Зміст
- Що викликає кольори веселки
- Як формуються веселки
- Послідовність кольорів веселки
- Теорія кольорів Ісаака Ньютона
- Інші типи веселок
- Пригадування кольорів веселки
- Зробіть свою власну веселку
Грецькому філософу Аристотелю приписують «відкриття» веселки ще в 350 р. До н.е. Однак, не було близько 1665 р. Н. Е., Ісаак Ньютон вперше посадив насіння того, що згодом стало науковим поясненням того, чому веселки формують так, як вони роблять. Сім кольорів веселки - червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій, індиго та фіолетовий - завжди відображаються в одному порядку.
Що викликає кольори веселки
Хоча веселка може виглядати так, як вона стоїть у нерухомому місці на небі, це не так. Кожна людина бачить веселку в іншому місці, залежно від свого положення на землі та положення сонця (або іншого джерела світла). Ще один цікавий факт про веселки - це те, що ніхто з двох людей ніколи не бачить абсолютно одне і те ж. Те, що ви бачите, змінюється залежно від того, як світло пригнічується та відбивається назад до вас. Хтось схожий на те, що стоїть прямо під веселкою, насправді дивиться на нього і бачить здалеку.
Прекрасні кольори, які ви бачите, коли з’являється веселка, викликані тим, що світло розбивається призмою на різну довжину хвилі, що створює кольоровий спектр. Веселка зазвичай з’являється після дощу, оскільки коли сонячне світло (видиме біле світло, що насправді є сумішшю всіх видимих кольорів) проходить через краплі води, він вигинається і розщеплюється на кольори веселки. Краплі води - це зазвичай дощові краплі, але вони також можуть надходити з водоспаду, брили, фонтану, туману, роси чи туману. Веселки складаються із семи кольорів, оскільки краплі води розбивають біле сонячне світло на сім основних кольорів спектра видимого світла.
Однак якщо уважніше оглянути веселку, то можна побачити, що існує більше семи окремих кольорів. Веселка - це не чистий спектр, а складається з декількох кольорів, які перетинаються та змішуються між собою. Для людського ока просто забагато кольорів, щоб їх усіх розрізнити.
Коли кольори веселки перекриваються на їх краях, вони створюють відтінок «білого» світла, що робить внутрішню частину веселки набагато яскравішою, ніж її зовнішня.
Деякі вчені вважають, що індиго занадто близький до синього, щоб його справді можна було розрізнити, що дало б веселці лише шість відмінних кольорів.
Як формуються веселки
Веселка утворюється, коли сонячне світло розсіюється від крапель дощу на ваші очі. Для того, щоб побачити веселку, повинні застосовуватися певні метеорологічні умови. Для початку сонце повинно бути позаду вас, низько в небі і під кутом менше 42 градусів над горизонтом. Чим нижче на небі сонце, тим більша дуга веселки. Крім того, перед вами повинен бути дощ, туман або інше джерело крапель води.
Коли світло під кутом потрапляє на краплину води, вона сповільнюється і змінює напрямок. Це відомо як заломлення і відбувається тому, що вода щільніша за повітря. Коли світло потрапляє у воду під певним кутом, частина цього світла відбивається всередині води, а потім залишає крапельку. Коли він рухається назад у повітря, процес заломлення повторюється знову.
Коли ви бачите веселку, ви насправді дивитесь на світло, заломлене та відбите від різних крапель дощу, дехто дивиться під кутом 42 градуси (червоне світло), дехто - під кутом 40 градусів (синє світло), а хтось між ними. Кут відхилення відрізняється для червоного світла і синього світла, оскільки синє світло вигнуте (заломлюється) більше, ніж червоне світло.
Найкращий час побачити веселку - це лише після того, як закінчилася дощ, коли у повітрі ще є водяна пара. Ви не побачите веселку під час дощу, тому що хмари блокують більшу частину світла. Якщо ви будете занадто довго чекати після дощу, водяна пара у повітрі випарується. Ви не побачите веселку після зимової погоди, як снігопад, тому що краплі води замерзають у частинки льоду, які розсіюють світло по-різному.
Якщо ви стоїте в потрібному місці, ви побачите, як розсіяне сонячне світло відбивається назад до вас. Барвиста веселка з’являється, коли світло розсіюється багатьма крапельками води, оскільки різні кольори виводять краплі під різними кутами.
Веселка має напівкруглу форму, тому що краплі води потрапляють не на плоский аркуш, а на різні відстані та швидкості. Однак у більшості випадків веселка з’являється як частина арки, півкола або «U» форми. Ви бачите напівкруглу веселку над рівним ґрунтом на сході сонця або на заході сонця, коли сонце прямо на горизонті. В іншому випадку ви бачите меншу частину дуги веселки. Зазвичай ви можете бачити не більше одного півколу веселки, оскільки інше півколо приховане під горизонтом. Однак якщо ви перебуваєте у вищій позиції, ніж краплі води, наприклад, на високій будівлі, можна побачити веселку повного кола.Центр веселки знаходиться прямо навпроти положення сонця на небі, це означає, що ви можете бачити більше веселки, коли сонце наближається до обрію.
Якщо вам пощастить, можливо, ви зможете побачити подвійну веселку (вторинну веселку над основною). Кольори у зворотному порядку у вторинної веселки, і вона слабша, ніж у первинної веселки, оскільки більше світла витікає з двох відбитків, ніж з одного. Вторинна веселка розсіяна по більш широкій ділянці неба, що робить її майже вдвічі ширшою, ніж первинна веселка.
Первинні та вторинні веселки у подвійній веселці часто мають темну смугу між ними. Це називається діапазоном Олександрса, після Олександра Афродісіаса, який вперше описав групу в 200 р. Н. Е. Похмура смуга пояснюється тим, що жоден із сонячних променів не розсіюється до вас крапельками води між кутами відхилення первинного і вторинні веселки.
Послідовність кольорів веселки
Послідовність кольорів веселки завжди однакова - червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій, індиго та бурхливий - адже різні кольори світла мають різну довжину хвилі. Червоний завжди з’являється першим, утворюючи зовнішню дугу веселки, оскільки вона має найдовшу довжину хвилі близько 650 нанометрів. Оскільки світло вигинається при 42 градусах для отримання цього кольору, ви можете майже завжди бачити його у веселці, навіть якщо інші кольори в веселці не такі очевидні.
Червоне світло, яке ви бачите в веселці, походить від крапель, трохи вище атмосфери, ніж крапель, які розсіюють фіолетове світло. Більш короткі довжини хвилі проходять через дещо збільшену зміну напрямку, тобто фіолетовий колір завжди з’являється останнім на внутрішніх контурах дощок, оскільки він має найкоротшу довжину хвилі близько 400 нанометрів.
Теорія кольорів Ісаака Ньютона
Близько 1665 року Ісаак Ньютон пройшов біле світло крізь призму і спостерігав, як світло утворює веселку, складену із семи різних кольорів. Ньютон вважав, що кольори є аналогічними нотам музичної гами, що починаються з D, і не містять різких або плоских. Два кольори - помаранчевий та індиго - відповідали половині кроків у шкалі. Хоча музична аналогія Ньютона пізніше була спростована (коли вчені виявили, що музичні частоти і довжина хвилі видимого світла не рівні), його теорія кольорів показала, що біле світло є сумішшю різнокольорових вогнів і допомогло майбутнім поколінням краще зрозуміти природу світла.
Інші типи веселок
Замість веселки ви можете побачити туман, місячну або червону веселку.
Туман подібний до традиційної веселки, але він утворюється, коли сонячне світло взаємодіє з крапельками води, що містяться в тумані, тумані або хмарі, а не краплями дощу. Краплі води в тумані в 10 та 1000 разів менші, ніж краплі дощу та майже завжди менше 0,1 мм у діаметрі. Туман може бути відомий як біла веселка, тому що, на відміну від традиційної веселки з семи різними кольорами, вона майже відсутня в кольорі. Це тому, що краплі води настільки крихітні. Поки світло все ще відбивається від крапельки води назад до вас, процес дифракції світла по краплі має домінуючий ефект. Дифракція розширює відбитий промінь світла, розмиваючи кольори і надаючи вигляду білого або дуже слабкого кольору.
Місяць іноді називають місячною веселкою. Це відбувається, коли світло переломлюється від Місяця через краплі води у повітрі.
Місячні луки дуже рідко видно, тому що вони такі слабкі. Кількість світла, виробленого навіть найяскравішим повним місяцем, набагато менше, ніж кількість світла, яке виробляється сонцем. Крім того, повний місяць не виробляє достатньо світла для стимуляції рецепторів кольору конуса в людському оці. Однак кольори все ще є, і їх можна підібрати за допомогою фотозйомки з довгим експозицією. Місячні луки частіше зустрічаються в певних частинах світу, наприклад, на Гаваях.
Щоб побачити місячний місяць, Місяць повинен знаходитись поблизу або на найповнішій його фазі та під кутом менше 42 градусів на небі. Також нічне небо повинно бути дуже темним, і повинен бути дощ, який падає навпроти Місяця чи іншого джерела крапель води, як водоспад.
Щоб побачити місячний місяць, місяць повинен бути позаду вас. Оптимальний час виділення місячних - через пару годин після заходу сонця або до сходу сонця.
Якщо вам трапляється бачити червону веселку на сході сонця або на заході сонця, ви помітили однотонну веселку. У цей час доби сонячне світло проходить більшу відстань в атмосфері, поширюючи коротші сині та фіолетові довжини хвиль. Сині та фіолетові довжини хвиль людським оком не видно, тому веселка здається повністю червоною.
Пригадування кольорів веселки
Найпростіший спосіб запам’ятати кольори веселки у правильному порядку - це мнемоніка, фраза, яка бере першу букву кожного кольору та складає нове слово. Складаючись разом, слова утворюють фразу, яку легко запам’ятати. Поширений мнемонічний колір кольорів веселки - Richard Of York Gave Battle In Vain, але його легко створити, який подобається вам.
Ще один простий спосіб запам’ятати послідовність кольорів веселки - це назва «Рой Г. Бів».
Зробіть свою власну веселку
Все, що вам потрібно зробити для власної веселки - це сонце та шланг для води. Встаньте спиною проти сонця, щоб ви стикалися від нього. Розведіть шланг для води в повітря, щоб побачити міні-веселку. Перемістіть шланг вгору або вниз, якщо потрібно. Це найкраще працює в дуже сонячні дні.
Ще один спосіб створити веселку - провести скляну призму до вікна, щоб світло просвічувало крізь неї.