> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Радуга

Радуга

Радуга, оптическое явлонио в видо большой дуги круга, окрашенной различными цветами спектра. Р. наблюдается при дожде, когда одновременно светят солнце. Центр Р. обыкновенно находится под горизонтом на прямой линии, идущей от солнца через глаз Наблюдателя; чем вышо солнце, том Дуга Р. короче. На горах при высоком стоянии солнца Р. удавалось наблюдать в видо полного круга. Явление 1 про исходит вследствие разложения солнечных лучей при прохождении их через капли доведя и отражения от внутреппой поверхности капель. Наружный цвот Р.—красный, внутренний—фиолетовый, между ними—постепенный пероход всех циотов спектра, но но всогда все цвета развиты, чаще отсутствует голубой, иногда нет чисто красного. Ширина отдельных цветных гилос и общая ширина Р. но всегда одинакова. Молено наблюдать иногда две Р., одну над другой. Нижняя внутренняя называется главной, внешняя верхняя— побочной. Обе Р. обращены друг к другу красными цветами, с наруленой стороны у обеих Р. фиолетовый цвот. Кромо главной и побочной Р.,иногда наблюдаются вторичные цветные дуги, число их доходит до шести. Они по большой части примыкают к фнолотовому краю главной Р., но иногда бывают и у паруленой стороны побочной Р. Цвета их большою частью — розовый, зеленый, но наблюдаются и другие. Иногда вторичные дуги не примыкают к фнолотовому краю Р., а отделены от иого и друг друга слабо освещенными промолсуткамн. Угловая высота Р. различна, но молено принятьдля главиойР.,—ее красного цвота,—при солнце на горизонте, наибольшую высоту 42/°» Дли фиолетового—40°, для побочной — 54°-50°. Ширина цвотной полосы главной Р.—2°25, побочной— до 3°55. В редких случаях обычный вид Р. изменяется: кроме главной и побочной Р., появляются еще цветные дуги с обычным порядком цветов, но с центром над горизонтом.

Кроме обычной Р., наблюдается ещо белая Р., производимая луной. Кажущееся отсутствие окраски является следствием слабого света луны. Перн-тер, впрочем, указывает, что бывают лунные Р. довольно интонсивпо окрашенные. Во время тумана {см ) в горах и

па море наблюдается настоящая белая Р. в виде широкой блестящей дуги, слабо окрашенной снарулси в оранжевый, с внутренней стороны в фиолетовый цвота. Эта Р. молсет таклсо сопро-волсдаться побочной и вторичными дугами.

Первое теоретическое объяснение Р. было дано в XIV в доминиканским монахом Теодорихом. Оно впервые опубликовано в 1611 г. архиепископом Антопио-до-Доминнс.Более обстоятельную теорию дал Декарт в 1637 “г., ое дополнил Ныотоп в 1750 г. Юнг в 1804 г. первый обратил внимание на вторичные дуга. Полная теория была дана Эри (Airy) в 1836 г., существенные дополнения к ней сделал Пернтер.

По теории Декарта явлоние Р. происходит вследствие преломления и полного внутреннего отралсения солнечных лучей в каплях дождя. Пусть на каплю дождя падаот солночный луч SM (смотрите черт.), угол [его падения i;

при входе в каплю он преломляотся под углом г, затем идет в направлении MN; при этом преломлении луч отклонится от первоначального направления на угол i — г. В точке N луч, встретив внутреннюю поверхность капли, частью отразится, частью выйдот наружу. Для луча MN угол падения в точно N будет г, так как Д MON равнобедренный; угол отражения такжо=л Поело отралсения ход луча будет NP, от MN он отклонится на угол 180° — 2 г. В точке Р угол падения этого лучα= г, так как &NOP равнобедренный. При выходе из капли угол преломления будот i. Это преломление снова отклонит луч на угол i—r. Согласно законам преломления и отражения весь путь луча SMNPQ находится в одной плоскости, проходящей через центр капли и начальное направление луча SM. Поэтому общее отклонение луча D=2 {i—r) + (180°—2 г). Всякое преломление и отраженно луча в капле будет следовать этим положениям. Если на основании приведенной формулы составить таблицу отклонения для каких-либо лучей при различных углах падения, то молено видеть,что с увеличенном угла падения / угол отклонения D сначала уменьшается, при некотором значении i достигает минимума, а затем снова возрастает. Параллельные лучи, падая на каплю, образуют различные углы падения от 0° до 90°. Вследствие преломления в капло они разлагаются на цветные лучи, и расхождение их при разных углах падения различно. Наимонео отклоненные лучи идут почти параллольно и обладают ясным цветом, а потому Декарт назвал их действующими. Последние должны образовывать известный угол, различный для каждого цвета главной и побочной Р.

Явление вторичных Р. Юнг объясняет интерференцией свота.

Теория Декарта, однако, но может объяснить некоторых деталей Р., так как им но были приняты во внимание размеры капель. Более полная и сложная теория Эри вполне объясняет всо явления Р. Эри положил в основу своей теории световую волпу и те видоизменения ее, которые производятся каплей. По Эри Р. — диффракционное явление. Согласно этой тоории внешний вид Р. должон зависеть от размера капель. Согласно дополнениям Порнтера является возможным по роду и расположению цветов Р. судить о величине капель. Он дает 4 основных размера радпусов капель: 500, 150, 50 и 25 ц, ипри последнем размере капли почти все цвета исчезают. Случаи редкой Р. со вторым центром объясняются отраженном лучей от поверхности воды.

Р. может наблюдаться везде, где лучи солнца встречают капли воды— на водопадах, фонтанах. Эккардт пола-гаот, что Р. бывает видна и охлопьях падающего снега. Корню, Бабине, Перг-тер и др. получали Р. искусственным путем. Согласно Порнтору по Р. можно судить о предстоящей погоде. Так. преобладание зеленого цвота признак сухой погоды, красного — дождливой. Это, однако, требует проверки более многочисленными наблюдениями.

Литература: Pernter und F. Exner, „Meteo-rologlschc Optlk”, 1910; П. И. Броунов, .Атмосферная оптика”, 1924; В. II. Оболенский, .Метеорология”, 1927; Descartes, „Discours dc la methode etc.”, Leyden, 1G37; Airy, „Intensity of Light in the Neighbourhood of a Caustic”, 1836; В. И. Оболенский, „Теория P. и оеяцои”, 1908. Д, Нездюров.