Радуга

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Радуга (значения).

«Harpe de Lumière», фотография Georges Noblet

Радуга над Ладожским озером

Ра́дуга — атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или перед ним. Оно выглядит как дуга или окружность, составленная из цветов спектра (глядя снаружи — внутрь дуги: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый).

Содержание

1 Причина радуги — преломление света
2 Физика радуги
3 История исследования
4 Необычные радуги
5 Радуга в мифологии и религии
6 Радуга и ассоциированные термины
7 Радуга как символ
8 Мнемоника
9 Литература
- 9.1 На русском языке
- 9.2 На английском языке
10 Внешние ссылки
- 10.1 На русском языке
- 10.2 На английском языке
11 См. также

[править] Причина радуги — преломление света

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды, взвешенных в воздухе. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в спектр. Наблюдателю кажется, что из пространства по концентрическому кругу (дуге) исходит разноцветное свечение (при этом источник яркого света всегда находится за спиной наблюдателя).

Преломление света при его переходе в среду с иной оптической плотностью

В яркую лунную ночь можно увидеть радугу от Луны. Поскольку человеческое зрение устроено так, что при слабом освещении наиболее чувствительные рецепторы глаза — «палочки» — не воспринимает цвета, лунная радуга выглядит белесой; чем ярче свет, тем «цветнее» радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы — «колбочки»).

Центр окружности, которую описывает радуга, всегда лежит на прямой, проходящей через Солнце (Луну) и глаз наблюдателя, то есть одновременно видеть солнце и радугу без использования зеркал невозможно. Для наблюдателя на земле она обычно выглядит, как часть окружности, чем он выше, тем радуга полнее — с горы или самолёта можно увидать и целую окружность.

[править] Физика радуги

Ход лучей в сферической капле, образование первичной радуги

Радуга представляет собой каустику, возникающую из-за преломления и отражения плоскопараллельного пучка света на сферической капле. Как показано на рисунке (для монохромного пучка), отражённый свет имеет максимальную интенсивность для некоторого угла между источником, каплей и наблюдателем.

Показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), поэтому красный свет меньше отклоняется при преломлении.

Схема образования радуги
1) сферическая капля, 2) внутреннее отражение, 3) первичая 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, 10-12) область формирования радуги.

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°.

Вторичная радуга

Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой. Это вторичная радуга, в которой свет отражается в капле два раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов — снаружи находится фиолетовый, а внутри красный. Угловой радиус вторичной радуги 50—53°.

Радуга в водяной пыли от водопада Takakkaw Falls, Канада

В горах и других местах, где очень чистый воздух, можно наблюдать третью радугу (угловой радиус порядка 60°).

[править] История исследования

Персидский астроном Qutb al-Din al-Shirazi (1236—1311), а возможно, его ученик Kamal al-din al-Farisi (1260—1320), видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена [1].

Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году Марком Антонием де Доминисом в книге «De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride». На основании опытных наблюдений он пришел к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления — при входе в каплю и при выходе из нее.

Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своем труде «Метеоры» в главе «О радуге».

Двойная радуга в ландшафте, картина Питера Рубенса

Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, по традиции в нем выделяют 7 цветов. Считают, что первым выбрал число 7 Исаак Ньютон, для которого число 7 имело специальное символическое значение (по пифагорейским, богословским или нумерологическим соображениям). Для запоминания их последовательности есть мнемонические фразы, первые буквы каждого слова в которых соответствуют первым буквам названия цвета (глядя сверху-вниз по радуге, снаружи-внутрь дуги: Красный, Оранжевый, Желтый, Зеленый, Голубой, Синий, Фиолетовый).

Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь.

Радуга повисла разноцветным коромыслом,
Опустив один конец в зеленый океан…
- М.Рысаков

Традиция выделять в радуге 7 цветов не всемирна, у болгар в радуге 6 цветов.

[править] Необычные радуги

Кольцевая радуга 10 июля 2005

[править] Радуга в мифологии и религии

В скандинавской мифологии радуга — это мост Биврёст, соединающий Мидгард (мир людей) и Асгард (мир богов).
В древнеиндийской мифологии — лук Индры, бога грома и молнии.
В древнегреческой мифологии — дорога Ириды, посланницы между мирами богов и людей.
По славянским поверьям, радуга, подобно змею, пьёт воду из озёр, рек и морей, которая потом проливается дождём.
Ирландский лепрекон прячет горшок золота в месте, где радуга коснулась земли.
По чувашским поверьям, если пройти сквозь радугу, то можно поменять пол.
В Библии радуга появилась после всемирного потопа как символ прощения человечества.

Joseph Anton Koch: Героический ландшафт с радугой (1805)

[править] Радуга и ассоциированные термины

Ирис — цветок с богатой гаммой цветов,
Иридий — металл, цвета соединений которого дают практически полную радугу,
Радужная оболочка глаза по-латыни — ирис,
Ирисовая диафрагма напоминает сектора радуги,

[править] Радуга как символ

В XX веке флаг цветов радуги (шестицветной) стал символом гомосексуального движения.
Семицветная радуга изображена на флаге Еврейской автономной области.
Корабли всемирной природоохранной организации «Гринпис» носят название «Rainbow Warrior» (англ. Воин Радуги).

[править] Мнемоника

Существует стишок, облегчающий запоминание последовательности цветов радуги: каждый охотник желает знать, где сидит фазан (или: Как Однажды Жан Звонарь Головою Сшиб Фонарь).

[править] Литература

[править] На русском языке

[править] На английском языке

Robert Greenler, Rainbows, Halos, and Glories, (1980) ISBN 0-521-38865-1
Raymond L. Lee and Alastair B. Fraser, The Rainbow Bridge: Rainbows in Art, Myth and Science, (2001) Penn. State University Press and SPIE Press ISBN 0-271-01977-8
David K. Lynch & William Livingston, «Color and Light in Nature», 2nd edition (2001) ISBN 0-521-77504-3
M.G.J. Minnaert, «Light and Color in the Outdoors», 1995 ISBN 0-387-97935-2
M. Minnaert, «The Nature of Light and Color in the Open Air», 1973 ISBN 0-486-20196-1
Naylor, John, «Out of the Blue», 2002, ISBN 0-521-80925-8
↑ Nussenzveig, H. Moyses, "The Theory of the Rainbow, " Scientific American 236 (1977), 116
↑ Bleicher, Steven (2004) Contemporary Color: Theory & Use p6. Delmar. ISBN 1401837409: «However, most people can only discern six of these hues; they have trouble telling the difference between indigo and violet.»