветов

Не везде и не всегда в радуге выделялось семь цветов. Во времена Аристотеля их насчитывали всего три:

красный;
зелёный;
фиолетовый.

Представители африканских племен и вовсе ограничивались разделением оттенков на светлый и тёмный. Исаак Ньютон изначально разглядел в радуге пять цветов:

красный;
жёлтый;
зелёный;
синий;
пурпурный.

Чуть позже он обнаружил шестой цвет — оранжевый. Но на сознание учёных тех времён большое влияние имела церковь, и цифра 6 глубоко верующему Ньютону не понравилось. Другое дело 7, имеющий древнее мистическое значение, символизирующий количество дней недели и смертных грехов. Поэтому физику пришлось буквально высмотреть седьмой цвет: он определил его как индиго.

Однако со временем в некоторых государствах понимание количества цветов в радуге снова сократилось до шести. Сейчас голубой и синий, которые различают в России, объединяются в один в следующих странах:

Англия;
Америка;
Германия;
Франция.

В Японии цветов тоже шесть, но голубой и синий они различают. Зато зелёного в их языке нет. Он воспринимается японцами как оттенок синего.

Виды радуги

Чаще всего на небе видна одна первичная радуга, но иногда вокруг неё показывается и вторичная, менее яркая. Она образуется, когда свет отражается в дождевых каплях дважды, поэтому порядок цветов у нее обратный (от фиолетового, который расположен снаружи, к красному). Разделяет два семицвета тёмная полоса неба.

В естественных условиях невооружённым глазом очень редко видна радуга третьего порядка, но с помощью специального оборудования возможно зарегистрировать до семи небесных дуг. А в лабораторных условиях их можно получить вплоть до 200 штук.

Но природа не ограничивается образованием нескольких простых радуг. Они бывают ещё и необычными, например:

Лунная. Её можно увидеть ночью: в качестве источника освещения выступает не солнце, а луна. Но из-за особенностей человеческого зрения (цветовые рецепторы невосприимчивы при слабом освещении) такая радуга кажется белесой.
Туманная. Выглядит как широкая блестящая белая дуга. Образуется при прохождении света через очень мелкие капли воды (радиусом до 25 мкм).
Огненная. Её особенность состоит в расположении по горизонтали, а не дугой, как у обычной радуги. Увидеть её можно на фоне высоких перистых облаков, которые она как будто зажигает.
Отражённая. Появляется над водой или мокрым песком, поверхность которых отражает солнечные лучи до того, как они попадают на дождевые капли в воздухе.
Паргелий и парселена — светлые, местами радужные круги на уровне солнца и луны соответственно.

Кроме того, существуют двойные, перевёрнутые и круглые формы радуги. Солнечный свет при этом преломляется не через водяные капли, а через кристаллы льда, рассеянные в воздухе, поэтому обязательным условием для таких оптических явлений является холодная погода.

Значение и наименование в истории

Сейчас люди прекрасно понимают, как образовывается радуга. Но много лет назад с этим красивым явлением было связано множество мифом и легенд:

древние скандинавы и греки верили, что это дорога, соединяющая миры людей и высших сил;
индийцы называли её луком повелителя небесного царства;
армяне — поясом бога знаний;
австралийские аборигены — Радужным змеем, покровительствующим воде, дождю и шаманам;
славяне считали, что появление семицвета в небе означает, что скоро случится беда, а если пройти под ним, мужчина превратится в женщину, и наоборот (к счастью, приблизиться к радуге нельзя, как и к горизонту);
африканские и ирландские народы, в свою очередь, придавали более позитивное значение этому природному явлению и считали, что оно указывает на те места на земле, где зарыт клад.

Называл радугу каждый народ тоже по-своему. Греки считали, что по ней спускается крылатая посланница богов Ирида, и в честь неё именовали небесную тропу словом iris. В древнееврейской традиции она называется qäšät, что означает божий лук. Этимология русского слова достаточно проста. Оно сложено из двух:

Упоминание в Библии

О семицвете есть упоминание и в Библии. Там он появился после всемирного потопа как символ прощения, данного Богом человечеству. Кстати, эта версия имеет научное обоснование. Есть предположение, что потоп, уничтоживший огромное количество живых организмов, действительно случился за много веков до нашей эры. До него небо застилали густые облака, ультрафиолет не воздействовал на людей, и они жили гораздо дольше, чем сейчас.

Но это не могло продолжаться вечно. Огромное количество паров и осадков на земле привело к потопу, из-за которой сместилась земная ось, и появилась смена времён года. Кроме того, облака стали значительно реже, и только в них теперь стало возможным увидеть радугу.

Природа дарит человечеству множество удивительных явлений и феноменов. Одни из них люди могут объяснить, другие до сих пор остаются загадками.

Радуга — это оптическое явление, то есть связанное со свойствами видимого света. Радуга появляется, когда лучи солнца проходят через капельки дождя, а каждая такая капелька работает как призма. Это значит, что она разлагает белый свет солнца на его составляющие — лучи красного, оранжевого, жёлтого, зелёного, голубого, синего и фиолетового цвета. Все эти цвета вместе называются спектр. Радуга — это и есть огромный спектр, только в форме окружности. При наблюдении с земли радуга обычно выглядит как дуга, то есть как часть окружности, при этом чем выше находится наблюдатель, тем радуга полнее и круглее. А вот с самолёта можно увидеть даже полную окружность. Такую круглую форму радуга имеет потому, что капельки дождя тоже круглые. Вообще, радугу можно рассматривать как гигантское колесо, одетое, как на ось, на воображаемую линию, которая проходит через наблюдателя и через солнце. Радугу можно наблюдать только перед дождём или после него, и только в том случае, если одновременно с дождём через тучи пробивается солнышко. При этом вы должны находиться между солнцем и дождиком, причём солнце должно обязательно быть сзади, а дождь должен быть перед вами. Ещё к радуге невозможно подойти поближе и потрогать её, потому что видна она только при условии, что солнце позади нас стоит над горизонтом строго в положении 42°. Мы бежим к радуге, этот угол меняется — и радуга исчезает.

Читайте также: