Радуга – это оптическое явление, которое возникает при прохождении света через капли воды в атмосфере. Она представляет собой дугу из разноцветных полос на голубом небе. Задача объяснить, почему радуга разноцветная, не такая уж и простая, но мы попытаемся ответить на этот вопрос, рассмотрев физические процессы, происходящие при ее образовании.
Первое, что следует учесть – это то, что белый свет, который мы видим во вне, на самом деле свет, состоящий из всех цветов спектра. Он представляет собой смесь всех видимых цветов, начиная от красного и заканчивая фиолетовым. Об этом давно известно, и в этом мы убедились благодаря Оптике Исаака Ньютона, который в 1666 году разбил белый свет при помощи кристалла на все цвета спектра.
Итак, радуга формируется из белого света, проходящего через капли воды, которые разбивают его на все цвета спектра.
Теперь рассмотрим физические явления, которые происходят, когда белый свет проходит через капли дождя.
Когда белый свет входит в каплю дождя через одну сторону, он проходит через три слоя. Это внешний слой, центральная часть и внутренний слой. При этом он замедляется, а угол, под которым он проходит через каплю, изменяется.
Количество изгибления света при прохождении через каплю зависит от длины волны света. Наибольшее изгибление происходит для красного света, наименьшее – для фиолетового света, который находится на другом конце спектра.
Фактически, каждый цвет оптического спектра имеет свой уникальный угол, при котором свет будет изогнут при прохождении через каплю. Диапазон углов входа для каждого цвета составляет около 40 градусов.
При прохождении через каплю свет разбивается на три части, каждая из которых изгибается при разном угле, в зависимости от длины волны света. Красный свет, изогнутый под углом, который является наименьшим для всех цветов, выходит из воды первым, затем идут оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый свет.
Таким образом, когда солнечный свет проходит через капли дождя и выходит из них, он разделяется на все цвета спектра, что и создает красочную дугу через небо.
Однако, на разноцветность радуги влияет не только угол изгибления света при прохождении через капли воды, но и толщина капель. Более тонкие капли создают более крупную радугус более яркими цветами, в то время как более толстые капли создают более узкую и бледную радугу.
Также радуга может быть двойной, когда два круга разных размеров и цветов образуются вокруг солнца. В этом случае происходит двукратное отражение световых лучей внутри капель дождя, что создает дополнительный круг.
В общем, радуга разноцветная потому, что белый свет, состоящий из всех цветов спектра, проходит через капли дождя, которые разбивают свет на каждый отдельный цвет. Цвета появляются благодаря различной скорости прохождения света через капли, которые определяют углы изгибления света. Толщина капель также может влиять на цвета радуги.