Zašto je duga u obliku luka? Dodajte svoju cijenu u bazu podataka Komentirajte. Početak u znanosti Koliki je polumjer duge

Ljudi već dugo postavljaju ovo pitanje. U nekim afričkim mitovima, duga je zmija koja okružuje zemlju u prstenu. Ali sada znamo da je duga optički fenomen - rezultat loma svjetlosnih zraka u kapljicama vode tijekom kiše. Ali zašto vidimo dugu u obliku luka, a ne, na primjer, u obliku okomite obojene pruge?

Oblik duge određen je oblikom kapljica vode u kojima se sunčeva svjetlost lomi. I kapljice vode su manje-više sferne (okrugle. Prolazeći kroz kap i lomeći se u njoj, snop bijele sunčeve svjetlosti pretvara se u niz obojenih lijevka umetnutih jedan u drugi, okrenutih prema promatraču. Vanjski lijevak je crvene, narančaste boje , u nju se umetne žuta, dalje ide zelena itd., završava unutarnjom ljubičastom, tako da svaka pojedina kap tvori cijelu dugu.
Naravno, duga iz jedne kapi je slaba, a u prirodi ju je nemoguće vidjeti odvojeno, jer u zavjesi kiše ima mnogo kapi. Duga koju vidimo na nebu formirana je od mirijada kapi. Svaka kap stvara niz obojenih lijevka (ili čunjeva) ugniježđenih jedan u drugi. Ali samo jedna obojena zraka ulazi u dugu iz jedne kapi. Oko promatrača je zajednička točka u kojoj se sijeku obojene zrake iz mnogih kapi. kapi, ali pod istim kutom i padajući u oko promatrača, formiraju crveni luk duge.Sve narančaste i druge obojene zrake također tvore lukove.Dakle, duga je okrugla.



Navikli smo gledati dugu kao luk. Zapravo, ovaj luk je samo dio višebojnog kruga. U cijelosti se ovaj prirodni fenomen može promatrati samo na velikoj visini, na primjer, iz zrakoplova.

Kad posljednje kapi kiše padnu na zemlju, a na nebu se pojavi duga, vi, gledajući je, pomislite: zašto se to događa? Odakle na nebu prekrasan luk raznobojnih pruga? Znanost fizike, koja vam je već više puta dala odgovore na mnoga teška pitanja, pomoći će odgovoriti na ovo pitanje.

Duga je izvanredan fenomen prirode. I iako je viđamo dosta često, svaki put se radujemo njenom izgledu i ljepoti. Duga se pojavljuje čim oblak počne odlaziti, a sunce zauzima svoje mjesto na nebu. Ispada da je neko vrijeme kiša ljudima vidljiva kao "izvana". Sunčeve zrake osvjetljavaju kišni oblak i, prolazeći kroz kišne kapi, mijenjaju njihovu boju. Činjenica je da sunčeve zrake nisu nimalo bijele i iste, kako nam se čini. Sve su različite duljine, a svaka dužina ima svoju "boju". Zato nam duga izgleda tako šareno.

Ali dugina boja je svijetla, a ponekad i jedva primjetna. A ovisi o veličini kišnih kapi. Ako su kapi velike, dugine boje će biti svijetle. Ako je mali, nebeski luk će biti slabo vidljiv. U prošlosti ljudi nisu mogli objasniti pojavu duge. I bilo je teško pronaći osobu koja bi prema njoj ostala ravnodušna. Jer postoji toliko mnogo legendi i vjerovanja povezanih s dugom. Stari Slaveni, gledajući u dugu, predviđali su vrijeme. Ako je duga bila niska i široka, ljudi su očekivali loše vrijeme. I visoka i uska - obećavala je dobro vrijeme.

U Engleskoj se smatra dobrim znakom vidjeti dugu i odmah zaželiti želju. A u Irskoj danas vjeruju da se na mjestu gdje se duga lijepi za zemlju nalazi blago sa zlatom. Naravno, vi ste prilično razumna osoba i ne vjerujete u zlatna blaga. I razumiješ da je nemoguće doći do mjesta gdje duga dodiruje tlo.

Pitate li se zašto vidimo samo dio duge? Razgovarajmo o tome. Vjerojatno ste već primijetili da ne možete istodobno promatrati i sunce i dugu. Uostalom, duga je odraz sunčevih zraka. Sa zemlje je vidljiv samo dio nebeskog luka. Ali što se čovjek više uzdigne, na primjer, na planinu, to će duga više izgledati kao krug. A s prozora aviona jednog dana ćete moći vidjeti okruglu dugu!

Zašto je duga polukružna? Ljudi već dugo postavljaju ovo pitanje. U nekim afričkim mitovima, duga je zmija koja okružuje Zemlju u prstenu. Ali sada znamo da je duga rezultat loma svjetlosnih zraka u kapljicama vode tijekom kiše. Ali zašto vidimo dugu u obliku luka, a ne, na primjer, u obliku okomite obojene pruge?

Dvije osobe koje stoje jedna pored druge vide svaka svoju dugu! Jer u svakom trenutku duga nastaje lomom sunčevih zraka u novim i novim kapima. Kapi kiše padaju. Mjesto pale kapljice zauzima druga i uspijeva poslati svoje obojene zrake u dugu, a za njom sljedeća i tako dalje.

Vrsta duge - širina lukova, prisutnost, položaj i svjetlina pojedinih tonova boja, položaj dodatnih lukova - vrlo ovisi o veličini kišnih kapi. Što su kapi kiše veće, duga je uža i svjetlija. Karakteristično za velike kapi je prisutnost zasićene crvene boje u glavnoj dugi. Brojni dodatni lukovi također imaju svijetle boje i izravno, bez praznina, graniče s glavnim dugama. Što su kapljice manje, duga je šira i izblijedjela s narančastim ili žutim rubom. Dodatni lukovi su dalje udaljeni i jedan od drugog i od glavnih duga. Dakle, po izgledu duge može se približno procijeniti veličina kišnih kapi koje su formirale ovu dugu.

Vrsta duge također ovisi o obliku kapi. Prilikom pada u zrak, velike kapi se spljošte i gube svoju sferičnost. Što je jače spljoštenje kapljica, to je manji polumjer duge.

Nebeska duga je lijepa i ujedno složena fizička pojava koja se može promatrati nakon kiše ili za vrijeme magle ako sja sunce. Mnogo je drevnih vjerovanja i mitova među različitim narodima povezano s dugom, a u Rusiji se u starim danima vrijeme predviđalo po njoj. Uska i visoka duga nagovještavala je lijepo vrijeme, a široka i niska najavljivala je loše vrijeme.

Duga je meteorološki fenomen koji se javlja na nebu. Ovo je ogroman luk, koji se sastoji od različitih boja. Duge su uzrokovane visokim sadržajem vlage u zraku, što se obično javlja nakon kiše ili magle. Višebojni luk pojavljuje se zbog loma sunčeve svjetlosti u kapljicama vode, koje se nalaze u atmosferi u obliku pare. Kapljice različito lome svjetlost ovisno o valnoj duljini svjetlosti. Na primjer, crvena ima najduže valne duljine, pa ova boja kruni spektar boja duge, pripada najširem luku. Tada crvena boja u spektru glatko prelazi u narančastu, zatim u žutu, itd. Najslabija u smislu otpora na skretanje tijekom loma u vodi je ljubičasta, njezini valovi su najkraći, pa promatrač vidi da ova boja spada u najkraću boju. dugin luk - unutarnji . Metoda razlaganja bijele sunčeve svjetlosti u spektar boja naziva se "disperzija". Kod disperzije indeks loma svjetlosti ovisi o valnoj duljini svjetlosnog vala.U optici se pojava duge naziva "kaustika". Kaustika je svjetlosna krivulja različitih oblika, u ovom slučaju polukrug ili luk. Raznobojne zrake koje čine dugu idu paralelno jedna s drugom, a ne konvergiraju se, tako da možete promatrati prijelaz boja koji mu je svojstven u cijeloj dugi. Od djetinjstva svi znaju rime i izreke koje pomažu zapamtiti boje duge. Na primjer, svaki školarac zna izreku "svaki lovac želi znati gdje fazan sjedi". Međutim, u stvari, spektar boja duge ne sastoji se od sedam boja, ima ih mnogo više. Primarne boje prelaze jedna u drugu kroz veliki broj nijansi i međuboja.Treba dodati da čovjek može promatrati fenomen duge samo na sunčevom svjetlu. Nemoguće je vidjeti dugu i svjetiljku u isto vrijeme, sunce uvijek ostaje iza. Štoviše, što je promatrač viši (na brdu ili u avionu), to se vidljivi oblik duge više približava krugu.

Zašto je duga okrugla, a kupola neba. ZAŠTO DUGA IMA OBLIK LUKA?

Zašto je duga polukružna? Ljudi već dugo postavljaju ovo pitanje. U nekim afričkim mitovima, duga je zmija koja okružuje Zemlju u prstenu. Ali sada znamo da je duga optički fenomen - rezultat loma svjetlosnih zraka u kapljicama vode tijekom kiše. Ali zašto vidimo dugu u obliku luka, a ne, na primjer, u obliku okomite obojene pruge?

Oblik duge određen je oblikom kapljica vode u kojima se sunčeva svjetlost lomi. I kapljice vode su manje-više sferne (okrugle). Prolazeći kroz kap i prelamajući se u njoj, snop bijele sunčeve svjetlosti pretvara se u niz obojenih lijevka umetnutih jedan u drugi, okrenutih prema promatraču. Vanjski lijevak je crven, u njega je umetnuta narančasta, žuta, zatim dolazi zelena itd., završavajući unutarnjom ljubičastom. Tako svaka pojedina kap tvori cijelu dugu.

Naravno, duga iz jedne kapi je slaba, a u prirodi ju je nemoguće vidjeti odvojeno, jer u zavjesi kiše ima mnogo kapi. Duga koju vidimo na nebu formirana je od mirijada kapi. Svaka kap stvara niz ugniježđenih lijevka u boji (ili čunjeva). Ali iz jedne kapi samo jedna obojena zraka ulazi u dugu. Oko promatrača uobičajena je točka u kojoj se sijeku obojene zrake iz mnogih kapi. Na primjer, sve crvene zrake koje izlaze iz različitih kapi, ali pod istim kutom i pogađaju promatračevo oko, tvore crveni dugin luk. Sve narančaste i druge obojene zrake također tvore lukove. Stoga je duga okrugla.

Dvije osobe koje stoje jedna pored druge vide svaka svoju dugu! Jer u svakom trenutku duga nastaje lomom sunčevih zraka u novim i novim kapima. Kapi kiše padaju. Mjesto pale kapljice zauzima druga i uspijeva poslati svoje obojene zrake u dugu, a za njom sljedeća i tako dalje.

Vrsta duge - širina lukova, prisutnost, položaj i svjetlina pojedinih tonova boja, položaj dodatnih lukova - vrlo ovisi o veličini kišnih kapi. Što su kapi kiše veće, duga je uža i svjetlija. Karakteristično za velike kapi je prisutnost zasićene crvene boje u glavnoj dugi. Brojni dodatni lukovi također imaju svijetle boje i izravno, bez praznina, graniče s glavnim dugama. Što su kapljice manje, duga je šira i izblijedjela s narančastim ili žutim rubom. Dodatni lukovi su dalje udaljeni i jedan od drugog i od glavnih duga. Dakle, po izgledu duge može se približno procijeniti veličina kišnih kapi koje su formirale ovu dugu.

Vrsta duge također ovisi o obliku kapi. Prilikom pada u zrak, velike kapi se spljošte i gube svoju sferičnost. Što je jače spljoštenje kapljica, to je manji polumjer duge.

Navikli smo gledati dugu kao luk. Zapravo, ovaj luk je samo dio višebojnog kruga. U cijelosti se ovaj prirodni fenomen može promatrati samo na velikoj visini, na primjer, iz zrakoplova.

Postoji takva skupina optičkih pojava, koja se naziva halo. Oni su uzrokovani lomom svjetlosnih zraka od sićušnih kristala leda u oblacima i magli. Najčešće se aureole formiraju oko Sunca ili Mjeseca. Evo primjera takvog fenomena - sferne duge oko Sunca:

Duga je atmosferski fenomen. Pojavljuje se na nebu prije ili poslije kiše, može se vidjeti u blizini vodopada ili iznad prskanja na fontani. Izgleda drugačije - može biti luk, ponekad u obliku kruga ili prskanja. Da bi se duga pojavila nakon kiše, potrebna je sunčeva svjetlost.

Zamislite da je duga jedna zraka sunca. Obično su sunčeve zrake nevidljive, jer se raspršuju zrakom. Dnevna sunčeva svjetlost često se naziva bijela. Zapravo, osjećaj bijele svjetlosti nastaje miješanjem boja kao što su crvena, narančasta, žuta, zelena, cijan, indigo i ljubičasta. Ova kombinacija boja naziva se solarni spektar, a njihova kombinacija daje bijelu boju.
Zeleno lišće, plavo nebo, svijetle boje prirode - sve je to lom sunčevih zraka, koje, prolazeći kroz tanak sloj atmosfere, odražavaju sastavne dijelove bijele boje.
Koncept spektralnog sastava bijele boje uveo je Isaac Newton. Proveo je pokus kada je snop iz izvora svjetlosti prošao kroz uski prorez, iza kojeg je bila postavljena leća. Iz nje je snop svjetlosti preusmjeren na prizmu, gdje se lomio i raspadao na komponente.
Zapamtite da je prizma poliedar s bazom, čije stranice čine trodimenzionalni lik. Kap vode je prava prizma. Prolazeći kroz njega, sunčeva zraka se lomi i pretvara u dugu.
Sunčeva svjetlost se dijeli na različite načine, jer svaka valna duljina spektra ima svoju duljinu. Posebnost je činjenica da će dva obližnja promatrača vidjeti svaki svoju dugu.
Učinak će se dogoditi zbog činjenice da kapljice ne mogu biti iste, a raspored boja, njihova svjetlina, širina duginih lukova izravno ovise o veličini i obliku kapi.
Ako želite vidjeti dugu u punom sjaju, potrebno vam je da sunce obasja vaša leđa. Duga će biti svjetlija i zasićenija ako se svjetlost lomi kroz velike kapi, ako su male, lukovi će biti širi, ali će im boja biti manje svijetla. Događa se da kada padaju kišne kapi postanu spljoštene, u ovom slučaju će polumjer duge biti mali. Ako se kapljice rastežu prilikom pada, tada će duga biti visoka, ali su joj boje blijede.

Duga je jedan od najnevjerojatnijih prirodnih fenomena. Ljudi su dugo razmišljali o suštini ovog fenomena. Duga je pratilac kiše. Vrijeme njegove pojave ovisi o kretanju oblaka koji daje pljuskove. Duga se može pojaviti i prije kiše, i u procesu oborina, ili na kraju procesa.

Što je duga?
Duga je obično obojeni luk s kutnim radijusom od 42°. Luk je vidljiv na pozadini kišne zavjese ili kišnih traka koje ne dosežu uvijek tlo. Na onoj strani neba, koja je suprotna suncu, uočava se duga, dok sunce nije prekriveno oblacima. Najčešće se takvi uvjeti stvaraju ljeti, za vrijeme takozvanih "gljivarskih" kiša. Središte duge je antisolarna točka - ova točka je dijametralno suprotna od Sunca. U dugi se razlikuje sedam boja, osim toga, duga se može vidjeti u blizini fontane ili vodopada, na pozadini zavjese od kapi iz sustava za navodnjavanje.

Odakle dolazi nevjerojatna šarena svjetlost koja dolazi iz duge? Izvor duge je sunčeva svjetlost razložena na svoje komponente. Ova svjetlost putuje nebeskim svodom na takav način da se čini da dolazi iz dijela nebeskog svoda koji je suprotan Suncu. Glavne značajke duge ispravno su objašnjene Descartes-Newtonovom teorijom stvorenom prije više od 300 godina.

Objekt koji je sposoban podijeliti snop svjetlosti na svoje komponente naziva se "prizma". Ako govorimo o dugi, tada ulogu "prizme" igraju kišne kapi. Duga je veliki zakrivljeni spektar ili traka obojenih linija nastala kao rezultat razgradnje snopa svjetlosti koji prolazi kroz kišne kapi. Boje idu sljedećim redoslijedom, ako brojite od vanjskog radijusa do unutarnjeg (prilično je lako zapamtiti ovaj spektar učenjem jednostavne akrostihove fraze: "Svaki lovac želi znati gdje sjedi fazan", ovdje je prvo slovo svake riječi odgovara prvom slovu boje):

Jedna je Crvena;

Lovac - Naranča;

Želje - Žuta;

Znati - Zeleno;

Gdje - Plava;

Sjedeći - Plavi;

Fazan - ljubičasta.

Duga se može vidjeti u vrijeme kada Sunce sja paralelno s pljuskom. Da biste to vidjeli, morate biti strogo između Sunca i kiše. U ovom slučaju Sunce bi trebalo biti iza, a kiša bi trebala biti ispred.

Brzi odgovor: Duga ima 7 boja.

Što je duga? Riječ je o optičkom fenomenu koji se može promatrati kada Sunce (a u nekim slučajevima i Mjesec) obasjava veliki broj kapljica vode (govorimo o magli ili vodi). Duga je krug u obliku luka, koji ima sedam boja spektra: plavu, ljubičastu, zelenu, cijan, narančastu, žutu i crvenu. Vrijedi napomenuti da je Sunce u trenutku promatranja duge uvijek iza promatrača, pa je nemoguće vidjeti oboje u isto vrijeme, osim uz pomoć posebne opreme.

Odakle dolazi ovaj optički fenomen? Nastaje kao posljedica loma svjetlosti u kapljicama vode koje plutaju u atmosferi. Kapljice imaju sposobnost da različito odbijaju svjetlost različitih boja. Bijela boja se razlaže u spektar, što rezultira disperzijom svjetlosti – lomom tvari, ovisno o frekvenciji ili faznoj brzini svjetlosti. Grubo govoreći, sunčeva boja prolazi kroz najmanje kapljice vode, lomi se i vidljiva je ljudskom oku kao nekoliko boja odjednom.

Postoje dvije vrste duge - primarna i sekundarna. U prvom slučaju, svjetlost unutar kapi reflektira se samo jednom, nijanse su u ovom slučaju prilično svijetle. U drugom slučaju, svjetlost se reflektira dvaput i boje koje naše oči poprimaju više nisu tako svijetle. Postoji i duga trećeg, pa čak i četvrtog reda, ali to čudo prirode već nekoliko stoljeća nitko nije svojim očima promatrao.

Vrijedi napomenuti da su boje u dugi raspoređene u slijedu koji odgovara spektru vidljive svjetlosti. Da bi ih zapamtili, u nekim su zemljama čak smislili takve rime i fraze. Rusija nije iznimka. Kod nas se koristi nekoliko fraza odjednom, evo ih:

• Jednom je Jacques zvonar glavom razbio fenjer.

• Svaki lovac želi znati gdje fazan sjedi.

• Krtica ovca, žirafa, zec šili su plave dresove.

• Svaki dizajner želi znati gdje preuzeti photoshop.

• Tko osjeća okrutnu zvonjavu gonga otpora fatalnosti?

• Kvark je okružen vrućom zavjesom od gluona koji stvaraju tekućine.

Lako je pogoditi da početno slovo svake riječi označava početno slovo boje:

• Kao crveno.

• Jednom - narančasta.

• Jack je žut.

• Zvono - zeleno.

• Glava je plava.

• Slomljeno - plavo.

• Lanterna - ljubičasta.

Duga je nevjerojatan i nevjerojatno lijep meteorološki i optički prirodni fenomen. Može se promatrati uglavnom nakon kiše, kada izađe sunce. Upravo je to razlog što možemo vidjeti ovu divnu pojavu na nebu, kao i razlikovati dugine boje, poredane po redu.

Uzroci

Duga se pojavljuje zbog činjenice da se svjetlost koja dolazi od sunca ili iz drugog izvora lomi u kapljicama vode koje polako padaju na tlo. Uz njihovu pomoć, bijela svjetlost se "razbija", tvoreći dugine boje. Raspoređeni su po redu zbog različitih stupnjeva skretanja svjetlosti (na primjer, crveno svjetlo se odbija za manje stupnjeva od ljubičastog). Štoviše, duga se može pojaviti i zbog mjesečine, ali je našim očima vrlo teško razlikovati pri slabom osvjetljenju. Prilikom formiranja kruga, koji tvori "nebeski most", središte je uvijek na pravoj liniji koja prolazi kroz Sunce ili Mjesec. Za one koji ovu pojavu promatraju sa zemlje, ovaj "most" izgleda kao luk. Ali što je viša točka gledanja, to se duga vidi punije. Ako ga promatrate s planine ili iz zraka, može vam se pojaviti pred očima u obliku cijelog kruga.

Redoslijed duginih boja

Mnogi ljudi znaju frazu koja vam omogućuje da zapamtite redoslijed u kojem se nalaze dugine boje. Za one koji ne znaju ili se ne sjećaju, prisjetimo se kako zvuči ova linija: "Svaki lovac želi znati gdje sjedi fazan" (usput rečeno, sada postoji mnogo analoga ove poznate mononostike, modernije i ponekad vrlo smiješno). Dugine boje, redom, su crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta.

Ove boje ne mijenjaju svoj položaj, utiskivajući u sjećanje vječni pogled na tako nevjerojatno lijep fenomen. Duga koju često vidimo je primarna. Tijekom svog formiranja, bijela svjetlost prolazi samo jednu unutarnju refleksiju. U ovom slučaju, crveno svjetlo je vani, kao što smo navikli vidjeti. Međutim, može se formirati i sekundarna duga. Ovo je prilično rijedak fenomen u kojem se bijela svjetlost dvaput reflektira u kapljicama. U ovom slučaju, dugine boje su već redom u suprotnom smjeru (od ljubičaste do crvene). U tom slučaju, dio neba koji se nalazi između ova dva luka postaje tamniji. Na mjestima s vrlo čistim zrakom možete čak promatrati "trostruku" dugu.

Fantastične duge

Osim poznate duge u obliku luka, možete promatrati njezine druge oblike. Na primjer, mogu se promatrati lunarne duge (ali ih je ljudsko oko teško uhvatiti, jer za to mjesečev sjaj mora biti vrlo jak), maglovite, prstenaste (ove su pojave već spomenute) pa čak i obrnute. Osim toga, duga se može promatrati zimi. U ovo doba godine ponekad se javlja zbog jakih mrazova. Ali neki od tih fenomena nemaju veze s “nebeskim mostovima”. Vrlo često se zamijeni za dugu (ovo je naziv svjetlećeg prstena koji se formira oko određenog objekta).

Duga će svakome izmamiti osmijeh! Posebno velika, koja se proteže do cijelog neba. Ili mala, ugnijezđena u stolnoj fontani – tako vlastita, pitoma. Što određuje koliku će veličinu duga rasti i o čemu se radi? Pročitajte opise na dijagramu kako biste saznali.

1. Duga je optička iluzija. Javlja se kada su kapljice vode (kiša, magla ili prskanje iz vodopada) obasjane suncem. Tu su i lunarne duge (jedna od njih je na fotografiji), mogu se promatrati noću.

2. Ulazeći u kapljicu, svjetlost se dvaput lomi na granici zraka i vode i odbija od “stražnje” stijenke kapljice, vraćajući se pod kutom od oko 42 stupnja prema svjetlosti. Indeks loma svjetlosti različitih valnih duljina neznatno je drugačiji, pa iz kapljice izlaze zrake različitih boja pod različitim kutovima. Tako se bijela svjetlost pretvara u dugu.

3. Iluziju duge stvaraju one kapljice koje se pojavljuju na sjecištu sunčevih zraka i linije vida promatrača. Sve duge na svijetu imaju istu kutnu veličinu - 42 stupnja.

4. Linearni polumjer duge ovisi o udaljenosti između promatrača i vodenih kapi. Na primjer, duga koja se pojavljuje na udaljenosti od 5 metara od osobe imat će polumjer od približno 4,5 metara (5 metara puta tangenta od 42°).

5. Središte duge nalazi se na antisolarnoj točki - na ravnoj liniji koja povezuje promatrača i sunce. Duga je ravnina okomita na ovu liniju. Antisolarna točka je zamišljena i može biti podzemna. Usput, na vedrom danu, svjetiljka je u stanju stvoriti ne samo iluzorne, već i prilično opipljive efekte, na primjer.

Djeca vjeruju da je duga opipljiv predmet. Na primjer, cesta uz koju se možete popeti do oblaka. Kasnije, djetinje snove razbija dosadna znanost, ispada da ni dodirivanje duge niti hodanje po njoj neće uspjeti. Ali možete izmjeriti njegovu veličinu!

Nastavljamo niz publikacija koje je pripremio interaktivni popularnoznanstveni blog "Objasnit ću za dvije minute". Blog govori o jednostavnim i složenim stvarima koje nas svakodnevno okružuju i ne postavljaju nikakva pitanja sve dok o njima ne razmišljamo. Na primjer, tamo možete saznati koliko je vremena potrebno za let do Marsa i za koje datume uzeti karte.

1. Duga je optička iluzija. Javlja se kada su kapljice vode (kiša, magla ili prskanje iz vodopada) obasjane suncem. Tu su i lunarne duge (jedna od njih je na fotografiji), mogu se promatrati noću.

2. Ulazeći u kapljicu, svjetlost se dvaput lomi na granici zrak-voda i odbija od "stražnje" stijenke kapljice, vraćajući se pod kutom od oko 42 stupnja prema svjetlosti. Indeks loma svjetlosti različitih valnih duljina neznatno je drugačiji, pa iz kapljice izlaze zrake različitih boja pod različitim kutovima. Tako se bijela svjetlost pretvara u dugu.

3. Iluziju duge stvaraju one kapljice koje se pojavljuju na sjecištu sunčevih zraka i vidnog polja promatrača. Sve duge na svijetu imaju istu kutnu veličinu - 42 stupnja.

4. Linearni polumjer duge ovisi o udaljenosti između promatrača i kapljica vode. Na primjer, duga koja se pojavljuje na udaljenosti od 5 metara od osobe imat će polumjer od približno 4,5 metara (5 metara puta tangenta od 42°).

5. Središte duge nalazi se na antisolarnoj točki - na ravnoj liniji koja povezuje promatrača i sunce. Duga je ravnina okomita na ovu liniju. Antisolarna točka je zamišljena i može biti podzemna. Usput, za vedrog dana, svjetiljka je u stanju stvoriti ne samo iluzorne, već i prilično opipljive efekte, kao što su zračni džepovi.

Opća fizička slika duge već je jasno opisana. Marka Antonija de Dominisa(1611). Na temelju eksperimentalnih opažanja došao je do zaključka da se duga dobiva kao rezultat refleksije od unutarnje površine kišne kapi i dvostrukog loma - na ulazu u kap i na izlazu iz nje.

Rene Descartes dao je potpunije objašnjenje duge u svom djelu "Meteori" u poglavlju "O dugi" (1635.)

Isaac Newton u raspravi "Optika ili traktat o refleksijama, lomovima, savijanjima i bojama svjetlosti" dopunio je teoriju duge u odnosu na dugine boje i objasnio mehanizam nastanka sekundarne duge.

Potpuna teorija duge, uzimajući u obzir difrakciju svjetlosti, koja ovisi o omjeru valne duljine svjetlosti i veličine kapi, izgrađena je tek u 19. stoljeću. J.B. Erie(1836.) i J.M. Pernter (1897).

Newton je nazvao sustav boja raspadnute sunčeve zrake spektar- od lat. spektar - prikaz, vizija, duh.

Newton je razlikovao 7 boja duge.
Višebojni spektar duge je kontinuiran!)

Zašto su dugine boje raspoređene u strogom slijedu??
Svaka obojena zraka ima svoj vlastiti kut loma. Ljubičasta, koja zauzima najnižu poziciju u spektru, ima najmanji kut.

Svatko od nas vidi svoju "osobnu" dugu.
Kada gledate u dugu, vidite da se svjetlost lomi od nekih kišnih kapi, a osoba koja stoji pored vas gleda u istu dugu i vidi svjetlost reflektiranu od drugih kapi kiše.

Središte kružnice koju opisuje duga, leži na pravoj liniji koja prolazi kroz promatrača i Sunce, a Sunce je uvijek iza promatrača.

Koliki je polumjer duge?
Duga je optički efekt koji nastaje lomom sunčeve svjetlosti u kapima atmosferske vlage.
Te se kapi mogu nalaziti na različitim udaljenostima od nas. Računa se da je visina duge približno 0,9 udaljenosti od oka promatrača. Budući da dugu vidimo kao polukrug, ovu vrijednost možemo smatrati radijusom zamišljene kružnice u koju bi se duga mogla zatvoriti.

Ima li duga početak i kraj?
U idealnim uvjetima, u letu avionom ili s visoke planine, možete vidjeti dugu kao zatvorenu krivulju koja okružuje točku dijametralno nasuprot Suncu.

Dok se sunce sve više diže 42 stupnja iznad horizonta, duga nije vidljiva s površine Zemlje.

dugina svjetlina ovisi o količini kišnih kapi. Ako su velike (1-2 mm u promjeru) - duga je vrlo svijetla.

Dupla duga
zbog činjenice da se sunčeve zrake reflektiraju dva puta u kapljicama koje se nalaze iznad kapi koje tvore običnu dugu. U ovom slučaju, gornja duga je uvijek manje svijetla od glavne, a boje u njoj raspoređene su obrnutim redoslijedom.
Manje uobičajena je trostruka, pa čak i duga od četiri luka!
U ovom slučaju, dodatne duge se nalaze samo iznad središnjeg dijela glavnih duga i nestaju kada se potonje pomaknu u okomit položaj.

Razmak između dvije duge zove se Aleksandrova tamna crta. Ime je dobio po starogrčkom filozofu Aleksandru od Afrodizije, koji je prvi opisao ovaj fenomen 200. godine prije Krista. OGLAS

Noćna duga - Mjesečeva duga
Mjesečeva duga je rijedak lom mjesečine. Ovu dugu vidimo kao bijelu, iako su prisutne sve boje.

vatrena duga- jedna od varijanti "halo" - optički efekt u obliku svjetlećeg prstena oko sunca, koji se uglavnom pojavljuje u području cirusnih oblaka: mali komadići leda reflektiraju upadnu svjetlost i "zapaljuju" oblake, slikanje ih u različitim bojama.

Duga je jedan od rijetkih prirodnih fenomena koje je čovjek naučio reproducirati.
umjetne duge može se vidjeti pored vodopada i fontana. Pojavljuju se na pozadini najmanjih kapljica koje prska instalacija.

Proračuni prema formulama teorije difrakcije, izvedeni za kapi razl

veličina, pokazao je da je cijeli pogled na dugu - širina lukova, prisutnost, mjesto i

svjetlina pojedinih tonova boja, položaj dodatnih lukova je vrlo jak

ovisi o veličini kišnih kapi. Ovdje su glavne karakteristike vanjskog

duginog tipa za kapljice različitih radijusa.

Radijus pada 0,5-1 mm. Vanjski rub glavne duge je svijetao,

tamnocrvena, zatim svijetlocrvena, a zatim se izmjenjuju sve dugine boje.

Ljubičasta i zelena izgledaju posebno svijetle. Postoji mnogo dodatnih lukova (do

pet), izmjenjuju ljubičasto-ružičaste tonove sa zelenim. Dodatni lukovi

neposredno uz glavne duge.

Radijus pada 0,25 mm. Crvena dugina slavina je oslabila. Druge boje

još uvijek su vidljive. Zamijenjeno je nekoliko ljubičasto-ružičastih dodatnih lukova

zelena.

Radijus pada 0,10-0,15 mm. U glavnoj dugi više nema crvene.

Vanjski rub duge je narančast. Ostatak duge je dobro razvijen.

Dodatni lukovi postaju sve žutiji. Između njih i između glavnih

duga i pojavile su se prve dodatne praznine.

Radijus pada 0,04-0,05 mm. Duga je postala osjetno šira i bljeđa, Vanjska

rub mu je blijedožut. Najsjajnija boja je ljubičasta. Prvi

dodatni luk je odvojen od glavne duge prilično širokim razmakom,

boja mu je bjelkasta, blago zelenkasta i bjelkastoljubičasta.

Radijus pada 0,03 mm. Glavna duga je još šira s vrlo slabom

blago žućkasti rub, sadrži odvojene bijele pruge.

Radijus pada 0,025 mm ili manje. Duga je potpuno bijela. Ona je o

dvostruko širi od obične duge i ima izgled sjajne bijele pruge. U njoj

mogu postojati dodatni obojeni lukovi, u početku blijedoplavi ili zeleni,

zatim bjelkasto crvena.

Dakle, po izgledu duge može se približno procijeniti veličina kišnih kapi,

koja je formirala ovu dugu. Općenito, što su veće kapi kiše, to je duga bolja.

ispada uži i svjetliji, posebno karakteristično za velike kapi je

prisutnost zasićene crvene boje u glavnoj dugi. Brojne

dodatni lukovi također imaju svijetle boje i izravno, bez

praznine uz glavne duge. Što su kapi manje, duga je

postaje širi i blijed s narančastim ili žutim rubom.

Vrsta duge također ovisi o obliku kapi. Prilikom pada u zrak, velike kapi

spljoštiti, izgubiti svoju sferičnost. Okomiti presjek takvih kapi

približavajući se elipsi. Proračuni su pokazali da je minimalno odstupanje crvene boje

zrake koje prolaze kroz spljoštene kapi polumjera 0,5 mm iznosi 140°.

Stoga kutna veličina crvenog luka neće biti 42°, već samo 40°. Za više

velike kapi, na primjer s radijusom od 1,0 mm, minimalno odstupanje crvene boje

zrake će biti 149°, a crveni luk dugine će imati veličinu 31°, umjesto

42°. Dakle, što je jače spljoštenje kapljica, to je manji polumjer

dugu koju tvore.

"Tajna" dodatnih lukova je riješena!

A. Fraser, istovremeno razmatrajući utjecaj veličine i oblika kapi na izgled

rainbow, uspio otkriti "tajnu" pojave dodatnih lukova. Što prije

rečeno je da smanjenje veličine prevladavajućih kapljica i spljoštenje velikih

djeluju u suprotnim smjerovima. Što će prevladati? Kada i što

hoće li utjecaj prevladati?

Jasna ilustracija interakcije oba čimbenika i njihovog zajedničkog utjecaja

na vrsti duge su fig. 3 ali I b sastavio A. Fraser,

na temelju proračuna: Ove brojke pokazuju raspodjelu intenziteta

svjetlo u glavnoj dugi i dodatnim lukovima, ovisno o veličini kapljice.

Složena valovita površina u prvom planu (sl. 3 ali)

sastavljena od mnogih pojedinačnih krivulja. Svaka krivulja daje distribuciju

i intenzitet svjetla u dugi iz jedne kapi. Nacrtana je svaka peta krivulja

deblji, brojevi s desne strane označavaju polumjer kapi koji odgovara krivulji, u

milimetara. Sve krivulje počinju s lijeve strane s vrlo niskim intenzitetom (vani

duge), zatim brzo porasti na maksimum između 138° i 139° (prvi

Duga). Sljedeći greben s desne strane je prvi dodatni luk, a zatim drugi

dodatni luk, itd. Udaljenost između lukova, kao što se može vidjeti sa slike,

brzo opada s povećanjem radijusa kapljice. Ovo je učinak prvog faktora.

Duga postaje uža kako se veličina kapljice povećava.

Gornja krivulja S rezultat je zbrajanja doprinosa kapljica svih veličina.

Karakterizira raspodjelu intenziteta svjetlosti u konačnoj dugi,

koje vidimo.

137 138 139 140 141 142

Kutna udaljenost od Sunca

137 138 139 140 141 142

Kutna udaljenost od Sunca

Riža. 3. Raspodjela intenziteta svjetlosti u glavnoj dugi i dodatnoj

lukovi ovisno o veličini kapljice.

a - bez uzimanja u obzir spljoštenosti kapi; b - uzimajući u obzir spljoštenje kapi. S-

ukupna krivulja.

Na sl.3 b prikazane su iste krivulje, ali sada se uzima u obzir utjecaj spljoštenosti

kapi, što su jače, veće su kapi. Pojedinačne krivulje za velike

spljoštene kapljice pomiču se prema većim minimalnim kutovima odstupanja od

Sunce (ili, što je isto, u smjeru smanjenja radijusa duge), i kao rezultat

cijela valovita površina ispala je zakrivljena udesno (pojedinačno

maksimumi su otišli udesno). To je dovelo do činjenice da na rezultirajućem ukupnom

krivulja pojavila se, osim glavne duge, dodatni lukovi, na uglovima

udaljenosti od Sunca: prva -140,5°, druga -141,3°, treća - 142,4°,

četvrti je 142,5°.

Dodatni lukovi su vidljivi samo blizu vrha glavne duge, jer oni

formirane samo od vertikalnih ili blizu njih zraka koje su prošle

eliptični presjeci kapi.

Prikazani su proračuni, ali to se također može vidjeti na slici 3 b, što

dodatno, lukovi se uglavnom stvaraju kapljicama veličine od 0,2 do 0,3 mm.

Veće i manje kapi daju maksimume koji se međusobno preklapaju.

prijatelju i predaleko od glavne duge (odlaze desno). duge

kapi promjera 0,2-0,3 mm su u preferencijalnom položaju, budući da

njihovi vrhovi se nisu nigdje pomaknuli. Dakle, može se zaključiti da

dodatni lukovi su vidljivi ako su za jaku kišu prisutni u značajnim,

broj kapi polumjera 0,25 mm i nekoliko većih kapi koje podmazuju

slika. Stoga su dodatni lukovi češće vidljivi, a najšareniji nisu jako svijetli.

intenzivni ljetni pljuskovi. Također se pojavljuju na pozadini vela

sitne kapljice nastale kada se voda rasprši u navodnjavanje

instalacije.

Je li moguće vidjeti cijeli dugin krug? S površine zemlje možemo promatrati

duga u najboljem slučaju u obliku polukruga kada je Sunce na

horizont. Kad Sunce izađe, duga ide ispod horizonta. Prva duga može biti

vidjeti na visinama Sunca više od 42 °, a drugi - više od 50 °. Iz aviona i

bolje iz helikoptera (više pogleda) možete gledati dugu u obliku cijelog kruga!

Opis takve kružne duge (ona i duga, odnosno luk, već je nezgodan

ime!) objavljena je u časopisu "Nature". Vidjeli su je putnici aviona,

leti u Novosibirskoj regiji na visini od 1000 m.

Dugina polarizacija svjetla. Dugino svjetlo karakterizira neobično visoka

stupanj polarizacije. U prvoj dugi doseže 90%, u drugoj oko 80%. U

To je lako vidjeti ako na dugu gledate kroz polarizirajuću prizmu.

Nikole. Pri malim kutovima rotacije prizme duga potpuno nestaje.

Duga bez kiše?

Postoje li duge bez kiše, ili bez kišnih pruga? Ispada da postoje

u laboratoriju. Umjetne duge nastale su lomom

svjetlo u jednoj suspendiranoj kapi destilirane vode, vode sa sirupom, odn

bistro ulje. Veličine kapljica varirale su od 1,5 do 4,5 mm. teške kapi

rastegnuti pod djelovanjem gravitacije, a njihov presjek u vertikali

ravnina je bila elipsa. Kada je kapljica osvijetljena snopom helija

neonski laser (s valnom duljinom od 0,6328 μm), ne samo prvi i

druga dugina, ali i izvanredno svijetla treća i četvrta, usredotočena okolo

izvor svjetlosti (u ovom slučaju laser). Ponekad sam čak uspio i dobiti

peta i šesta duga. Ove duge, kao prva i druga, snop je bio sa strane,

suprotno od izvora.

Dakle, jedna kap stvorila je toliko duga! Istina, ove duge nisu bile

preljevna. Svi su bili iste boje, crvene, jer ih nije formirala bijela

izvor svjetlosti, ali monokromatski crveni snop.

maglovita duga

U prirodi postoje bijele duge, koje su gore spomenute. Pojavljuju se

kada je obasjan sunčevim zrakama, slaba magla koja se sastoji od kapljica

s radijusom od 0,025 mm ili manje. Zovu se maglovite duge. Osim glavnog

duge u obliku blistavog bijelog luka s jedva vidljivim žućkastim rubom

ponekad se uočavaju obojeni dodatni lukovi: vrlo slaba plava ili

zeleni luk pa bjelkasto crvena.

Bijela duga sličnog izgleda može se vidjeti kada snop svjetla reflektora

smješten iza vas osvjetljava intenzivnu izmaglicu ili laganu maglu ispred vas.

vas. Čak i ulična svjetiljka može stvoriti, iako vrlo slabu, bijelu dugu,

vidljiv na tamnoj pozadini noćnog neba.

mjesečeve duge

Poput solarnih duga, mogu se pojaviti i lunarne duge. Oni su slabiji i

pojaviti u punom mjesecu. Mjesečeve duge su rjeđe od

sunčano. Za njihovu pojavu potrebna je kombinacija dvaju uvjeta: potpuna

Mjesec koji nije zaklonjen oblacima i padanjem jake kiše ili njezinim prugama

(ne stižu do Zemlje). Pljuskovi zbog dnevne konvekcije

kretanja zraka, noću ispadaju mnogo rjeđe.

Lunarne duge se mogu promatrati bilo gdje u svijetu

gornja dva uvjeta.

Dnevne, solarne duge, čak i formirane od vrlo malih kapi kiše

ili magle, dosta bjelkaste, svijetle, a ipak im je barem vanjski rub

slabo, ali obojen narančasto ili žuto. Duge koje je formirao mjesec

zrake, uopće ne opravdavaju svoj naziv, budući da nisu preljevne i

izgledaju kao lagani, potpuno bijeli lukovi.

Odsutnost crvene boje u lunarnim dugama čak i s velikim kapima kiše

padalina objašnjava se niskom razinom osvjetljenja noću, u kojoj potpuno

gubi se osjetljivost oka na crvene zrake. Druge boje

dugine zrake također gube veliki dio tona boje zbog

akromatičnost (neobojeno) ljudski noćni vid.

Ministarstvo općeg i strukovnog obrazovanja Ruske Federacije