Pourquoi l'arc-en-ciel a-t-il la forme d'un arc ? Ajoutez votre prix au commentaire de base. Commencer en sciences Quel est le rayon de l'arc-en-ciel

Les gens se posent cette question depuis longtemps. Dans certains mythes africains, l'arc-en-ciel est un serpent qui encercle la terre dans un anneau. Mais maintenant, nous savons qu'un arc-en-ciel est un phénomène optique - le résultat de la réfraction des rayons lumineux dans les gouttelettes d'eau pendant la pluie. Mais pourquoi voit-on l'arc-en-ciel sous la forme d'un arc, et non, par exemple, sous la forme d'une bande verticale colorée ?

La forme d'un arc-en-ciel est déterminée par la forme des gouttelettes d'eau dans lesquelles la lumière du soleil est réfractée. Et les gouttelettes d'eau sont plus ou moins sphériques (rondes. En passant à travers la goutte et en se réfractant, un faisceau de lumière blanche est converti en une série d'entonnoirs colorés insérés les uns dans les autres, face à l'observateur. L'entonnoir extérieur est rouge, orange , le jaune y est inséré, puis devient vert, etc., se terminant par un violet intérieur, de sorte que chaque goutte individuelle forme un arc-en-ciel entier.
Bien sûr, l'arc-en-ciel d'une goutte est faible et, dans la nature, il est impossible de le voir séparément, car il y a beaucoup de gouttes dans le rideau de pluie. L'arc-en-ciel que nous voyons dans le ciel est formé de myriades de gouttes. Chaque goutte crée une série d'entonnoirs colorés (ou cônes) imbriqués les uns dans les autres. Mais un seul rayon coloré entre dans l'arc-en-ciel à partir d'une seule goutte. L'œil de l'observateur est un point commun où les rayons colorés de plusieurs gouttes se croisent. gouttes, mais sous le même angle et tombant dans l'œil de l'observateur, forment un arc rouge de l'arc-en-ciel.Tous les rayons orange et autres couleurs forment également des arcs.Par conséquent, l'arc-en-ciel est rond.

Nous sommes habitués à voir l'arc-en-ciel comme un arc. En fait, cet arc n'est qu'une partie d'un cercle multicolore. Dans son intégralité, ce phénomène naturel ne peut être observé qu'à haute altitude, par exemple depuis un avion.

Lorsque les dernières gouttes de pluie tombent sur le sol et qu'un arc-en-ciel apparaît dans le ciel, vous, en le regardant, pensez : pourquoi cela se produit-il ? D'où vient un bel arc de rayures multicolores dans le ciel ? La science physique, qui vous a déjà donné plus d'une fois des réponses à de nombreuses questions complexes, aidera à répondre à cette question.

L'arc-en-ciel est un phénomène extraordinaire de la nature. Et même si nous la voyons assez souvent, nous nous réjouissons à chaque fois de son apparence et de sa beauté. L'arc-en-ciel apparaît dès que le nuage commence à partir, et le soleil prend sa place dans le ciel. Il s'avère que depuis un certain temps, la pluie est visible pour les gens comme si «de l'extérieur». Les rayons du soleil illuminent le nuage de pluie et, passant à travers les gouttes de pluie, changent de couleur. Le fait est que les rayons du soleil ne sont pas du tout blancs et identiques, comme il nous semble. Tous ont des longueurs différentes, et chaque longueur a sa propre "couleur". C'est pourquoi l'arc-en-ciel nous semble si coloré.

Mais la couleur de l'arc-en-ciel est brillante et parfois à peine perceptible. Et cela dépend de la taille des gouttes de pluie. Si les gouttes sont grosses, les couleurs de l'arc-en-ciel seront vives. S'il est petit, l'arc céleste sera peu visible. Dans le passé, les gens ne pouvaient pas expliquer l'apparition d'un arc-en-ciel. Et il était difficile de trouver une personne qui lui resterait indifférente. Parce qu'il y a tellement de légendes et de croyances associées à l'arc-en-ciel. Les anciens Slaves, regardant l'arc-en-ciel, prédisaient le temps. Si l'arc-en-ciel était bas et large, les gens s'attendaient à du mauvais temps. Et haut et étroit - promis du beau temps.

En Angleterre, il est considéré comme de bon augure de voir un arc-en-ciel et de faire un vœu tout de suite. Et en Irlande aujourd'hui, ils croient qu'à l'endroit où l'arc-en-ciel colle au sol, il y a un trésor avec de l'or. Bien sûr, vous êtes une personne assez raisonnable et vous ne croyez pas aux trésors dorés. Et vous comprenez qu'il est impossible d'arriver là où l'arc-en-ciel touche le sol.

Vous vous demandez pourquoi nous ne voyons qu'une partie de l'arc-en-ciel ? Parlons-en. Vous avez probablement déjà remarqué que vous ne pouvez pas observer à la fois le soleil et l'arc-en-ciel. Après tout, un arc-en-ciel est le reflet des rayons du soleil. Seule une partie de l'arc céleste est visible depuis la terre. Mais plus une personne s'élève haut, par exemple sur une montagne, plus l'arc-en-ciel ressemblera à un cercle. Et depuis le hublot d'un avion, vous pourrez un jour voir un arc-en-ciel rond !

Pourquoi l'arc-en-ciel est-il semi-circulaire ? Les gens se posent cette question depuis longtemps. Dans certains mythes africains, un arc-en-ciel est un serpent qui encercle la Terre dans un anneau. Mais maintenant, nous savons qu'un arc-en-ciel est le résultat de la réfraction des rayons lumineux dans les gouttelettes d'eau lors de la pluie. Mais pourquoi voit-on l'arc-en-ciel sous la forme d'un arc, et non, par exemple, sous la forme d'une bande verticale colorée ?

Deux personnes debout côte à côte voient chacune leur propre arc-en-ciel ! Car à chaque instant l'arc-en-ciel se forme par la réfraction des rayons du soleil en de nouvelles et nouvelles gouttes. Les gouttes de pluie tombent. La place de la goutte tombée est occupée par une autre et parvient à envoyer ses rayons colorés vers l'arc-en-ciel, suivi du suivant, et ainsi de suite.

Le type d'arc-en-ciel - la largeur des arcs, la présence, l'emplacement et la luminosité des tons de couleur individuels, la position des arcs supplémentaires - dépend beaucoup de la taille des gouttes de pluie. Plus les gouttes de pluie sont grosses, plus l'arc-en-ciel est étroit et brillant. La caractéristique des grosses gouttes est la présence d'une couleur rouge saturée dans l'arc-en-ciel principal. De nombreux arcs supplémentaires ont également des couleurs vives et directement, sans lacunes, jouxtent les principaux arcs-en-ciel. Plus les gouttelettes sont petites, plus l'arc-en-ciel est large et délavé avec un bord orange ou jaune. Les arcs supplémentaires sont plus éloignés les uns des autres et des principaux arcs-en-ciel. Ainsi, par l'apparition de l'arc-en-ciel, on peut estimer approximativement la taille des gouttes de pluie qui ont formé cet arc-en-ciel.

Le type d'arc-en-ciel dépend également de la forme des gouttes. En tombant dans les airs, les grosses gouttes sont aplaties et perdent leur sphéricité. Plus l'aplatissement des gouttelettes est fort, plus le rayon de l'arc-en-ciel qu'elles forment est petit.

Un arc-en-ciel céleste est un phénomène physique beau et en même temps complexe qui peut être observé après la pluie ou pendant le brouillard si le soleil brille. De nombreuses croyances et mythes anciens parmi différents peuples sont associés à l'arc-en-ciel, et en Russie, à l'époque, le temps en était prédit. Un arc-en-ciel étroit et haut annonçait le beau temps, et un arc-en-ciel large et bas annonçait le mauvais temps.

Un arc-en-ciel est un phénomène météorologique qui se produit dans le ciel. Il s'agit d'un immense arc, composé de différentes couleurs. Les arcs-en-ciel sont causés par une forte teneur en humidité dans l'air, qui se produit généralement après la pluie ou le brouillard. L'arc multicolore apparaît en raison de la réfraction de la lumière du soleil dans les gouttelettes d'eau, qui sont contenues dans l'atmosphère sous forme de vapeur. Les gouttelettes réfractent la lumière différemment selon la longueur d'onde de la lumière. Par exemple, le rouge a les longueurs d'onde les plus longues, donc cette couleur couronne le spectre de couleurs de l'arc-en-ciel, elle appartient à l'arc le plus large. Ensuite, la couleur rouge dans le spectre se transforme doucement en orange, puis en jaune, etc. La plus faible en termes de résistance à la déviation lors de la réfraction dans l'eau est le violet, ses ondes sont les plus courtes, donc l'observateur voit que cette couleur appartient à la plus courte arc de l'arc-en-ciel - l'intérieur. La méthode de décomposition de la lumière blanche du soleil en un spectre de couleurs est appelée "dispersion". Avec la dispersion, l'indice de réfraction de la lumière dépend de la longueur d'onde de l'onde lumineuse.En optique, le phénomène d'un arc-en-ciel est appelé "caustique". Une caustique est une ligne courbe de lumière de différentes formes, dans ce cas un demi-cercle ou un arc. Les rayons multicolores qui composent l'arc-en-ciel sont parallèles les uns aux autres, sans converger, vous pouvez donc observer la transition de couleur qui lui est inhérente tout au long de l'arc-en-ciel.Depuis l'enfance, tout le monde connaît des rimes et des dictons qui aident à se souvenir des couleurs de l'arc-en-ciel. Par exemple, chaque écolier connaît le dicton « chaque chasseur veut savoir où est assis le faisan ». Cependant, en fait, le spectre de couleurs de l'arc-en-ciel ne se compose pas de sept couleurs, il y en a beaucoup plus. Les couleurs primaires passent les unes dans les autres à travers un grand nombre de nuances et de couleurs intermédiaires.Il faut ajouter qu'une personne ne peut observer le phénomène d'un arc-en-ciel qu'au cours de la lumière du soleil. Il est impossible de voir l'arc-en-ciel et le luminaire en même temps, le soleil reste toujours derrière. De plus, plus l'observateur est haut (sur une colline ou dans un avion), plus la forme visible de l'arc-en-ciel se rapproche d'un cercle.

Pourquoi l'arc-en-ciel est-il rond et le dôme du ciel. POURQUOI UN ARC-EN-CIEL A-T-IL LA FORME D'ARC ?

Pourquoi l'arc-en-ciel est-il semi-circulaire ? Les gens se posent cette question depuis longtemps. Dans certains mythes africains, un arc-en-ciel est un serpent qui encercle la Terre dans un anneau. Mais maintenant, nous savons qu'un arc-en-ciel est un phénomène optique - le résultat de la réfraction des rayons lumineux dans les gouttelettes d'eau pendant la pluie. Mais pourquoi voit-on l'arc-en-ciel sous la forme d'un arc, et non, par exemple, sous la forme d'une bande verticale colorée ?

Bien sûr, l'arc-en-ciel d'une goutte est faible et, dans la nature, il est impossible de le voir séparément, car il y a beaucoup de gouttes dans le rideau de pluie. L'arc-en-ciel que nous voyons dans le ciel est formé de myriades de gouttes. Chaque goutte crée une série d'entonnoirs colorés imbriqués (ou cônes). Mais d'une seule goutte, un seul rayon coloré entre dans l'arc-en-ciel. L'œil de l'observateur est un point commun où les rayons colorés de nombreuses gouttes se croisent. Par exemple, tous les rayons rouges qui sortent de différentes gouttes, mais sous le même angle et frappent l'œil de l'observateur, forment un arc rouge de l'arc-en-ciel. Tous les rayons orange et autres colorés forment également des arcs. Par conséquent, l'arc-en-ciel est rond.

Nous sommes habitués à voir l'arc-en-ciel comme un arc. En fait, cet arc n'est qu'une partie d'un cercle multicolore. Dans son intégralité, ce phénomène naturel ne peut être observé qu'à haute altitude, par exemple depuis un avion.

Il existe un tel groupe de phénomènes optiques, appelé halo. Ils sont causés par la réfraction des rayons lumineux par de minuscules cristaux de glace dans les cirrus et les brouillards. Le plus souvent, des halos se forment autour du Soleil ou de la Lune. Voici un exemple d'un tel phénomène - un arc-en-ciel sphérique autour du Soleil :

Un arc-en-ciel est un phénomène atmosphérique. Elle apparaît dans le ciel avant ou après la pluie, on peut la voir près d'une cascade ou au-dessus des embruns d'une fontaine. Cela a l'air différent - cela peut être un arc, parfois sous la forme d'un cercle ou d'éclaboussures. Pour qu'un arc-en-ciel apparaisse après la pluie, la lumière du soleil est nécessaire.

Imaginez que l'arc-en-ciel est un rayon de soleil. Habituellement, les rayons du soleil sont invisibles, car ils sont diffusés par l'air. La lumière du soleil diurne est souvent qualifiée de blanche. En fait, la sensation de lumière blanche est causée par le mélange de couleurs telles que le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le cyan, l'indigo et le violet. Cette combinaison de couleurs s'appelle le spectre solaire et leur combinaison donne le blanc.
Feuillage vert, ciel bleu, couleurs vives de la nature - c'est toute la réfraction des rayons du soleil qui, traversant une fine couche de l'atmosphère, reflète les composants de la couleur blanche.
Le concept de composition spectrale du blanc a été introduit par Isaac Newton. Il a mené une expérience lorsqu'un faisceau d'une source lumineuse passait à travers une fente étroite, derrière laquelle une lentille était placée. De là, un faisceau de lumière a été redirigé vers un prisme, où il a été réfracté et désintégré en composants.
Rappelons qu'un prisme est un polyèdre à base dont les côtés forment une figure tridimensionnelle. Une goutte d'eau est un véritable prisme. En le traversant, le rayon du soleil est réfracté et se transforme en arc-en-ciel.
La lumière du soleil est divisée de différentes manières, car chaque longueur d'onde du spectre a sa propre longueur. Une caractéristique distinctive est le fait que deux observateurs proches verront chacun leur propre arc-en-ciel.
L'effet se produira du fait que les gouttes ne peuvent pas être les mêmes et que la disposition des couleurs, leur luminosité, la largeur des arcs arc-en-ciel dépendent directement de la taille et de la forme des gouttes.
Si vous voulez voir l'arc-en-ciel dans toute sa splendeur, vous avez besoin que le soleil brille sur votre dos. L'arc-en-ciel sera plus brillant et plus saturé si la lumière est réfractée à travers de grosses gouttes, si elles sont petites, les arcs seront plus larges, mais leur couleur sera moins brillante. Il arrive que lorsque les gouttes de pluie qui tombent s'aplatissent, dans ce cas le rayon de l'arc-en-ciel sera petit. Si les gouttes s'étirent en tombant, l'arc-en-ciel sera haut, mais ses couleurs sont pâles.

L'arc-en-ciel est l'un des phénomènes naturels les plus étonnants. Les gens réfléchissent depuis longtemps à l'essence de ce phénomène. L'arc-en-ciel est le compagnon de la pluie. Le moment de son apparition dépend du mouvement du nuage qui donne des averses. Un arc-en-ciel peut apparaître à la fois avant la pluie et pendant le processus de précipitation ou à la fin du processus.

Qu'est-ce qu'un arc-en-ciel ?
Un arc-en-ciel est généralement un arc coloré avec un rayon angulaire de 42°. L'arc est visible sur le fond d'un rideau de pluie ou de bandes de pluie qui n'atteignent pas toujours le sol. Un arc-en-ciel est observé dans ce côté du ciel, qui est opposé au soleil, alors que le soleil n'est pas couvert de nuages. Le plus souvent, de telles conditions sont créées en été, lors des pluies dites "champignons". Le centre de l'arc-en-ciel est le point antisolaire - ce point est diamétralement opposé au Soleil. Sept couleurs se distinguent dans l'arc-en-ciel, de plus, l'arc-en-ciel peut être vu près d'une fontaine ou d'une cascade, sur fond d'un rideau de gouttes provenant d'un système d'irrigation.

D'où vient l'étonnante lumière colorée provenant de l'arc-en-ciel ? La source d'un arc-en-ciel est la lumière du soleil décomposée en ses composants. Cette lumière traverse le firmament de telle manière qu'elle semble provenir de la partie du firmament opposée au soleil. Les principales caractéristiques de l'arc-en-ciel sont correctement expliquées par la théorie de Descartes-Newton créée il y a plus de 300 ans.

Un objet capable de diviser un faisceau de lumière en ses composants est appelé un "prisme". Si nous parlons de l'arc-en-ciel, le rôle du "prisme" est joué par les gouttes de pluie. Un arc-en-ciel est un large spectre courbe ou une bande de lignes colorées formées à la suite de la décomposition d'un faisceau de lumière traversant des gouttes de pluie. Les couleurs vont dans l'ordre suivant, si vous comptez du rayon extérieur au rayon intérieur (il est assez facile de se souvenir de ce spectre en apprenant une simple phrase acrostiche : "Chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan", ici la première lettre de chaque mot correspond à la première lettre de la couleur) :

L'un est rouge ;

Chasseur - Orange ;

Désirs - Jaune;

Savoir - Vert ;

Où - Bleu ;

Assis - Bleu;

Faisan - Violet.

Un arc-en-ciel peut être vu à un moment où le soleil brille en parallèle avec la douche. Pour le voir, il faut être strictement entre le Soleil et la pluie. Dans ce cas, le soleil devrait être derrière et la pluie devant.

Réponse rapide : Il y a 7 couleurs dans l'arc-en-ciel.

Qu'est-ce qu'un arc-en-ciel ? Il s'agit d'un phénomène optique qui peut être observé lorsque le Soleil (et dans certains cas la Lune) éclaire un grand nombre de gouttelettes d'eau (on parle de brouillard ou d'eau). L'arc-en-ciel est un cercle en forme d'arc, qui a sept couleurs du spectre : bleu, violet, vert, cyan, orange, jaune et rouge. Il est à noter que le Soleil au moment de l'observation de l'arc-en-ciel est toujours derrière l'observateur, il est donc impossible de les voir tous les deux en même temps, sauf à l'aide d'un équipement spécial.

D'où vient ce phénomène optique ? Il se produit à la suite de la réfraction de la lumière dans les gouttelettes d'eau qui flottent dans l'atmosphère. Les gouttelettes ont la capacité de dévier différemment la lumière de différentes couleurs. La couleur blanche se décompose en un spectre, entraînant une dispersion de la lumière - la réfraction d'une substance, en fonction de la fréquence ou de la vitesse de phase de la lumière. En gros, la couleur du soleil traverse les plus petites gouttelettes d'eau, se réfracte et est visible à l'œil humain sous plusieurs couleurs à la fois.

Il existe deux types d'arc-en-ciel - primaire et secondaire. Dans le premier cas, la lumière à l'intérieur de la goutte n'est réfléchie qu'une seule fois, les nuances dans ce cas sont assez lumineuses. Dans le second cas, la lumière est réfléchie deux fois et les couleurs que prennent nos yeux ne sont plus aussi vives. Il y a aussi un arc-en-ciel du troisième, et même du quatrième ordre, mais personne n'a observé ce miracle de la nature de ses propres yeux depuis plusieurs siècles maintenant.

Il convient de noter que les couleurs de l'arc-en-ciel sont disposées dans l'ordre qui correspond au spectre de la lumière visible. Pour se souvenir d'eux, dans certains pays, ils ont même inventé de telles rimes et phrases. La Russie ne fait pas exception. Dans notre pays, plusieurs phrases sont utilisées à la fois, les voici:

Une fois Jacques le sonneur a cassé une lanterne avec sa tête.

Chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan.

Mouton taupe, girafe, lièvre cousu maillots bleus.

Chaque designer veut savoir où télécharger Photoshop.

Qui sent la sonnerie cruelle du gong de la résistance à la fatalité ?

Le quark est entouré d'un rideau chaud de gluons qui créent des fluides.

Il est facile de deviner que la lettre initiale de chaque mot désigne la lettre initiale de la couleur :

Comme le rouge.

Une fois - orange.

Jack est jaune.

Le carillonneur est vert.

La tête est bleue.

Cassé - bleu.

Lanterne - violet.

Un arc-en-ciel est un phénomène naturel météorologique et optique étonnant et incroyablement beau. On peut l'observer principalement après la pluie, lorsque le soleil se lève. C'est la raison pour laquelle nous pouvons voir ce merveilleux phénomène dans le ciel, ainsi que distinguer les couleurs de l'arc-en-ciel, disposées dans l'ordre.

causes

Un arc-en-ciel apparaît du fait que la lumière provenant du soleil ou d'une autre source est réfractée en gouttelettes d'eau qui tombent lentement sur le sol. Avec leur aide, la lumière blanche "se casse", formant les couleurs de l'arc-en-ciel. Ils sont disposés dans l'ordre en raison des différents degrés de déviation de la lumière (par exemple, la lumière rouge est déviée de moins de degrés que le violet). De plus, un arc-en-ciel peut également apparaître à cause du clair de lune, mais il est très difficile pour nos yeux de le distinguer en basse lumière. Lors de la formation d'un cercle, qui est formé par le "pont céleste", le centre est toujours sur une ligne droite passant par le Soleil ou la Lune. Pour ceux qui observent ce phénomène depuis le sol, ce "pont" apparaît comme un arc. Mais plus le point de vue est élevé, plus l'arc-en-ciel est visible. Si vous l'observez depuis une montagne ou depuis les airs, il peut apparaître sous vos yeux sous la forme d'un cercle entier.

L'ordre des couleurs de l'arc-en-ciel

Beaucoup de gens connaissent une phrase qui permet de se souvenir de l'ordre dans lequel se trouvent les couleurs de l'arc-en-ciel. Pour ceux qui ne savent pas ou ne se souviennent pas, rappelons comment cette ligne sonne: "Chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan" (au fait, il existe maintenant de nombreux analogues de ce célèbre monostikha, plus moderne et parfois très drôle). Les couleurs de l'arc-en-ciel, dans l'ordre, sont le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet.

Ces couleurs ne changent pas leur emplacement, imprimant dans la mémoire la vue éternelle d'un phénomène aussi incroyablement beau. L'arc-en-ciel que nous voyons souvent est le principal. Lors de sa formation, la lumière blanche ne subit qu'une seule réflexion interne. Dans ce cas, le feu rouge est à l'extérieur, comme nous avons l'habitude de le voir. Cependant, un arc-en-ciel secondaire peut également se former. Il s'agit d'un phénomène assez rare dans lequel la lumière blanche est réfléchie deux fois dans les gouttelettes. Dans ce cas, les couleurs de l'arc-en-ciel sont déjà dans l'ordre dans le sens opposé (du violet au rouge). Dans ce cas, la partie du ciel qui se trouve entre ces deux arcs devient plus sombre. Dans les endroits où l'air est très pur, vous pouvez même observer un "triple" arc-en-ciel.

Arcs-en-ciel fantaisie

En plus de l'arc-en-ciel familier en forme d'arc, vous pouvez observer ses autres formes. Par exemple, on peut observer des arcs-en-ciel lunaires (mais il est difficile pour l'œil humain de les saisir, pour cela la lueur de la lune doit être très brillante), brumeux, annulaires (ces phénomènes ont déjà été évoqués plus haut) et même inversés. De plus, l'arc-en-ciel peut être observé en hiver. À cette période de l'année, il se produit parfois en raison de fortes gelées. Mais certains de ces phénomènes n'ont rien à voir avec les "ponts célestes". Très souvent confondu avec un arc-en-ciel (c'est le nom d'un anneau lumineux qui se forme autour d'un certain objet).

Un arc-en-ciel fera sourire n'importe qui ! Particulièrement grand, s'étendant sur tout le ciel. Ou un petit, niché dans une fontaine de table - si propre, apprivoisé. Qu'est-ce qui détermine la taille de l'arc-en-ciel et de quoi s'agit-il ? Lisez les info-bulles sur le diagramme pour le savoir.

1. Un arc-en-ciel est une illusion d'optique. Elle se produit lorsque des gouttelettes d'eau (pluie, brouillard ou embruns provenant d'une chute d'eau) sont illuminées par le soleil. Il y a aussi des arcs-en-ciel lunaires (l'un d'eux est sur la photo), ils peuvent être observés la nuit.

2. En entrant dans la goutte, la lumière est réfractée deux fois à la frontière de l'air et de l'eau et réfléchie par la paroi «arrière» de la goutte, revenant à un angle d'environ 42 degrés par rapport à la lumière. L'indice de réfraction de la lumière avec différentes longueurs d'onde est légèrement différent, de sorte que des rayons de différentes couleurs sortent de la gouttelette à des angles différents. Ainsi, la lumière blanche se transforme en arc-en-ciel.

3. L'illusion d'un arc-en-ciel est créée par ces gouttes qui apparaissent à l'intersection des rayons du soleil et de la ligne de mire de l'observateur. Tous les arcs-en-ciel du monde ont la même taille angulaire - 42 degrés.

4. Le rayon linéaire de l'arc-en-ciel dépend de la distance entre l'observateur et les gouttes d'eau. Par exemple, un arc-en-ciel qui apparaît à une distance de 5 mètres d'une personne aura un rayon d'environ 4,5 mètres (5 mètres multiplié par la tangente de 42°).

5. Le centre de l'arc-en-ciel est situé au point antisolaire - sur la ligne droite reliant l'observateur et le soleil. Le plan de l'arc-en-ciel est perpendiculaire à cette ligne. Le point antisolaire est imaginaire et peut être souterrain. À propos, par temps clair, le luminaire est capable de créer non seulement des effets illusoires, mais également des effets tout à fait tangibles, par exemple.

Les enfants croient qu'un arc-en-ciel est un objet tangible. Par exemple, une route le long de laquelle vous pouvez monter vers les nuages. Plus tard, les rêves d'enfance sont brisés par une science ennuyeuse, il s'avère que ni toucher l'arc-en-ciel ni marcher dessus ne fonctionnera. Mais vous pouvez mesurer sa taille !

Nous poursuivons la série de publications préparées par le blog interactif de vulgarisation scientifique « J'expliquerai en deux minutes ». Le blog parle de choses simples et complexes qui nous entourent au quotidien et ne soulèvent pas exactement de questions tant qu'on n'y pense pas. Par exemple, vous pouvez y découvrir combien de temps il faut pour voler vers Mars et pour quelles dates prendre des billets.

1. Rainbow est une illusion d'optique. Elle se produit lorsque des gouttelettes d'eau (pluie, brouillard ou embruns provenant d'une chute d'eau) sont illuminées par le soleil. Il y a aussi des arcs-en-ciel lunaires (l'un d'eux est sur la photo), ils peuvent être observés la nuit.

2. En pénétrant dans la gouttelette, la lumière est réfractée deux fois à l'interface air-eau et réfléchie par la paroi "arrière" de la gouttelette, revenant à un angle d'environ 42 degrés par rapport à la lumière. L'indice de réfraction de la lumière avec différentes longueurs d'onde est légèrement différent, de sorte que des rayons de différentes couleurs sortent de la gouttelette à des angles différents. Ainsi, la lumière blanche se transforme en arc-en-ciel.

5. Le centre de l'arc-en-ciel est situé au point antisolaire - sur la ligne droite reliant l'observateur et le soleil. Le plan de l'arc-en-ciel est perpendiculaire à cette ligne. Le point antisolaire est imaginaire et peut être souterrain. Soit dit en passant, par temps clair, le luminaire est capable de créer non seulement des effets illusoires, mais également des effets tout à fait tangibles, tels que des poches d'air.

L'image physique générale de l'arc-en-ciel a déjà été clairement décrite. Marc Antoine de Dominis(1611). Sur la base d'observations expérimentales, il est arrivé à la conclusion qu'un arc-en-ciel est obtenu à la suite de la réflexion sur la surface interne d'une goutte de pluie et d'une double réfraction - à l'entrée de la goutte et à la sortie de celle-ci.

René Descartes a donné une explication plus complète de l'arc-en-ciel dans son ouvrage "Meteors" dans le chapitre "On the Rainbow" (1635)

Isaac Newton dans le traité "Optique ou Traité des réflexions, réfractions, courbures et couleurs de la lumière" a complété la théorie de l'arc-en-ciel par rapport aux couleurs de l'arc-en-ciel et expliqué le mécanisme de formation d'un arc-en-ciel secondaire.

Une théorie complète de l'arc-en-ciel, prenant en compte la diffraction de la lumière, qui dépend du rapport entre la longueur d'onde de la lumière et la taille de la goutte, n'a été construite qu'au XIXe siècle. J.B. Érié(1836) et J. M. Perner (1897).

Newton a appelé le système de couleurs d'un rayon de soleil décomposé spectre- de lat. spectre - représentation, vision, fantôme.

Newton distingue 7 couleurs dans l'arc-en-ciel.
Le spectre multicolore de l'arc-en-ciel est continu !)

Pourquoi les couleurs de l'arc-en-ciel sont-elles disposées dans un ordre strict ??
Chaque faisceau coloré a son propre angle de rupture. Le violet, qui occupe la position la plus basse du spectre, a le plus petit angle.

Chacun de nous voit son propre arc-en-ciel "personnel".
Lorsque vous regardez un arc-en-ciel, vous voyez la lumière réfractée par certaines gouttes de pluie, et la personne debout à côté de vous regarde le même arc-en-ciel et voit la lumière réfléchie par d'autres gouttes de pluie.

Le centre du cercle décrit par l'arc-en-ciel, se trouve sur une ligne droite passant par l'observateur et le Soleil, et le Soleil est toujours derrière l'observateur.

Quel est le rayon de l'arc-en-ciel ?
Un arc-en-ciel est un effet optique résultant de la réfraction de la lumière du soleil dans des gouttes d'humidité atmosphérique.
Ces gouttes peuvent être situées à différentes distances de nous. Il est calculé que la hauteur de l'arc-en-ciel est d'environ 0,9 de la distance de l'œil de l'observateur. Puisque nous voyons l'arc-en-ciel comme un demi-cercle, cette valeur peut être considérée comme le rayon d'un cercle imaginaire dans lequel l'arc-en-ciel pourrait être fermé.

Un arc-en-ciel a-t-il un début et une fin ?
Dans des conditions idéales, en avion ou depuis une haute montagne, on peut voir l'arc-en-ciel comme une courbe fermée qui entoure un point diamétralement opposé au Soleil.

Alors que le soleil monte plus haut 42 degrés au-dessus de l'horizon, l'arc-en-ciel n'est pas visible depuis la surface de la Terre.

luminosité arc-en-ciel dépend de la quantité de gouttes de pluie. S'ils sont grands (1-2 mm de diamètre), l'arc-en-ciel est très brillant.

Double arc en ciel
en raison du fait que les rayons du soleil sont réfléchis deux fois dans des gouttes qui sont au-dessus des gouttes qui forment un arc-en-ciel ordinaire. Dans ce cas, l'arc-en-ciel supérieur est toujours moins brillant que le principal et les couleurs qu'il contient sont disposées dans l'ordre inverse.
Moins courant est un triple et même un arc-en-ciel de quatre arcs !
Dans ce cas, les arcs-en-ciel supplémentaires sont situés uniquement au-dessus de la partie centrale des arcs-en-ciel principaux et disparaissent lorsque ces derniers se déplacent vers une position verticale.

La distance entre deux arcs-en-ciel s'appelle La séquence sombre d'Alexandre. Il porte le nom de l'ancien philosophe grec Alexandre d'Aphrodisias, qui a décrit ce phénomène pour la première fois en 200 av. UN D

Arc-en-ciel de nuit - Arc-en-ciel de lune
Un arc-en-ciel lunaire est une réfraction rare du clair de lune. Nous voyons cet arc-en-ciel comme blanc, même si toutes les couleurs sont présentes.

arc-en-ciel ardent- une des variétés de "halo" - un effet optique sous la forme d'un anneau lumineux autour du soleil, qui apparaît principalement dans la région des cirrus : de petits morceaux de glace réfléchissent la lumière incidente et "enflamment" les nuages, peignant les de différentes couleurs.

L'arc-en-ciel est l'un des rares phénomènes naturels que l'homme a appris à reproduire.
arcs-en-ciel artificiels peut être vu à côté des cascades et des fontaines. Elles apparaissent sur le fond des plus petites gouttelettes pulvérisées par l'installation.

Calculs selon les formules de la théorie de la diffraction, effectués pour des gouttes de différentes

taille, a montré que toute la vue de l'arc-en-ciel - la largeur des arcs, la présence, l'emplacement et

la luminosité des tons de couleur individuels, la position des arcs supplémentaires est très forte

dépend de la taille des gouttes de pluie. Voici les principales caractéristiques de l'extérieur

type arc-en-ciel pour les gouttes de différents rayons.

Rayon de chute 0,5-1 mm. Le bord extérieur de l'arc-en-ciel principal est brillant,

rouge foncé, suivi d'un rouge clair, puis toutes les couleurs de l'arc-en-ciel alternent.

Le violet et le vert semblent particulièrement brillants. Il existe de nombreux arcs supplémentaires (jusqu'à

cinq), ils alternent des tons violet-rose avec du vert. Arcs supplémentaires

directement adjacent aux principaux arcs-en-ciel.

Rayon de chute 0,25 mm. Le robinet rouge de l'arc-en-ciel s'est affaibli. Autres couleurs

sont encore visibles. Plusieurs arcs supplémentaires violet-rose sont remplacés

vert.

Rayon de chute 0,10-0,15 mm. Il n'y a plus de rouge dans l'arc-en-ciel principal.

Le bord extérieur de l'arc-en-ciel est orange. Le reste de l'arc-en-ciel est bien mis en valeur.

Les arcs supplémentaires deviennent de plus en plus jaunes. Entre eux et entre les principaux

arc-en-ciel et les premières lacunes supplémentaires sont apparues.

Rayon de chute 0,04-0,05 mm. L'arc-en-ciel est devenu sensiblement plus large et plus pâle, extérieur

son bord est jaune pâle. La couleur la plus brillante est le violet. Première

l'arc supplémentaire est séparé de l'arc-en-ciel principal par un espace assez large,

sa couleur est blanchâtre, légèrement verdâtre et blanc-violet.

Rayon de chute 0,03 mm. L'arc-en-ciel principal est encore plus large avec de très faibles

bord légèrement jaunâtre, contient des rayures blanches séparées.

Rayon des gouttelettes 0,025 mm ou moins. L'arc-en-ciel est complètement blanc. Elle est sur

deux fois plus large qu'un arc-en-ciel ordinaire et a l'apparence d'une bande blanche brillante. en elle

il peut y avoir des arcs de couleur supplémentaires, initialement bleu pâle ou vert,

puis rouge blanchâtre.

Ainsi, par l'apparition de l'arc-en-ciel, on peut estimer approximativement la taille des gouttes de pluie,

qui a formé cet arc-en-ciel. En général, plus les gouttes de pluie sont grosses, meilleur est l'arc-en-ciel.

s'avère plus étroit et plus brillant, particulièrement caractéristique des grosses gouttes est

la présence de rouge saturé dans l'arc-en-ciel principal. Nombreux

arcs supplémentaires ont également des couleurs vives et directement, sans

vides adjacents aux principaux arcs-en-ciel. Plus les gouttes sont petites, plus l'arc-en-ciel

s'élargit et s'estompe avec un bord orange ou jaune.

Le type d'arc-en-ciel dépend également de la forme des gouttes. En tombant dans les airs, de grosses gouttes

s'aplatissent, perdent leur sphéricité. La section verticale de ces gouttes

s'approchant d'une ellipse. Les calculs ont montré que l'écart minimum du rouge

rayons traversant des gouttes aplaties de rayon 0,5 mm est de 140°.

Par conséquent, la taille angulaire de l'arc rouge ne sera pas de 42°, mais seulement de 40°. Pour plus

grosses gouttes, par exemple avec un rayon de 1,0 mm, l'écart minimum du rouge

rayons seront de 149°, et l'arc rouge de l'arc-en-ciel aura une taille de 31°, au lieu de

42°. Ainsi, plus l'aplatissement des gouttelettes est fort, plus le rayon est petit

l'arc-en-ciel qu'ils forment.

Le "secret" des arcs supplémentaires a été résolu !

A. Fraser, ayant considéré simultanément l'influence de la taille et de la forme des gouttes sur l'apparence

arc-en-ciel, a réussi à révéler le "secret" de l'apparition d'arcs supplémentaires. Dès que

on a dit que la diminution de la taille des gouttelettes prédominantes et l'aplatissement des gros

agir dans des directions opposées. Qu'est-ce qui prévaudra ? Quand et quoi

l'influence prévaudra-t-elle ?

Une illustration claire de l'interaction des deux facteurs et de leur influence conjointe

le genre d'arc-en-ciel sont pic. 3 un et b compilé par A. Fraser,

sur la base de calculs : ces chiffres montrent la distribution d'intensité

lumière dans l'arc-en-ciel principal et arcs supplémentaires, en fonction de la taille des gouttelettes.

Surface ondulée complexe au premier plan (Fig. 3 un)

composé de nombreuses courbes individuelles. Chaque courbe donne une distribution

et l'intensité de la lumière dans un arc-en-ciel à partir d'une seule goutte. Chaque cinquième courbe est dessinée

plus épais, les chiffres de droite indiquent le rayon de la goutte correspondant à la courbe, en

millimètres. Toutes les courbes commencent à gauche avec une très faible intensité (en dehors

arcs-en-ciel), puis remontent rapidement jusqu'à un maximum entre 138° et 139° (le premier

arc en ciel). La crête suivante à droite est le premier arc supplémentaire, suivi du deuxième

arc supplémentaire, etc. La distance entre les arcs, comme on peut le voir sur la figure,

diminue rapidement avec l'augmentation du rayon des gouttelettes. C'est l'effet du premier facteur.

L'arc-en-ciel devient plus étroit à mesure que la taille des gouttelettes augmente.

La courbe supérieure S est le résultat de l'addition des contributions des gouttelettes de toutes tailles.

Il caractérise la répartition de l'intensité lumineuse dans l'arc-en-ciel final,

que nous voyons.

137 138 139 140 141 142

Distance angulaire du Soleil

137 138 139 140 141 142

Distance angulaire du Soleil

Riz. 3. Répartition de l'intensité lumineuse dans l'arc-en-ciel principal et supplémentaire

arcs en fonction de la taille des gouttelettes.

a - sans tenir compte de l'aplatissement des gouttes ; b - en tenant compte de l'aplatissement des gouttes. S-

courbe totale.

Dans la figure 3 b les mêmes courbes sont représentées, mais maintenant l'influence de l'aplatissement est prise en compte

gouttes, plus elles sont fortes, plus les gouttes sont grosses. Courbes individuelles pour grandes

les gouttelettes aplaties sont décalées vers des angles d'écart minimaux plus grands par rapport à

Soleil (ou, ce qui revient au même, dans le sens des rayons décroissants des arcs-en-ciel), et par conséquent

toute la surface ondulée s'est avérée incurvée vers la droite (individuelle

les maxima sont allés vers la droite). Cela a conduit au fait que sur le total résultant

la courbe est apparue, en plus de l'arc-en-ciel principal, des arcs supplémentaires, sur les coins

distances du Soleil : le premier -140,5°, le second -141,3°, le troisième - 142,4°,

le quatrième est de 142,5°.

Des arcs supplémentaires ne sont visibles que près du sommet de l'arc-en-ciel principal, car ils

formé uniquement par des rayons verticaux ou proches d'eux qui ont traversé

sections elliptiques de gouttes.

Les calculs sont indiqués, mais cela peut également être vu dans la Fig. 3 b, Quel

De plus, les arcs sont créés principalement par des gouttes dont la taille varie de 0,2 à 0,3 mm.

Des gouttes plus grandes et plus petites donnent des maxima qui se chevauchent.

ami et trop loin de l'arc-en-ciel principal (ils vont vers la droite). arcs en ciel

les gouttes d'un diamètre de 0,2 à 0,3 mm occupent une position préférentielle, car

leurs sommets n'ont pas bougé. Ainsi, on peut conclure que

des arcs supplémentaires sont visibles si, lors d'une forte pluie, ils sont présents de manière significative,

le nombre de gouttes avec un rayon de 0,25 mm et quelques gouttes plus grosses qui lubrifient

image. Par conséquent, les arcs supplémentaires sont plus souvent visibles et les plus colorés ne sont pas très brillants.

fortes averses estivales. Ils apparaissent également sur fond d'un voile de

de minuscules gouttelettes se forment lorsque l'eau est pulvérisée dans l'irrigation

installations.

Est-il possible de voir tout le cercle de l'arc-en-ciel ? De la surface de la terre, nous pouvons observer

un arc-en-ciel au mieux en forme de demi-cercle quand le Soleil est au

horizon. Lorsque le Soleil se lève, l'arc-en-ciel passe sous l'horizon. Le premier arc-en-ciel peut être

voir à des hauteurs du Soleil plus de 42 °, et deuxième - plus de 50 °. D'un avion, et

mieux depuis un hélicoptère (plus de vue), vous pouvez regarder l'arc-en-ciel sous la forme d'un cercle entier !

La description d'un tel arc-en-ciel circulaire (lui et l'arc-en-ciel, c'est-à-dire l'arc, est déjà gênant

nom!) a été placé dans le journal "Nature". Elle a été vue par les passagers de l'avion,

volant dans la région de Novossibirsk à une altitude de 1000 m.

Polarisation de la lumière arc-en-ciel. La lumière de l'arc-en-ciel se caractérise par une luminosité inhabituellement élevée

degré de polarisation. Dans le premier arc-en-ciel, il atteint 90 %, dans le second, environ 80 %. À

C'est facile à voir si vous regardez l'arc-en-ciel à travers un prisme polarisant.

Nicolas. Aux petits angles de rotation du prisme, l'arc-en-ciel disparaît complètement.

Arc-en-ciel sans pluie ?

Existe-t-il des arcs-en-ciel sans pluie ou sans traînées de pluie ? Il s'avère qu'il y a

dans le laboratoire. Les arcs-en-ciel artificiels ont été créés par réfraction

lumière dans une goutte en suspension d'eau distillée, d'eau avec du sirop, ou

huile claire. La taille des gouttelettes variait de 1,5 à 4,5 mm. grosses gouttes

étirés sous l'action de la gravité, et leur section transversale dans le sens vertical

avion était une ellipse. Lorsque la goutte est éclairée par un faisceau d'hélium

laser au néon (avec une longueur d'onde de 0,6328 μm), non seulement le premier et

le deuxième de l'arc-en-ciel, mais aussi les troisième et quatrième extraordinairement brillants, centrés autour

source de lumière (dans ce cas, un laser). Parfois, j'ai même réussi à obtenir

cinquième et sixième arcs-en-ciel. Ces arcs-en-ciel, comme le premier et le second, la gerbe était de côté,

opposé à la source.

Ainsi, une goutte a créé tant d'arcs-en-ciel ! Certes, ces arcs-en-ciel n'étaient pas

iridescent. Tous étaient de la même couleur, rouge, car ils n'étaient pas formés de blanc

source de lumière, mais un faisceau rouge monochromatique.

arc-en-ciel brumeux

Dans la nature, il y a des arcs-en-ciel blancs, qui ont été mentionnés ci-dessus. Ils apparaissent

lorsqu'il est éclairé par les rayons du soleil, un léger brouillard composé de gouttelettes

avec un rayon de 0,025 mm ou moins. Ils sont appelés arcs-en-ciel brumeux. En plus du principal

arcs-en-ciel sous la forme d'un arc blanc brillant avec un bord jaunâtre à peine visible

on observe parfois des arcs supplémentaires colorés : bleu très faible ou

arc vert puis rouge blanchâtre.

Un arc-en-ciel blanc d'apparence similaire peut être vu lorsqu'un faisceau de projecteur

situé derrière vous éclaire une brume intense ou un léger brouillard devant vous.

tu. Même un réverbère peut créer, bien qu'un très faible arc-en-ciel blanc,

visible sur le fond sombre du ciel nocturne.

arcs-en-ciel de lune

Comme les arcs-en-ciel solaires, des arcs-en-ciel lunaires peuvent également se produire. Ils sont plus faibles et

apparaissent à la pleine lune. Les arcs-en-ciel lunaires sont plus rares que

ensoleillé. Pour leur apparition, une combinaison de deux conditions est nécessaire: complète

La lune non obscurcie par les nuages et la chute des pluies torrentielles ou ses stries

(n'atteignant pas la Terre). Averses dues à la convection diurne

mouvements d'air, tombent beaucoup moins souvent la nuit.

Les arcs-en-ciel lunaires peuvent être observés partout dans le monde où

les deux conditions ci-dessus.

Arcs-en-ciel solaires diurnes, même formés par les très petites gouttes de pluie

ou brouillard, tout à fait blanchâtre, léger, et pourtant leur bord extérieur au moins

faiblement, mais de couleur orange ou jaune. Arcs-en-ciel formés par la lune

rayons, ne justifient pas du tout leur nom, car ils ne sont pas irisés et

ressemblent à des arcs légers, complètement blancs.

L'absence de couleur rouge dans les arcs-en-ciel lunaires même avec de grosses gouttes de pluie

les précipitations s'expliquent par le faible niveau d'éclairage la nuit, dans lequel complètement

la sensibilité de l'œil aux rayons rouges est perdue. Autre couleur

les rayons de l'arc-en-ciel perdent également une grande partie de leur tonalité de couleur en raison de

achromaticité (non colorée) vision nocturne humaine.

Ministère de l'enseignement général et professionnel de la Fédération de Russie

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