Kāpēc varavīksnei ir loka forma? Pievienojiet savu cenu datu bāzei Komentāri. Sāciet zinātnē Kāds ir varavīksnes rādiuss

Cilvēki šo jautājumu uzdod jau ilgu laiku. Dažos Āfrikas mītos varavīksne ir čūska, kas apņem zemi gredzenā. Bet tagad mēs zinām, ka varavīksne ir optiska parādība – gaismas staru laušanas rezultāts ūdens pilienos lietus laikā. Bet kāpēc mēs redzam varavīksni loka formā, nevis, piemēram, vertikālas krāsainas svītras formā?

Varavīksnes formu nosaka ūdens pilienu forma, kurā tiek lauzta saules gaisma. Un ūdens pilieni ir vairāk vai mazāk sfēriski (apaļi. Izejot cauri pilienam un tajā laužoties, baltas saules gaismas stars pārvēršas krāsainu piltuvju virknē, kas ievietotas viena otrā un ir vērstas pret novērotāju. Ārējā piltuve ir sarkana, oranža , tajā tiek ievietots dzeltens, tālāk iet zaļš utt., kas beidzas ar iekšējo violetu, tā, ka katrs atsevišķais piliens veido veselu varavīksni.
Protams, varavīksne no viena piliena ir vāja, un dabā to nav iespējams redzēt atsevišķi, jo lietus priekškarā ir daudz pilienu. Varavīksni, ko mēs redzam debesīs, veido neskaitāmi pilieni. Katrs piliens rada krāsainu piltuvju (vai konusu) sēriju, kas ligzdo viena otrā. Taču no viena piliena varavīksnē iekļūst tikai viens krāsains stars. Novērotāja acs ir kopīgs punkts, kurā krustojas daudzu pilienu krāsainie stari. pilieni, bet tādā pašā leņķī un krītot novērotāja acī veido sarkanu varavīksnes loku.Visi oranžie un citu krāsu stari arī veido lokus.Tāpēc varavīksne ir apaļa.



Mēs esam pieraduši redzēt varavīksni kā loku. Faktiski šī loka ir tikai daļa no daudzkrāsaina apļa. Kopumā šo dabas parādību var novērot tikai lielā augstumā, piemēram, no lidmašīnas.

Kad pēdējās lietus lāses nokrīt zemē un debesīs parādās varavīksne, jūs, skatoties uz to, domājat: kāpēc tas notiek? No kurienes debesīs rodas skaista daudzkrāsainu svītru loka? Uz šo jautājumu palīdzēs atbildēt fizikas zinātne, kas jau vairākkārt ir devusi atbildes uz daudziem sarežģītiem jautājumiem.

Varavīksne ir ārkārtēja dabas parādība. Un, lai gan mēs viņu redzam diezgan bieži, katru reizi priecājamies par viņas izskatu un skaistumu. Varavīksne parādās, tiklīdz mākonis sāk aiziet, un saule ieņem savu vietu debesīs. Izrādās, ka kādu laiku lietus cilvēkiem ir redzams it kā “no ārpuses”. Saules stari apgaismo lietus mākoni un, ejot cauri lietus lāsēm, maina to krāsu. Lieta tāda, ka saules stari nemaz nav balti un tādi paši, kā mums šķiet. Visām no tām ir dažādi garumi, un katram garumam ir sava "krāsa". Tāpēc varavīksne mums šķiet tik krāsaina.

Bet varavīksnes krāsa ir spilgta un dažreiz tikko pamanāma. Un tas ir atkarīgs no lietus lāses lieluma. Ja pilieni ir lieli, varavīksnes krāsas būs spilgtas. Ja tas ir mazs, debess loks būs slikti redzams. Agrāk cilvēki nevarēja izskaidrot varavīksnes izskatu. Un bija grūti atrast cilvēku, kurš viņai paliktu vienaldzīgs. Jo ar varavīksni ir saistītas tik daudz leģendu un ticējumu. Senie slāvi, skatoties uz varavīksni, prognozēja laika apstākļus. Ja varavīksne bija zema un plata, cilvēki gaidīja sliktus laikapstākļus. Un augsts un šaurs - solīja labu laiku.

Anglijā par labu zīmi uzskata varavīksni un uzreiz izteikt vēlēšanos. Un šodien Īrijā viņi uzskata, ka vietā, kur varavīksne pielīp pie zemes, atrodas dārgums ar zeltu. Protams, jūs esat diezgan saprātīgs cilvēks un neticat zelta dārgumiem. Un jūs saprotat, ka nav iespējams nokļūt tur, kur varavīksne pieskaras zemei.

Vai jūs domājat, kāpēc mēs redzam tikai daļu no varavīksnes? Parunāsim par to. Jūs droši vien jau pamanījāt, ka nevarat vienlaikus novērot gan sauli, gan varavīksni. Galu galā varavīksne ir saules staru atspulgs. No zemes ir redzama tikai daļa no debess loka. Bet jo augstāk cilvēks pacelsies, piemēram, kalnā, jo varavīksne vairāk izskatīsies pēc apļa.Un no lidmašīnas loga kādreiz varēs redzēt apaļu varavīksni!

Kāpēc varavīksne ir pusapaļa? Cilvēki šo jautājumu uzdod jau ilgu laiku. Dažos Āfrikas mītos varavīksne ir čūska, kas gredzenā apņem Zemi. Bet tagad mēs zinām, ka varavīksne ir gaismas staru laušanas rezultāts ūdens pilienos lietus laikā. Bet kāpēc mēs redzam varavīksni loka formā, nevis, piemēram, vertikālas krāsainas svītras formā?

Divi cilvēki, kas stāv blakus, redz katrs savu varavīksni! Jo ik mirkli varavīksni veido saules staru laušana jaunās un jaunās lāsēs. Lietus lāses krīt. Nokritušās lāses vietu ieņem cits un paspēj savus krāsainos starus raidīt uz varavīksni, kam seko nākamais utt.

Varavīksnes veids - loku platums, atsevišķu krāsu toņu klātbūtne, izvietojums un spilgtums, papildu loku novietojums - ir ļoti atkarīgs no lietus lāses lieluma. Jo lielākas lietus lāses, jo šaurāka un gaišāka ir varavīksne. Lieliem pilieniem raksturīgs piesātinātas sarkanas krāsas klātbūtne galvenajā varavīksnē. Daudzām papildu lokām ir arī spilgtas krāsas un tās tieši, bez atstarpēm, piekļaujas galvenajām varavīksnēm. Jo mazāki pilieni, jo platāka un izbalējusi varavīksne ar oranžu vai dzeltenu maliņu. Papildu loki atrodas tālāk viena no otras un no galvenajām varavīksnēm. Tādējādi pēc varavīksnes parādīšanās var aptuveni novērtēt lietus pilienu lielumu, kas veidoja šo varavīksni.

Varavīksnes veids ir atkarīgs arī no pilienu formas. Krītot gaisā, lieli pilieni saplacina un zaudē savu sfēriskumu. Jo spēcīgāka ir pilienu saplacināšana, jo mazāku varavīksnes rādiusu tie veido.

Debesu varavīksne ir skaista un vienlaikus sarežģīta fiziska parādība, ko var novērot pēc lietus vai miglas laikā, ja spīd saule. Ar varavīksni ir saistīti daudzi seni ticējumi un mīti dažādu tautu vidū, un Krievijā senatnē no tās tika prognozēti laikapstākļi. Šaura un augsta varavīksne paredzēja labus laikapstākļus, bet plata un zema — sliktus laikapstākļus.

Varavīksne ir meteoroloģiska parādība, kas notiek debesīs. Tas ir milzīgs loks, kas sastāv no dažādām krāsām. Varavīksnes cēlonis ir augsts mitruma saturs gaisā, kas parasti rodas pēc lietus vai miglas. Daudzkrāsains loks parādās saules gaismas laušanas dēļ ūdens pilienos, kas atrodas atmosfērā tvaiku veidā. Pilieni lauž gaismu atšķirīgi atkarībā no gaismas viļņa garuma. Piemēram, sarkanajai krāsai ir visgarākie viļņu garumi, tāpēc šī krāsa vainago varavīksnes krāsu spektru, tā pieder pie platākā loka. Tad sarkanā krāsa spektrā vienmērīgi pārvēršas oranžā, pēc tam dzeltenā utt. Visvājākā pretestība pret novirzi refrakcijas laikā ūdenī ir violeta, tās viļņi ir visīsākie, tāpēc novērotājs redz, ka šī krāsa pieder pie īsākajām. varavīksnes loka - iekšējā . Baltās saules gaismas sadalīšanas metodi krāsu spektrā sauc par "dispersiju". Ar dispersiju gaismas laušanas koeficients ir atkarīgs no gaismas viļņa viļņa garuma.Optikā varavīksnes fenomenu sauc par "kaustiku". Kaustisks ir dažādu formu gaismas līknes līnija, šajā gadījumā pusloks vai loks. Daudzkrāsainie stari, kas veido varavīksni, iet paralēli viens otram, nevis saplūst, tāpēc var novērot tai raksturīgo krāsu pāreju visas varavīksnes garumā.Ikviens jau no bērnības zina atskaņas un teicienus, kas palīdz atcerēties varavīksnes krāsas. Piemēram, katrs skolnieks zina teicienu “katrs mednieks vēlas zināt, kur sēž fazāns”. Tomēr patiesībā varavīksnes krāsu spektrs nesastāv no septiņām krāsām, to ir daudz vairāk. Pamatkrāsas pāriet viena otrā caur lielu skaitu toņu un starpkrāsu.Jāpiebilst, ka varavīksnes fenomenu cilvēks var novērot tikai saules gaismas gaitā. Nav iespējams redzēt varavīksni un spīdekli vienlaikus, saule vienmēr paliek aiz muguras. Turklāt, jo augstāk atrodas novērotājs (kalnā vai lidmašīnā), jo vairāk redzamā varavīksnes forma tuvojas aplim.

Kāpēc varavīksne ir apaļa un debess kupols. KĀPĒC VARVĪKSNEI IR LOKAS FORMA?

Kāpēc varavīksne ir pusapaļa? Cilvēki šo jautājumu uzdod jau ilgu laiku. Dažos Āfrikas mītos varavīksne ir čūska, kas gredzenā apņem Zemi. Bet tagad mēs zinām, ka varavīksne ir optiska parādība – gaismas staru laušanas rezultāts ūdens pilienos lietus laikā. Bet kāpēc mēs redzam varavīksni loka formā, nevis, piemēram, vertikālas krāsainas svītras formā?

Varavīksnes formu nosaka ūdens pilienu forma, kurā tiek lauzta saules gaisma. Un ūdens pilieni ir vairāk vai mazāk sfēriski (apaļi). Izejot cauri pilienam un tajā laužoties, baltas saules gaismas stars tiek pārveidots par virkni krāsainu piltuvju, kas ievietotas viena otrā un vērstas pret novērotāju. Ārējā piltuve ir sarkana, tajā ir ievietota oranža, dzeltena, tad nāk zaļa utt., kas beidzas ar iekšējo violetu. Tādējādi katrs atsevišķais piliens veido veselu varavīksni.

Protams, varavīksne no viena piliena ir vāja, un dabā to nav iespējams redzēt atsevišķi, jo lietus priekškarā ir daudz pilienu. Varavīksni, ko mēs redzam debesīs, veido neskaitāmi pilieni. Katrs piliens veido ligzdotu krāsainu piltuvju (vai konusu) sēriju. Bet no viena piliena varavīksnē iekļūst tikai viens krāsains stars. Novērotāja acs ir kopīgs punkts, kurā krustojas daudzu pilienu krāsainie stari. Piemēram, visi sarkanie stari, kas izplūst no dažādiem pilieniem, bet vienā leņķī un ietriecas novērotāja acī, veido sarkanu varavīksnes loku. Visi oranžie un citu krāsu stari arī veido lokus. Tāpēc varavīksne ir apaļa.

Divi cilvēki, kas stāv blakus, redz katrs savu varavīksni! Jo ik mirkli varavīksni veido saules staru laušana jaunās un jaunās lāsēs. Lietus lāses krīt. Nokritušās lāses vietu ieņem cits un paspēj savus krāsainos starus raidīt uz varavīksni, kam seko nākamais utt.

Varavīksnes veids - loku platums, atsevišķu krāsu toņu klātbūtne, izvietojums un spilgtums, papildu loku novietojums - ir ļoti atkarīgs no lietus lāses lieluma. Jo lielākas lietus lāses, jo šaurāka un gaišāka ir varavīksne. Lieliem pilieniem raksturīgs piesātinātas sarkanas krāsas klātbūtne galvenajā varavīksnē. Daudzām papildu lokām ir arī spilgtas krāsas un tās tieši, bez atstarpēm, piekļaujas galvenajām varavīksnēm. Jo mazāki pilieni, jo platāka un izbalējusi varavīksne ar oranžu vai dzeltenu maliņu. Papildu loki atrodas tālāk viena no otras un no galvenajām varavīksnēm. Tādējādi pēc varavīksnes parādīšanās var aptuveni novērtēt lietus pilienu lielumu, kas veidoja šo varavīksni.

Varavīksnes veids ir atkarīgs arī no pilienu formas. Krītot gaisā, lieli pilieni saplacina un zaudē savu sfēriskumu. Jo spēcīgāka ir pilienu saplacināšana, jo mazāku varavīksnes rādiusu tie veido.

Mēs esam pieraduši redzēt varavīksni kā loku. Faktiski šī loka ir tikai daļa no daudzkrāsaina apļa. Kopumā šo dabas parādību var novērot tikai lielā augstumā, piemēram, no lidmašīnas.

Ir tāda optisko parādību grupa, ko sauc par halo. Tos izraisa gaismas staru laušana ar sīkiem ledus kristāliem spalvu mākoņos un miglā. Visbiežāk oreoli veidojas ap Sauli vai Mēnesi. Šeit ir šādas parādības piemērs - sfēriska varavīksne ap Sauli:

Varavīksne ir atmosfēras parādība. Viņa parādās debesīs pirms vai pēc lietus, viņu var redzēt pie ūdenskrituma vai virs aerosola pie strūklakas. Tas izskatās savādāk - tas var būt loks, dažreiz apļa vai šļakatu formā. Lai pēc lietus parādītos varavīksne, ir nepieciešama saules gaisma.

Iedomājieties, ka varavīksne ir viens saules stars. Parasti saules stari ir neredzami, jo tos izkliedē gaiss. Dienas saules gaismu bieži sauc par baltu. Faktiski baltas gaismas sajūtu izraisa tādu krāsu sajaukšana kā sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, ciāna, indigo un violeta. Šo krāsu kombināciju sauc par saules spektru, un to kombinācija dod baltu.
Zaļa lapotne, zilas debesis, spilgtas dabas krāsas - tas viss ir saules staru refrakcija, kas, izejot cauri plānam atmosfēras slānim, atspoguļo baltās krāsas sastāvdaļas.
Baltās krāsas spektrālās kompozīcijas jēdzienu ieviesa Īzaks Ņūtons. Viņš veica eksperimentu, kad gaismas avota stars tika izlaists caur šauru spraugu, aiz kuras tika novietota lēca. No tā gaismas stars tika novirzīts uz prizmu, kur tas tika lauzts un sadalīts komponentos.
Atcerieties, ka prizma ir daudzskaldnis ar pamatni, kura malas veido trīsdimensiju figūru. Ūdens pile ir īsta prizma. Izkļūstot tai cauri, saules stars tiek lauzts un pārvēršas varavīksnē.
Saules gaisma tiek sadalīta dažādos veidos, jo katram spektra viļņa garumam ir savs garums. Atšķirīga iezīme ir fakts, ka divi tuvumā esošie novērotāji redzēs katrs savu varavīksni.
Efekts radīsies tāpēc, ka pilieni nevar būt vienādi, un krāsu izkārtojums, to spilgtums, varavīksnes loku platums ir tieši atkarīgs no pilienu izmēra un formas.
Ja vēlaties redzēt varavīksni visā tās krāšņumā, jums ir nepieciešams, lai saule spīdētu jums mugurā. Varavīksne būs spilgtāka un piesātinātāka, ja gaisma tiks lauzta caur lieliem pilieniem, ja tie ir mazi, loki būs platāki, bet to krāsa būs mazāk spilgta. Gadās, ka krītot lietus lāsēm saplacinās, šajā gadījumā varavīksnes rādiuss būs mazs. Ja krītot pilieni stiepjas, tad varavīksne būs augsta, bet tās krāsas ir bālas.

Varavīksne ir viena no pārsteidzošākajām dabas parādībām. Cilvēki jau ilgu laiku ir domājuši par šīs parādības būtību. Varavīksne ir lietus pavadonis. Tās parādīšanās laiks ir atkarīgs no mākoņa kustības, kas dod lietusgāzes. Varavīksne var parādīties gan pirms lietus, gan nokrišņu laikā vai procesa beigās.

Kas ir varavīksne?
Varavīksne parasti ir krāsains loks ar leņķa rādiusu 42°. Loka ir redzama uz lietus aizkara fona vai nokrišņu joslām, kas ne vienmēr sasniedz zemi. Varavīksne ir novērojama tajā debespusē, kas atrodas pretī saulei, savukārt sauli neaizsedz mākoņi. Visbiežāk šādi apstākļi tiek radīti vasarā, tā saukto "sēņu" lietus laikā. Varavīksnes centrs ir pretsolārais punkts – šis punkts ir diametrāli pretējs Saulei. Varavīksnē ir izšķirtas septiņas krāsas, turklāt varavīksni var redzēt pie strūklakas vai ūdenskrituma, uz apūdeņošanas sistēmas pilienu aizkara fona.

No kurienes nāk pārsteidzošā krāsainā gaisma, kas nāk no varavīksnes? Varavīksnes avots ir saules gaisma, kas sadalās tā sastāvdaļās. Šī gaisma virzās pāri debesjumam tādā veidā, ka šķiet, ka tā nāk no debess debess daļas, kas atrodas pretī saulei. Varavīksnes galvenās iezīmes pareizi izskaidro pirms vairāk nekā 300 gadiem izveidotā Dekarta-Ņūtona teorija.

Objektu, kas spēj sadalīt gaismas staru tā sastāvdaļās, sauc par "prizmu". Ja mēs runājam par varavīksni, tad "prizmas" lomu spēlē lietus lāses. Varavīksne ir liels izliekts spektrs vai krāsainu līniju josla, kas veidojas caur lietus lāsēm ejošā gaismas stara sadalīšanās rezultātā. Krāsas iet šādā secībā, ja skaita no ārējā rādiusa līdz iekšējam (šo spektru ir diezgan viegli atcerēties, iemācoties vienkāršu akrostisko frāzi: “Katrs mednieks vēlas zināt, kur sēž fazāns”, šeit pirmais burts no katra vārda atbilst krāsas pirmajam burtam):

Viens ir sarkans;

Mednieks - Apelsīns;

Vēlmes - Dzeltens;

Zināt - Zaļš;

Kur - Zils;

Sēdošs - Zils;

Fazāns - Violets.

Laikā, kad paralēli lietum spīd Saule, var redzēt varavīksni. Lai to redzētu, jums stingri jāatrodas starp Sauli un lietu. Šajā gadījumā Saulei jābūt aizmugurē, bet lietum jābūt priekšā.

Ātrā atbilde: varavīksnē ir 7 krāsas.

Kas ir varavīksne? Šī ir optiska parādība, ko var novērot, kad Saule (atsevišķos gadījumos arī Mēness) izgaismo lielu skaitu ūdens pilienu (runa ir par miglu vai ūdeni). Varavīksne ir loka formas aplis, kuram ir septiņas spektra krāsas: zila, violeta, zaļa, ciāna, oranža, dzeltena un sarkana. Ir vērts atzīmēt, ka Saule varavīksnes novērošanas brīdī vienmēr atrodas aiz novērotāja, tāpēc tos abus vienlaikus redzēt nav iespējams, izņemot ar speciāla aprīkojuma palīdzību.

No kurienes nāk šī optiskā parādība? Tas rodas gaismas laušanas rezultātā ūdens pilienos, kas peld atmosfērā. Pilieniem ir iespēja atšķirīgi novirzīt dažādu krāsu gaismu. Baltā krāsa sadalās spektrā, kā rezultātā notiek gaismas dispersija – vielas refrakcija atkarībā no gaismas frekvences vai fāzes ātruma. Aptuveni runājot, saules krāsa iziet cauri mazākajām ūdens pilieniņām, laužas un ir redzama cilvēka acij kā vairākas krāsas vienlaikus.

Ir divu veidu varavīksnes - primārā un sekundārā. Pirmajā gadījumā gaisma piliena iekšpusē tiek atspoguļota tikai vienu reizi, nokrāsas šajā gadījumā ir diezgan spilgtas. Otrajā gadījumā gaisma tiek atstarota divreiz, un krāsas, ko uztver mūsu acis, vairs nav tik spilgtas. Ir arī trešās, pat ceturtās kārtas varavīksne, bet neviens jau vairākus gadsimtus šo dabas brīnumu savām acīm nav novērojis.

Ir vērts atzīmēt, ka varavīksnes krāsas ir sakārtotas tādā secībā, kas atbilst redzamās gaismas spektram. Lai tos atcerētos, dažās valstīs viņi pat izdomāja šādas atskaņas un frāzes. Krievija nav izņēmums. Mūsu valstī vienlaikus tiek lietotas vairākas frāzes, šeit tās ir:

• Reiz zvanītājs Žaks ar galvu salauza laternu.

• Katrs mednieks vēlas zināt, kur sēž fazāns.

• Kurmju aita, žirafe, zaķis šuva zilus krekliņus.

• Katrs dizainers vēlas zināt, kur lejupielādēt Photoshop.

• Kurš jūt pretošanās nāves gongu nežēlīgo zvana signālu?

• Kvarku ieskauj karsts gluonu aizkars, kas rada šķidrumus.

Ir viegli uzminēt, ka katra vārda sākuma burts apzīmē krāsas sākuma burtu:

• Tāpat kā sarkans.

• Vienreiz - apelsīns.

• Džeks ir dzeltens.

• Zvana signāls - zaļš.

• Galva ir zila.

• Salūzusi - zila.

• Laterna - violeta.

Varavīksne ir pārsteidzoša un neticami skaista meteoroloģiska un optiska dabas parādība. To var novērot galvenokārt pēc lietus, kad iznāk saule. Tas ir iemesls, kāpēc mēs varam redzēt šo brīnišķīgo parādību debesīs, kā arī atšķirt varavīksnes krāsas, kas sakārtotas kārtībā.

Cēloņi

Varavīksne parādās tāpēc, ka gaisma, kas nāk no saules vai cita avota, tiek lauzta ūdens pilienos, kas lēnām nokrīt zemē. Ar viņu palīdzību baltā gaisma "lūzt", veidojot varavīksnes krāsas. Tie ir sakārtoti secībā dažādu gaismas novirzes pakāpju dēļ (piemēram, sarkanā gaisma tiek novirzīta par mazāk grādiem nekā violetā). Turklāt varavīksne var parādīties arī mēness gaismas dēļ, taču mūsu acīm ir ļoti grūti to atšķirt vājā apgaismojumā. Veidojot apli, ko veido "debesu tilts", centrs vienmēr atrodas uz taisnas līnijas, kas iet caur Sauli vai Mēnesi. Tiem, kas novēro šo parādību no zemes, šis "tilts" parādās kā loks. Bet jo augstāks skata punkts, jo pilnīgāka ir redzama varavīksne. Ja novērojat to no kalna vai no gaisa, tas var parādīties jūsu acu priekšā vesela apļa formā.

Varavīksnes krāsu secība

Daudzi cilvēki zina frāzi, kas ļauj atcerēties secību, kādā atrodas varavīksnes krāsas. Tiem, kas nezina vai neatceras, atcerēsimies, kā izklausās šī rindiņa: “Katrs mednieks vēlas zināt, kur sēž fazāns” (starp citu, tagad ir daudz šīs slavenās monostikhas analogu, modernāku un dažreiz ļoti smieklīgi). Varavīksnes krāsas secībā ir sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila, indigo un violeta.

Šīs krāsas nemaina savu atrašanās vietu, iespiežot atmiņā mūžīgo skatu uz tik neticami skaistu parādību. Varavīksne, ko mēs bieži redzam, ir primārā. Baltā gaisma tās veidošanās laikā iziet tikai vienu iekšējo atspīdumu. Šajā gadījumā sarkanā gaisma ir ārpusē, kā mēs esam pieraduši redzēt. Tomēr var veidoties arī sekundāra varavīksne. Šī ir diezgan reta parādība, kurā baltā gaisma tiek atstarota divreiz pilienos. Šajā gadījumā varavīksnes krāsas jau ir sakārtotas pretējā virzienā (no violetas līdz sarkanai). Šajā gadījumā debess daļa, kas atrodas starp šiem diviem lokiem, kļūst tumšāka. Vietās ar ļoti tīru gaisu var novērot pat "trīskāršu" varavīksni.

Izsmalcinātas varavīksnes

Papildus pazīstamajai loka formas varavīksnei varat novērot arī citas tās formas. Piemēram, var novērot Mēness varavīksnes (bet cilvēka acij tās ir grūti noķert, tāpēc mēness spīdumam jābūt ļoti spilgtam), miglainas, gredzenveida (šīs parādības jau tika minētas iepriekš) un pat apgrieztas. Turklāt varavīksni var novērot ziemā. Šajā gada laikā tas dažkārt notiek smagu salnu dēļ. Bet dažām no šīm parādībām nav nekāda sakara ar "debesu tiltiem". Ļoti bieži sajauc ar varavīksni (tas ir gaismas gredzena nosaukums, kas veidojas ap noteiktu objektu).

Varavīksne liks pasmaidīt ikvienam! Īpaši liela, stiepjas līdz visām debesīm. Vai mazs, iesēdies galda strūklakā - tik savs, pieradināts. Kas nosaka, kāda izmēra varavīksne izaugs, un kas tas viss ir? Izlasiet rīka padomus diagrammā, lai uzzinātu.

1. Varavīksne ir optiska ilūzija. Tas rodas, kad saule apgaismo ūdens pilienus (lietus, miglu vai ūdenskrituma smidzinājumu). Ir arī Mēness varavīksnes (viena no tām ir fotoattēlā), tās var novērot naktī.

2. Nokļūstot pilē, gaisma divreiz laužas uz gaisa un ūdens robežas un atstarojas no piliena “aizmugurējās” sienas, atgriežoties aptuveni 42 grādu leņķī pret gaismu. Gaismas ar dažādu viļņu garumu laušanas koeficients ir nedaudz atšķirīgs, tāpēc no piliena dažādos leņķos izplūst dažādu krāsu stari. Tātad baltā gaisma pārvēršas varavīksnē.

3. Varavīksnes ilūziju rada tie pilieni, kas parādās saules staru un novērotāja redzes līnijas krustpunktā. Visām pasaules varavīksnēm ir vienāds leņķiskais izmērs - 42 grādi.

4. Varavīksnes lineārais rādiuss ir atkarīgs no attāluma starp novērotāju un ūdens pilieniem. Piemēram, varavīksnes, kas parādās 5 metru attālumā no cilvēka, rādiuss ir aptuveni 4,5 metri (5 metri reizināts ar 42° tangensu).

5. Varavīksnes centrs atrodas antisolārajā punktā - uz taisnes, kas savieno novērotāju un sauli. Varavīksnes plakne ir perpendikulāra šai līnijai. Antisolārais punkts ir iedomāts un var būt pazemē. Starp citu, skaidrā dienā gaismeklis spēj radīt, piemēram, ne tikai iluzorus, bet arī visai taustāmus efektus.

Bērni uzskata, ka varavīksne ir taustāms objekts. Piemēram, ceļš, pa kuru var kāpt līdz mākoņiem. Vēlāk bērnības sapņus sagrauj garlaicīga zinātne, izrādās, ka neizdosies ne varavīksnei pieskarties, ne staigāt pa to. Bet jūs varat izmērīt tā izmēru!

Turpinām interaktīvā populārzinātniskā bloga "Paskaidrošu pēc divām minūtēm" sagatavoto publikāciju sēriju. Blogā tiek runāts par vienkāršām un sarežģītām lietām, kas mūs ieskauj katru dienu un nerada nekādus jautājumus tieši tik ilgi, kamēr mēs par tām nedomājam. Piemēram, tur var uzzināt, cik ilgs laiks nepieciešams, lai lidotu uz Marsu un uz kādiem datumiem ņemt biļetes.

1. Varavīksne ir optiska ilūzija. Tas rodas, kad saule apgaismo ūdens pilienus (lietus, miglu vai ūdenskrituma smidzinājumu). Ir arī Mēness varavīksnes (viena no tām ir fotoattēlā), tās var novērot naktī.

2. Nokļūstot pilē, gaisma divreiz laužas pie gaisa-ūdens saskarnes un atstarojas no piliena "aizmugurējās" sienas, atgriežoties aptuveni 42 grādu leņķī pret gaismu. Gaismas ar dažādu viļņu garumu laušanas koeficients ir nedaudz atšķirīgs, tāpēc no piliena dažādos leņķos izplūst dažādu krāsu stari. Tātad baltā gaisma pārvēršas varavīksnē.

3. Varavīksnes ilūziju rada tie pilieni, kas parādās saules staru un novērotāja redzes līnijas krustpunktā. Visām pasaules varavīksnēm ir vienāds leņķiskais izmērs - 42 grādi.

4. Varavīksnes lineārais rādiuss ir atkarīgs no attāluma starp novērotāju un ūdens pilieniem. Piemēram, varavīksnes, kas parādās 5 metru attālumā no cilvēka, rādiuss ir aptuveni 4,5 metri (5 metri reizināts ar 42° tangensu).

5. Varavīksnes centrs atrodas antisolārajā punktā – uz taisnes, kas savieno novērotāju un sauli. Varavīksnes plakne ir perpendikulāra šai līnijai. Antisolārais punkts ir iedomāts un var būt pazemē. Starp citu, skaidrā dienā gaismeklis spēj radīt ne tikai iluzorus, bet arī visai taustāmus efektus, piemēram, gaisa kabatas.

Varavīksnes vispārējais fiziskais attēls jau ir skaidri aprakstīts. Marks Antonijs de Dominiss(1611). Pamatojoties uz eksperimentāliem novērojumiem, viņš nonāca pie secinājuma, ka varavīksne tiek iegūta atstarošanas rezultātā no lietus lāses iekšējās virsmas un dubultās refrakcijas - pie ieejas pilē un pie izejas no tā.

Renē Dekarts plašāku skaidrojumu par varavīksni sniedza savā darbā "Meteori" nodaļā "Par varavīksni" (1635)

Īzaks Ņūtons traktātā "Optika jeb Traktāts par gaismas atspīdumiem, refrakcijām, liecēm un krāsām" papildināja varavīksnes teoriju saistībā ar varavīksnes krāsām un skaidroja sekundārās varavīksnes veidošanās mehānismu.

Pilnīga varavīksnes teorija, ņemot vērā gaismas difrakciju, kas ir atkarīga no gaismas viļņa garuma attiecības un piliena lieluma, tika uzbūvēta tikai 19. gadsimtā. J.B. Erie(1836) un J.M. Pernters (1897).

Ņūtons sauca sabojāta saules stara krāsu sistēmu spektrs- no lat. spektrs - attēlojums, vīzija, spoks.

Ņūtons varavīksnē izdalīja 7 krāsas.
Varavīksnes daudzkrāsu spektrs ir nepārtraukts!)

Kāpēc varavīksnes krāsas ir sakārtotas stingrā secībā??
Katram krāsainajam staram ir savs lūzuma leņķis. Violetai krāsai, kas ieņem zemāko pozīciju spektrā, ir mazākais leņķis.

Katrs no mums redz savu "personīgo" varavīksni.
Kad skatāties uz varavīksni, jūs redzat gaismu, kas lūst no dažām lietus lāsēm, un blakus stāvošais cilvēks skatās uz to pašu varavīksni un redz gaismu, kas atspīd no citām lietus lāsēm.

Varavīksnes aprakstītā apļa centrs, atrodas uz taisnas līnijas, kas iet caur novērotāju un Sauli, un Saule vienmēr atrodas aiz novērotāja.

Kāds ir varavīksnes rādiuss?
Varavīksne ir optisks efekts, kas rodas saules gaismas laušanas rezultātā atmosfēras mitruma pilienos.
Šie pilieni var atrasties dažādos attālumos no mums. Ir aprēķināts, ka varavīksnes augstums ir aptuveni 0,9 no attāluma no novērotāja acs. Tā kā mēs redzam varavīksni kā pusloku, šo vērtību var uzskatīt par iedomāta apļa rādiusu, kurā varavīksni varētu noslēgt.

Vai varavīksnei ir sākums un beigas?
Ideālos apstākļos, lidmašīnas lidojumā vai no augsta kalna, jūs varat redzēt varavīksni kā slēgtu līkni, kas ieskauj punktu diametrāli pretī Saulei.

Saulei kāpjot augstāk 42 grādi virs horizonta, varavīksne nav redzama no Zemes virsmas.

varavīksnes spilgtums atkarīgs no lietus pilienu daudzuma. Ja tie ir lieli (1-2 mm diametrā) - varavīksne ir ļoti spilgta.

Dubultā varavīksne
sakarā ar to, ka saules stari divreiz atstarojas pilienos, kas atrodas virs tiem pilieniem, kas veido parastu varavīksni. Šajā gadījumā augšējā varavīksne vienmēr ir mazāk spilgta nekā galvenā, un krāsas tajā ir sakārtotas apgrieztā secībā.
Retāk sastopama trīskārša un pat četru loku varavīksne!
Šajā gadījumā papildu varavīksnes atrodas tikai virs galveno varavīksnes centrālās daļas un pazūd, kad pēdējie pārvietojas vertikālā stāvoklī.

Attālumu starp divām varavīksnēm sauc Aleksandra tumšā sērija. Tas ir nosaukts sengrieķu filozofa Aleksandra no Afrodizijas vārdā, kurš pirmo reizi aprakstīja šo parādību 200. gadā pirms mūsu ēras. AD

Nakts varavīksne - Mēness varavīksne
Mēness varavīksne ir reta mēness gaismas refrakcija. Mēs redzam šo varavīksni kā baltu, lai gan ir visas krāsas.

ugunīga varavīksne- viena no "halo" šķirnēm - optisks efekts gaismas gredzena veidā ap sauli, kas galvenokārt parādās spalvu mākoņu reģionā: mazi ledus gabaliņi atstaro krītošo gaismu un "aizdedzina" mākoņus, krāsojot tos dažādās krāsās.

Varavīksne ir viena no retajām dabas parādībām, ko cilvēks ir iemācījies pavairot.
mākslīgās varavīksnes var redzēt blakus ūdenskritumiem un strūklakām. Tie parādās uz mazāko instalācijas izsmidzināto pilienu fona.

Aprēķini pēc difrakcijas teorijas formulām, kas veikti dažādu pilieniem

izmērs, parādīja, ka viss varavīksnes skats - loku platums, klātbūtne, atrašanās vieta un

atsevišķu krāsu toņu spilgtums, papildu loku novietojums ir ļoti spēcīgs

atkarīgs no lietus lāses lieluma. Šeit ir galvenās ārējās īpašības

varavīksnes tips dažādu rādiusu pilieniem.

Kritiena rādiuss 0,5-1 mm. Galvenās varavīksnes ārējā mala ir gaiša,

tumši sarkans, kam seko gaiši sarkans, un tad mijas visas varavīksnes krāsas.

Violetā un zaļā krāsa šķiet īpaši spilgta. Ir daudz papildu loku (līdz

pieci), tie mijas violeti rozā toņus ar zaļu. Papildu loki

tieši blakus galvenajām varavīksnēm.

Kritiena rādiuss 0,25 mm. Varavīksnes sarkanais jaucējkrāns ir kļuvis vājāks. Citas krāsas

joprojām ir redzami. Tiek aizstāti vairāki violeti rozā papildu loki

zaļš.

Kritiena rādiuss 0,10-0,15 mm. Galvenajā varavīksnē vairs nav sarkana.

Varavīksnes ārējā mala ir oranža. Pārējā varavīksnes daļa ir labi attīstīta.

Papildu loki kļūst arvien dzeltenāki. Starp tiem un starp galvenajiem

varavīksne un parādījās pirmās papildu spraugas.

Kritiena rādiuss 0,04-0,05 mm. Varavīksne ir kļuvusi ievērojami platāka un bālāka, Ārējā

tā mala ir gaiši dzeltena. Spilgtākā krāsa ir violeta. Pirmkārt

papildu loku no galvenās varavīksnes atdala diezgan plaša sprauga,

tā krāsa ir bālgana, nedaudz zaļgana un bālgani violeta.

Kritiena rādiuss 0,03 mm. Galvenā varavīksne ir vēl platāka ar ļoti vāju

nedaudz dzeltenīga maliņa, satur atsevišķas baltas svītras.

Krišanas rādiuss 0,025 mm vai mazāks. Varavīksne ir pilnīgi balta. Viņa ir par

divreiz platāks par parasto varavīksni un izskatās kā spīdīga balta svītra. Viņas iekšienē

var būt papildu krāsainas lokas, sākotnēji gaiši zilas vai zaļas,

tad bālgans sarkans.

Tādējādi pēc varavīksnes parādīšanās var aptuveni novērtēt lietus lāses lielumu,

kas veidoja šo varavīksni. Kopumā, jo lielākas lietus lāses, jo labāka ir varavīksne.

izrādās šaurāks un gaišāks, īpaši raksturīgs lieliem pilieniem ir

piesātinātās sarkanās krāsas klātbūtne galvenajā varavīksnē. Daudzas

papildu lokiem arī ir spilgtas krāsas un tieši, bez

spraugas blakus galvenajām varavīksnēm. Jo mazāki pilieni, jo varavīksne

kļūst platāks un izbalējis ar oranžu vai dzeltenu malu.

Varavīksnes veids ir atkarīgs arī no pilienu formas. Krītot gaisā, lieli pilieni

saplacināt, zaudē savu sfēriskumu. Šādu pilienu vertikālā sadaļa

tuvojas elipsei. Aprēķini parādīja, ka sarkanā minimālā novirze

stari, kas iet cauri saplacinātiem pilieniem ar rādiusu 0,5 mm, ir 140°.

Tāpēc sarkanā loka leņķiskais izmērs nebūs 42°, bet tikai 40°. Vairāk

lieli pilieni, piemēram, ar rādiusu 1,0 mm, minimālā sarkanā novirze

stari būs 149°, un varavīksnes sarkanā loka izmērs būs 31°, nevis

42°. Tādējādi, jo spēcīgāka ir pilienu saplacināšana, jo mazāks ir rādiuss

varavīksne, ko tie veido.

Papildu loku "noslēpums" ir atrisināts!

A. Freizers, vienlaikus apsvēris pilienu izmēra un formas ietekmi uz izskatu

varavīksne, izdevās atklāt papildu loku parādīšanās "noslēpumu". Tiklīdz

tika teikts, ka dominējošo pilienu izmēra samazināšanās un lielo

rīkoties pretējos virzienos. Kas ņems virsroku? Kad un ko

vai ietekme uzvarēs?

Skaidra abu faktoru mijiedarbības un to kopīgās ietekmes ilustrācija

uz varavīksnes veida ir att. 3 a un b sastādījis A. Freizers,

pamatojoties uz aprēķiniem: Šie skaitļi parāda intensitātes sadalījumu

gaisma galvenajā varavīksnē un papildu loki atkarībā no pilienu izmēra.

Priekšplānā sarežģīta viļņota virsma (3. att.). a)

sastāv no daudzām atsevišķām līknēm. Katra līkne sniedz sadalījumu

un gaismas intensitāte varavīksnē no viena piliena. Tiek novilkta katra piektā līkne

biezāks, skaitļi labajā pusē norāda līknei atbilstošā krituma rādiusu, collas

milimetri. Visas līknes sākas kreisajā pusē ar ļoti zemu intensitāti (ārpus

varavīksnes), tad ātri paaugstinās līdz maksimumam no 138° līdz 139° (pirmais

varavīksne). Nākamā grēda labajā pusē ir pirmais papildu loks, kam seko otrais

papildu loks utt. Attālums starp lokiem, kā redzams attēlā,

strauji samazinās, palielinoties pilienu rādiusam. Tā ir pirmā faktora ietekme.

Varavīksne kļūst šaurāka, palielinoties pilienu izmēram.

Augšējā līkne S ir rezultāts, saskaitot visu izmēru pilienu ieguldījumu.

Tas raksturo gaismas intensitātes sadalījumu pēdējā varavīksnē,

ko mēs redzam.

137 138 139 140 141 142

Leņķiskais attālums no Saules

137 138 139 140 141 142

Leņķiskais attālums no Saules

Rīsi. 3. Gaismas intensitātes sadalījums galvenajā varavīksnē un papildu

loki atkarībā no pilienu izmēra.

a - neņemot vērā pilienu saplacināšanu; b - ņemot vērā pilienu saplacināšanu. S-

kopējā līkne.

3. att b ir parādītas tās pašas līknes, bet tagad tiek ņemta vērā saplacināšanas ietekme

pilieni, jo spēcīgāks, jo lielāki pilieni. Atsevišķas līknes lieliem

saplacinātie pilieni tiek novirzīti uz lielākiem minimālajiem novirzes leņķiem no

Saule (vai, kas ir tas pats, varavīksnes rādiusu samazināšanās virzienā), un rezultātā

visa viļņotā virsma izrādījās izliekta pa labi (individuāls

maksimumi ir aizgājuši pa labi). Tas noveda pie tā, ka uz iegūto kopsummu

līkne parādījās, papildus galvenajai varavīksnei, uz stūriem papildu loki

attālumi no Saules: pirmais -140,5°, otrais -141,3°, trešais - 142,4°,

ceturtais ir 142,5°.

Papildu loki ir redzami tikai netālu no galvenās varavīksnes augšdaļas, jo tie

veido tikai vertikāli vai tuvu tiem stari, kas izgājuši cauri

elipsveida pilienu sekcijas.

Aprēķini ir parādīti, bet to var redzēt arī 3. attēlā b, kas

papildus, lokus veido galvenokārt pilieni, kuru izmērs ir no 0,2 līdz 0,3 mm.

Lielāki un mazāki pilieni dod maksimumus, kas pārklājas viens ar otru.

draugs un pārāk tālu no galvenās varavīksnes (tie iet pa labi). varavīksnes

pilieni ar diametru 0,2-0,3 mm ir preferenciālā stāvoklī, jo

to maksimumi nekur nav mainījušies. Tādējādi var secināt, ka

papildu loki ir redzami, ja stipra lietus laikā ir ievērojamas,

pilienu skaits ar rādiusu 0,25 mm un daži lielāki pilieni, kas ieeļļo

bilde. Tāpēc biežāk ir redzami papildu loki un krāsainākie nav īpaši spilgti.

intensīvas vasaras lietusgāzes. Tie parādās arī uz plīvura fona

sīki pilieni, kas veidojas, kad ūdens tiek izsmidzināts apūdeņošanā

instalācijas.

Vai ir iespējams redzēt visu varavīksnes loku? No zemes virsmas mēs varam novērot

varavīksne labākajā gadījumā pusloka formā, kad Saule ir plkst

horizonts. Kad Saule lec, varavīksne nokrīt zem horizonta. Pirmā varavīksne var būt

redzēt Saules augstumā vairāk nekā 42 °, bet otro - vairāk nekā 50 °. No lidmašīnas un

labāk no helikoptera (vairāk skats) var vērot varavīksni vesela apļa formā!

Šādas apļveida varavīksnes (tā un varavīksnes, tas ir, loka) apraksts jau ir neērts

vārds!) tika ievietots žurnālā "Daba". Viņu redzēja lidmašīnas pasažieri,

lidojot Novosibirskas apgabalā 1000 m augstumā.

Varavīksnes gaismas polarizācija. Varavīksnes gaismu raksturo neparasti augsta

polarizācijas pakāpe. Pirmajā varavīksnē tas sasniedz 90%, otrajā - aptuveni 80%. AT

To ir viegli redzēt, ja paskatās uz varavīksni caur polarizējošo prizmu.

Nikolajs. Pie maziem prizmas griešanās leņķiem varavīksne pilnībā pazūd.

Varavīksne bez lietus?

Vai ir varavīksnes bez lietus vai bez lietus svītrām? Izrādās, ka tādas ir

laboratorijā. Mākslīgās varavīksnes radīja refrakcija

gaisma vienā suspendētā destilēta ūdens pilē, ūdens ar sīrupu vai

dzidra eļļa. Pilienu izmēri bija no 1,5 līdz 4,5 mm. smagi pilieni

izstiepts gravitācijas ietekmē, un to šķērsgriezums vertikāli

lidmašīna bija elipse. Kad pilienu apgaismo hēlija stars

neona lāzers (ar viļņa garumu 0,6328 μm), ne tikai pirmais un

otrais no varavīksnes, bet arī ārkārtīgi spilgtais trešais un ceturtais, centrēts ap

gaismas avots (šajā gadījumā lāzers). Reizēm pat izdevās dabūt

piektā un sestā varavīksne. Šīs varavīksnes, tāpat kā pirmā un otrā, kūlis bija malā,

pretēji avotam.

Tātad, viena pile radīja tik daudz varavīksnes! Tiesa, šīs varavīksnes nebija

zaigojošs. Tie visi bija vienā krāsā, sarkani, jo tos veidoja nevis balts

gaismas avots, bet monohromatisks sarkans stars.

miglaina varavīksne

Dabā ir baltas varavīksnes, kas tika minētas iepriekš. Tie parādās

kad to apgaismo saules stari, vāja migla, kas sastāv no pilieniem

ar rādiusu 0,025 mm vai mazāku. Tos sauc par miglainām varavīksnēm. Papildus galvenajam

varavīksnes izcili balta loka formā ar tikko pamanāmu dzeltenīgu malu

dažreiz tiek novēroti krāsaini papildu loki: ļoti vāji zils vai

zaļa loka un tad bālgans sarkans.

Līdzīga izskata baltu varavīksni var redzēt, kad prožektoru stars

atrodas aiz jums, izgaismo intensīvu miglu vai vieglu miglu jūsu priekšā.

tu. Pat ielu lampa var radīt, kaut arī ļoti vāju, baltu varavīksni,

redzams uz tumšā nakts debesu fona.

mēness varavīksnes

Tāpat kā saules varavīksnes, var rasties arī Mēness varavīksnes. Tie ir vājāki un

parādās pilnmēness laikā. Mēness varavīksnes ir retāk nekā

saulains. Lai tie notiktu, ir nepieciešama divu nosacījumu kombinācija: pilnīga

Mēness nav aizsegts ar mākoņiem un lietusgāzēm vai tā svītrām

(nesasniedzot Zemi). Dušas dienas konvekcijas dēļ

gaisa kustības, naktī izkrīt daudz retāk.

Mēness varavīksnes var novērot jebkur pasaulē, kur

iepriekš minētie divi nosacījumi.

Dienas laikā saules varavīksnes, ko veido pat ļoti mazas lietus lāses

vai migla, diezgan bālgans, gaišs, un tomēr to ārējā mala vismaz

vāji, bet oranžā vai dzeltenā krāsā. Mēness veidotās varavīksnes

stari, nemaz neattaisno savu nosaukumu, jo tie nav zaigojoši un

izskatās kā gaišas, pilnīgi baltas lokas.

Sarkanās krāsas trūkums Mēness varavīksnēs pat ar lielām lietus lāsēm

nokrišņu daudzums skaidrojams ar zemo apgaismojuma līmeni naktī, kurā pilnībā

tiek zaudēta acs jutība pret sarkanajiem stariem. Citas krāsas

varavīksnes stari arī zaudē lielu daļu krāsu toņa dēļ

ahromatiskums (nekrāsots) cilvēka nakts redzamība.

Krievijas Federācijas Vispārējās un profesionālās izglītības ministrija