group-telegram.com/getaclass_channel/895
Last Update:
#физика
#physics
Радуга — одно из прекраснейших природных явлений, но как же она образуется? Обычно мы видим радугу, когда солнце находится позади нас не слишком высоко над горизонтом и освещает капли дождя или мелкие капли воды в струях фонтана. При этом те солнечные лучи, которые преломились и прошли сквозь капли вперёд, попасть в наш глаз уже не могут. Учёные античности считали поэтому, что радуга образуется за счёт простого отражения от капель, как от сферических зеркал, но тогда остаётся непонятным появление разных цветов радуги. И только в XVII веке достаточно полное объяснение этого явления на основе преломления и внутреннего отражения света дал сначала хорватский учёный Марк Антоний де Доминис в 1611 году, а затем в 1637 году знаменитый французский философ Рене Декарт в книге «Метеоры» — одном из приложений к «Рассуждению о методе». Его изложение настолько полно, последовательно и изящно, что мы снимали ролик, следуя по стопам Декарта.
Чтобы рассмотреть всё подробно, в качестве капли мы взяли круглую литровую колбу, наполненную водой, поместили её в пучок солнечного света, и на экране перед колбой появилась яркая радужная полоса. Она не исчезает, когда световой пучок почти полностью перекрыт непрозрачным круглым экраном, и это означает, что радугу создаёт свет, падающий на самые края капли.
Ход лучей в колбе хорошо виден, если добавить в воду чуть-чуть молока и посветить лазером. Падающий снаружи луч сначала преломляется на поверхности колбы, затем падает на поверхность колбы, но уже изнутри, и частично отражается внутрь колбы. Этот отражённый луч снова преломляется на поверхности колбы и выходит наружу, и именно он ответственен за появление радуги. Это отлично видно в модели в программе «Algoodoo», когда на каплю падает тонкий пучок белого света. Белый свет содержит в своём составе волны разной длины, коэффициенты преломления для этих волн несколько различаются, поэтому они отклоняются на разные углы, образуя на экране радужную полосу.
Когда мы смотрим на радугу, в наш глаз попадают лучи только от тех капель, которые расположены на поверхности конуса с определённым углом раствора, и этим задаётся видимый размер радуги. Нетрудно рассчитать угол, на который отклоняется произвольный падающий луч после преломления, отражения и ещё одного преломления. И здесь самое важное то, что есть наибольший угол отклонения: именно на этот угол отклонится большая часть лучей данного цвета, образуя яркую тонкую дугу, а остальные лучи дадут лишь слабое свечение во внутренней зоне. Лучи разного цвета отклоняются несколько по-разному и составляют яркую радугу, при этом внутренняя область тоже возвращает нам свет, но она бледная, и в ней все цвета снова смешиваются в белый свет. Внешняя область остаётся тёмной, но иногда на её фоне становится видна вторая радуга с обращённым порядком цветов, и эту радугу создают лучи, вышедшие из капли после двух последовательных внутренних отражений. При этом важно понимать, что красный свет от первой радуги приходит в наш глаз от одних капель, фиолетовый — от других, а красный свет от второй радуги — от третьих, и так для каждого цвета.
А о том, при каких условиях можно увидеть полную круговую радугу, и о других интересных подробностях этого непростого оптического явления вы узнаете из нашего нового ролика «Как возникает радуга?», смотрите и не забывайте ставить лайки!
P.S. Кстати, параллельно с этим выпуском вышла его англоязычная версия «How does a rainbow arise?».
P.P.S. По данной ссылке можно посмотреть ролик «Как возникает радуга?» на наших альтернативных платформах.
[Поддержите нас]
BY GetAClass - физика и здравый смысл
Share with your friend now:
group-telegram.com/getaclass_channel/895