Дъга в студентски речник по химия помощници за обучение
Дъгата е най-известният атмосферен природен феномен. Може да се наблюдава, когато имате слънце зад себе си и отстъпващ дъждовен облак е осветен от слънцето. Цветна лента със спектралните цветове червено, оранжево, жълто, зелено, синьо и виолетово е характерна за дъгата, при което цветовете винаги се появяват в същия ред.
Понякога над дъгата може да се наблюдава втора, по-слаба вторична дъга, при която може да се види обратна цветова последователност.
Най-известният атмосферен феномен е дъгата. Всички са го виждали и преди и са очаровани от играта на цветовете. Дъгата обаче обикновено се вижда случайно. Ако искате да търсите специално дъга, трябва да знаете условията, при които дъгата може да бъде намерена. Дъгата се вижда само когато слънцето грее, когато вали.
Дъгата е част от дъга, чийто център лежи върху права линия, изтеглена от слънцето през окото на наблюдателя. От външната страна е червено, последвано от оранжево, жълто, зелено, синьо и лилаво с плавни преходи.
DESCARTES установи, че отклонението на светлината зависи много от ъгъла на падане на паралелната слънчева светлина. Ъгълът между излизащите и падащите лъчи никога не е по-голям от 42 °.
Т.е. височината на слънцето трябва да бъде по-малка от 42 °. Ако слънцето е по-високо, не може да се види дъга. През лятото слънцето изгрява до 60 °. Следователно най-добрите условия за наблюдение на дъгата са вечерните и сутрешните часове, когато слънцето е плоско, под 42 °. Тогава дъгата е особено високо над хоризонта. През зимните месеци, от друга страна, слънцето никога не изгрява над 42 °, така че през целия ден може да се появи дъга.
Ако слънчевата светлина падне върху дъждовните капки, част от светлината за предпочитане излиза отново под определен ъгъл.
Когато удари дъждовната капка, светлинният лъч се отразява отчасти, частично се пречупва, счупената част след това проблясва през капката и отново се отразява в малка степен на "гърба" (страна, обърната към наблюдателя) на капката, докато по-голямата част от светлината се отразява оставя капката с подновено пречупване и не се вижда от наблюдателя. Отразеният лъч пресича капката още веднъж и също напуска капката с пречупване. Това излъчване, което се появява след еднократно отражение, създава основната дъга (фиг. 3).
Понякога можете да видите втора, по-слаба дъга, вторичната дъга, над дъгата, която е известна още като основната дъга (фиг. 1). Вторичната дъга може да се наблюдава под ъгъл от приблизително 52 °.
Възниква вторична дъга, тъй като малка част от радиацията не излиза веднага след отражението, а се отразява втори път и едва след това напуска капката след пречупване. Тази двойно отразена радиация създава втората, по-слаба дъга, вторичната дъга. Цветовата последователност е противоположна на тази в основната дъга, тъй като второто отражение обръща последователността. Този процес може да бъде продължен, тъй като малка част от радиацията се отразява отново и отново, докато останалата част се появява. Това всъщност може да доведе до много по-слаби дъги. Третата дъга обаче вече е с толкова ниска интензивност, че не може да се види с просто око.
Британският математик и астроном Джордж Ейри (1801-1892) разработи модифицирана теория за дъгата, защото подходът на DESCARTES не може да обясни защо дъгите са понякога по-интензивни, понякога по-слаби, понякога по-широки, понякога по-тесни, понякога по-ясни и понякога по-размити. Докато моделът DESCARTES се основава на чисто лъчева оптика, AIRY се занимава и с вълновата природа на светлината. Първо той наблюдава сноп лъчи, падащи успоредно на капката, които напускат капката след пречупване, отражение и пречупване. Тъй като лъчите удрят капката на различна височина, всеки от тези лъчи е изминал различно разстояние след излизане и има разлика в пътя между вълните, така че гребените на вълните се изместват един срещу друг.
Пречупване и пълно отражение на светлината в дъждовна капка
Възниква интерференция, тоест вълните се отслабват взаимно, с изключение на тези, чиято разлика в пътя е кратна на дължината на вълната. Максимумите на интензитета се наблюдават при тези ъгли. Общият брой на максимумите зависи от повърхностната кривина на капките и по този начин от техния радиус. Малка кривина, която е налице в случай на големи капки, често води само до максимум. При по-малки капки има няколко максимума с намаляващ интензитет. Позицията на максимумите също се различава при различните цветове. Тяхното относително положение отново зависи от размера на капката: при големи капки максимумите са по-отдалечени и човек получава по-широки, по-ясни ивици, отколкото при малки капки вода. Това обяснява наблюдението, че понякога от вътрешната страна на дъгата червеният цвят е последван от втори път и вероятно повече пъти от спектралните цветове.