Slnko a dážď: Recept na dúhu

Či už veríte, že sú znakom Božieho zasľúbenia, alebo na ich konci na vás čaká hrniec zlata, dúhy sú jedným z najšťastnejších prejavov prírody.

Prečo tak zriedka vidíme dúhu? A prečo sú tu jednu minútu a na druhú sú preč? Kliknite na a preskúmajte odpovede na tieto a ďalšie otázky týkajúce sa dúhy.

Čo je dúha?

Náš nový deň / Wikimedia Commons

Všimli ste si niekedy, že farby dúhy (od vonkajšieho okraja po vnútornú stranu) vždy prechádzajú do červenej, oranžovej, žltej, zelenej, modrej, indigovej, fialovej?

Aby sme zistili, prečo je to tak, uvažujme o dažďových kvapkách na dvoch úrovniach, nad sebou. V predchádzajúcom diagrame vidíme, že červené svetlo sa láme z kvapky vody v strmších uhloch k zemi. Takže keď sa človek pozerá pod strmým uhlom, červené svetlo z vyšších kvapiek putuje pod správnym uhlom, aby sa mu dostalo do očí. (Vlnové dĺžky ostatných farieb opúšťajú tieto kvapky v plytších uhloch, a tak prechádzajú nad hlavou.) To je dôvod, prečo sa na vrchu dúhy objavuje červená. Teraz zvážte nižšie dažďové kvapky. Keď sa pozeráte z plytších uhlov, všetky kvapôčky v tejto zornej línii smerujú fialové svetlo do oka, zatiaľ čo červené svetlo smeruje von z periférneho videnia a nadol k nohám. To je dôvod, prečo sa v spodnej časti dúhy objavuje fialová farba. Kvapky dažďa medzi týmito dvoma úrovňami odrážajú rôzne farby svetla (v poradí od ďalšej najdlhšej po najkratšiu vlnovú dĺžku, zhora nadol), takže pozorovateľ vidí celé farebné spektrum.

Sú dúhy naozaj v tvare luku?

Horst Neumann/The Image Bank/Getty Images

Teraz vieme, ako sa tvoria dúhy, ale ako je to s tým, kde získajú tvar luku?

Keďže dažďové kvapky majú pomerne kruhový tvar, odraz, ktorý vytvárajú, je tiež zakrivený. Verte či nie, ale plná dúha je vlastne celý kruh, len my nevidíme jeho druhú polovicu, pretože nám prekáža zem.

Čím nižšie je slnko k horizontu, tým väčšiu časť celého kruhu sme schopní vidieť.

Lietadlá ponúkajú úplný výhľad, pretože pozorovateľ sa môže pozerať nahor aj nadol, aby videl celú kruhovú predku.

Dvojité dúhy

Mansi Ltd/The Image Bank/Getty Images

Pred niekoľkými snímkami sme sa dozvedeli, ako svetlo prechádza trojkrokovou cestou (refrakcia, odraz, lom) vnútri dažďovej kvapky, aby vytvorilo primárnu dúhu. Ale niekedy svetlo dopadne na zadnú časť dažďovej kvapky dvakrát namiesto len raz. Toto „znova odrazené“ svetlo opúšťa kvapku pod iným uhlom (50° namiesto 42°), čo vedie k sekundárnej dúhe, ktorá sa objaví nad primárnym oblúkom.

Pretože svetlo prechádza vo vnútri dažďovej kvapky dvoma odrazmi a cez 4-krok prechádza menej lúčov, jeho intenzita sa týmto druhým odrazom znižuje a v dôsledku toho jeho farby nie sú také jasné. Ďalším rozdielom medzi jednoduchými a dvojitými dúhami je to, že farebná schéma pre dvojité dúhy je obrátená. (Jeho farby sú fialová, indigová, modrá, zelená, žltá, oranžová, červená.) Je to preto, že fialové svetlo z vyšších dažďových kvapiek vstupuje do očí, zatiaľ čo červené svetlo z tej istej kvapky prechádza cez hlavu. Zároveň červené svetlo z nižších dažďových kvapiek vstupuje do očí a červené svetlo z týchto kvapiek smeruje na nohy a nie je vidieť.

A ten tmavý pás medzi dvoma oblúkmi? Je to výsledok rôznych uhlov odrazu svetla cez kvapôčky vody. ( meteorológovia volaj to Alexandrova temná kapela .)

Trojité dúhy

Mark Newman/Lonely Planet Images/Getty Images

Na jar 2015 sa sociálne médiá rozsvietili, keď obyvateľ Glen Cove v New Yorku zdieľal mobilnú fotografiu toho, čo vyzeralo ako štvornásobná dúha.

Hoci je to teoreticky možné, trojité a štvornásobné dúhy sú extrémne zriedkavé. Nielen, že by to vyžadovalo viac odrazov v dažďovej kvapke, ale každá iterácia by vytvorila slabšiu úklonu, v dôsledku ktorej by bolo dosť ťažké vidieť terciárne a štvrťročné dúhy.

Keď sa vytvoria, trojité dúhy sú zvyčajne viditeľné oproti vnútornej strane primárneho oblúka (ako je vidieť na fotografii vyššie) alebo ako malý spojovací oblúk medzi primárnym a sekundárnym oblúkom.

Rainbows Not in the Sky

www.bazpics.com/Moment/Getty Images

Dúhy nevidno len v obloha . Záhradný vodný postrekovač. Hmla na úpätí striekajúceho vodopádu. To všetko sú spôsoby, ako môžete spozorovať dúhu. Pokiaľ je jasné slnečné svetlo, vznášajú sa kvapôčky vody a vy ste v správnom uhle pohľadu, je možné, že na dohľad bude dúha!

Je tiež možné vytvoriť dúhu bez zahŕňajúce vodu. Jedným z takýchto príkladov je držanie krištáľového hranola pri slnečnom okne.

Zdroje

• NASA SciJinks. Čo spôsobuje dúhu? Prístupné 20. júna 2015.
• Národná meteorologická služba NOAA Flagstaff, AZ. Ako vznikajú dúhy? Prístupné 20. júna 2015.
• Katedra atmosférických vied University of Illinois WW2010. Sekundárne dúhy . Prístupné 21. júna 2015.