Opišite bilo koji prirodni fenomen - dugu. Šta je duga i sve što je s njom povezano

Duge se obično objašnjavaju jednostavnim lomom i refleksijom sunčevih zraka u kapima kiše. Svjetlost izlazi iz kapljice pod širokim rasponom uglova, ali najveći intenzitet se opaža pod uglom koji odgovara dugi. Vidljiva svjetlost različitih talasnih dužina različito se lomi u kapljici, odnosno u zavisnosti od talasne dužine svetlosti (odnosno boje). Bočna duga nastaje refleksijom svjetlosti dvaput unutar svake kapi. U ovom slučaju, svjetlosni zraci izlaze iz kapi pod različitim uglovima od onih koji proizvode glavnu dugu, a boje u sekundarnoj dugi su obrnutim redoslijedom. Udaljenost između kapi koje uzrokuju dugu i posmatrača nije bitna

Tipično, duga je obojeni luk sa ugaonim radijusom od 42°, vidljiv na pozadini zavjese jake kiše ili nizova kiše koja često ne dopire do površine Zemlje. Duga je vidljiva u pravcu neba nasuprot Suncu, i to uvek kada Sunce nije prekriveno oblacima.

Središte duge je tačka dijametralno suprotna od Sunca - antisolarna tačka. Spoljni luk duge je crven, a zatim slede narandžasti, žuti, zeleni, itd., koji završavaju unutrašnjim ljubičastim.

Sve duge su sunčeva svjetlost razbijena na svoje komponente i kretala se po nebu na takav način da se čini da dolazi iz dijela neba suprotnog od mjesta gdje se Sunce nalazi.

Naučno objašnjenje duge prvi je dao Rene Descartes 1637. Descartes je objasnio dugu na osnovu zakona prelamanja i refleksije sunčeve svjetlosti u kapima kiše koja pada.

30 godina kasnije, Isaac Newton, koji je otkrio disperziju bijele svjetlosti tokom prelamanja, dopunio je Descartesovu teoriju objašnjavajući kako se zraci u boji prelamaju u kapima kiše.

Unatoč činjenici da je Descartes-Newtonova teorija duge stvorena prije više od 300 godina, ona ispravno objašnjava glavne karakteristike duge: položaj glavnih lukova, njihove ugaone veličine, raspored boja u dugama različitog reda. .

Dakle, neka paralelni snop sunčeve svjetlosti padne na kap. Zbog činjenice da je površina kapi zakrivljena, različite zrake će imati različite uglove upada. Oni variraju od 0 do 90°. Pratimo putanju zraka koji prolazi kroz kap. Nakon što se lomi na granici zrak-voda, snop ulazi u kap i dolazi do suprotne granice. Dio energije zraka, nakon što se prelomi, napušta kap, dio, nakon što je doživio unutrašnju refleksiju, ponovo odlazi unutar kapi do sljedećeg mjesta refleksije. I ovdje dio energije zraka, nakon što se prelomi, izlazi iz kapi, a dio, nakon što je doživio drugu unutrašnju refleksiju, prolazi kroz kap, itd. U principu, snop može doživjeti bilo koji broj unutrašnjih refleksije, a svaki snop ima dva prelamanja - na ulazu i na izlasku iz kapi. Paralelni snop zraka koji pada na kapljicu pokazuje se da je jako divergentan po izlasku iz kapljice (slika 2). Koncentracija zraka, a samim tim i njihov intenzitet, to je veća što su bliže zraku koja je doživjela minimalno skretanje. Samo minimalno odbijeni zrak i zraci koji su mu najbliži imaju dovoljan intenzitet da formiraju dugu. Zato se ovaj zrak naziva duginim zrakom.

Svaki bijeli zrak, prelomljen u kapljici, razlaže se u spektar, a iz kapi izlazi snop divergentnih obojenih zraka. Budući da crvene zrake imaju niži indeks loma od drugih obojenih zraka, oni će doživjeti minimalno odstupanje u odnosu na druge. Minimalna odstupanja ekstremnih zraka boje vidljivog spektra crvene i ljubičaste su sljedeća: D1k = 137°30\" i D1f = 139°20\". Preostale obojene zrake će zauzeti pozicije između njih.

Sunčeve zrake koje prolaze kroz kap sa jednim unutrašnjim odrazom ispostavlja se da izlaze iz tačaka na nebu koje se nalaze bliže antisolarnoj tački nego Suncu. Stoga, da biste vidjeli ove zrake, morate stajati leđima okrenuti Suncu. Njihove udaljenosti od antisolarne tačke biće jednake, redom: 180° - 137°30" = 42°30" za crvenu i 180° - 139°20" = 40°40" za ljubičastu.

Zašto je duga okrugla? Činjenica je da manje-više sferna kap, obasjana paralelnim snopom sunčevih zraka, može formirati dugu samo u obliku kruga. Hajde da objasnimo ovo.

Opisani put u kapi sa minimalnim odstupanjem pri izlasku iz nje čini ne samo zrak koji smo pratili, već i mnoge druge zrake koje su pale na kap pod istim uglom. Sve ove zrake formiraju dugu, zbog čega se nazivaju duginim zracima.

Koliko duginih zraka ima u snopu svjetlosti koji pada na kap? Ima ih mnogo, u suštini čine cijeli cilindar. Geometrijska lokacija tačaka njihovog pada na kap je cijeli krug.

Kao rezultat prolaska kroz kap i prelamanja u njoj, cilindar bijelih zraka pretvara se u niz obojenih lijevka umetnutih jedan u drugi, centriranih u antisolarnoj tački, sa otvorenim zvonima okrenutim prema posmatraču. Vanjski lijevak je crven, u njega se ubacuje narandžasta, žuta, zatim zelena, itd., završavajući unutrašnjom ljubičastom.

Tako svaka pojedinačna kap formira čitavu dugu!

Naravno, duga iz jedne kapi je slaba, a u prirodi je nemoguće vidjeti odvojeno, jer u kišnoj zavjesi ima mnogo kapi. U laboratoriji je bilo moguće promatrati ne jednu, već nekoliko duga nastalih lomom svjetlosti u jednoj suspendiranoj kapljici vode ili ulja kada je osvijetljena laserskim snopom.

Duga koju vidimo na nebu je mozaična – formirana je od mirijada kapi. Svaka kap stvara niz obojenih lijevka (ili čunjeva) ugniježđenih jedan na drugi. Ali iz pojedinačne kapi samo jedna obojena zraka pogađa dugu. Oko posmatrača je zajednička tačka u kojoj se ukrštaju obojene zrake iz mnogih kapi. Na primjer, sve crvene zrake koje izlaze iz različitih kapljica, ali pod istim uglom i ulaze u oko posmatrača, formiraju crveni luk duge, kao i sve narandžaste i druge obojene zrake. Zato je duga okrugla.

Dvije osobe koje stoje jedna pored druge vide svoju dugu. Ako hodate cestom i gledate u dugu, ona se kreće s vama, formirajući se svakog trenutka prelamanjem sunčevih zraka u sve više kapi. Zatim padaju kapi kiše. Mesto otpale kapi zauzima druga i uspeva da pošalje svoje obojene zrake u dugu, a za njom sledeća itd. Dok pada kiša, vidimo dugu.

Svi smo vidjeli raznobojni luk koji se pojavljuje na nebu. Ali šta je duga? Kako nastaje ovaj čudesni fenomen? Misterija prirode duge oduvijek je fascinirala čovječanstvo, a ljudi su pokušavali pronaći objašnjenje za ono što se događa uz pomoć legendi i mitova. Danas ćemo pričati upravo o tome. Šta je duga i kako nastaje?

Mitovi

Svima je poznato da su stari ljudi bili skloni oboženju i mistifikaciji većine prirodnih pojava, bilo da se radi o grmljavini i munji ili zemljotresu. Nisu zanemarili ni dugu. Šta znamo od naših predaka? Šta je duga i kako se pravi?

• Drevni Vikinzi su vjerovali da je duga most Bifrost, koji povezuje zemlju naroda Mitgarda i bogova (Asgard).
• Indijanci su vjerovali da je duga luk koji pripada bogu groma Indri.
• Grci nisu otišli daleko od svojih savremenika i takođe su dugu smatrali dragim glasnikom bogova Iris.
• Jermeni su odlučili da to nije prirodna pojava, već pojas boga Sunca (ali bez odluke su promijenili „specijalnost“ Boga i „prisilili“ ga da bude odgovoran za umjetnost i nauku).
• Australci su otišli dalje i animirali dugu, čineći je zmijom zaštitnicom vode.
• Prema afričkim mitovima, tamo gdje duga dodiruje zemlju, može se pronaći blago.
• Zanimljivo je šta je zajedničko Afrikancima i Ircima, jer njihov Leprechaun krije i lonac zlata na kraju duge.

Mogli bismo dugo nabrajati mitove i legende naroda iz cijelog svijeta i za svakoga bismo pronašli ponešto zanimljivo. Ali šta je zapravo duga?

Priča

Prve svjesne i bliske stvarnosti zaključke o atmosferskom fenomenu koji razmatramo dao je Aristotel. Bilo je to samo nagađanje, ali on je postao prva osoba koja je dugu iz mitologije prenijela u stvarni svijet. Aristotel je pretpostavio da duga nije predmet ili supstanca, pa čak ni stvarni predmet, već jednostavno vizuelni efekat, slika, slična fatamorgani u pustinji.

Međutim, prvo naučno istraživanje i opravdanje izvršio je arapski astronom Qutb ad-Din al-Shirazi. U isto vrijeme, slična istraživanja su sproveli njemački istraživači.

Godine 1611. stvorena je prva fizička teorija duge. Mark Antony de Dominis je na osnovu zapažanja i eksperimenata došao do zaključka da se duge formiraju zbog prelamanja svjetlosti u kapima vode sadržanim u atmosferi za vrijeme kišnog vremena. Tačnije, opisao je kompletnu sliku formiranja duge zbog dvostrukog prelamanja svjetlosti na ulazu i izlazu iz kapi vode.

fizika

Dakle, šta je duga, čiju je definiciju dao Aristotel? Kako nastaje? Vjerovatno su svi čuli za postojanje infracrvenog i ultraljubičastog zračenja? Ovo je “svjetlo” koje dolazi iz bilo kojeg materijalnog objekta u različitim mjernim rasponima.

Dakle, sunčeva svetlost se sastoji od zraka različitih talasnih dužina i uključuje sve vrste zračenja od „tople” crvene do „hladne” ljubičaste. Kada svjetlost prođe kroz kapljice vode, ona se dijeli na zrake različitih valnih dužina (i različitih boja), a to se dešava dva puta; kada udari u vodu, zraka se rascijepi i lagano odstupi od svoje putanje, a kada izađe, odstupi čak i više, zbog čega se duga može vidjeti golim okom.

Za djecu

Naravno, svako ko je završio školu sa najmanje C ocjenom će vam reći o dugi. Ali šta ako dete priđe roditelju i pita: "Mama, šta je duga? Odakle dolazi?" Najlakši način da se to objasni je ovako: "Ovo su sunčevi zraci, prolaze kroz kišu, svjetlucaju." U mlađoj dobi djeca ne moraju znati fizičku pozadinu te pojave.

Dobro poznate dugine boje imaju strog redosled i uvek isti redosled. Kao što smo već saznali, to je rezultat fizičkih procesa. Međutim, iz nekog razloga, mnogi odrasli (roditelji, odgajatelji u vrtiću) zahtijevaju od djece da znaju ispravan redosljed boja duge. Za brže pamćenje izmišljeni su izrazi u kojima prva slova riječi simboliziraju određenu boju. Evo najpoznatijih oblika:

Kao što vidite, možete pratiti ispravan redosled boja po prvom slovu (crveno-narandžasto-žuto-zeleno-cijan-plavo-ljubičasto). Inače, Isaac Newton nije razlikovao plavu i indigo, već plavu i indigo. Zašto su nazivi boja promijenjeni ostaje misterija. Generalno, da li je zaista toliko važno znati šta je duga da biste joj se divili?

Kada pogledate dugu, ona očarava svojim nevjerovatnim, misterioznim izgledom. Raznobojni most duž neba djeluje fantastično, nestvarno, tjera vas da vjerujete u bajku. Gledajući ovo čudo prirode, koje se uvijek pojavljuje iznenada, smrzavamo se u tihom divljenju.

Ova zanimljiva prirodna pojava se ne opaža često na nebu. Javlja se kada pada kiša i sunce sija u isto vrijeme. U tom slučaju morate stajati leđima okrenuti suncu i licem prema kiši.

Duga se također može vidjeti u kapi vode kada je sunce obasja pod određenim uglom. Ovaj prelepi fenomen se može ponovo kreirati. Najlakši način da dobijete dugu je sunčevom svjetlošću. Za izvođenje eksperimenta trebat će vam sljedeće: posuda s vodom, list bijelog papira, ogledalo, baterijska lampa. Refrakcija svjetlosti u vodi razbija je na boje i reflektira ih na bijelom listu. Kao rezultat toga, posmatramo spektar - trake crvene, narandžaste, žute, zelene, plave, indigo i ljubičaste. Ima ih samo sedam i zovu se glavni. U stvarnosti, zamjenjuju ih hiljade nijansi, one su kontinuirane i glatko prelaze iz jedne u drugu.

Dugu možete napraviti bez sunčeve svjetlosti, odnosno u mraku. Ali tada spektar boja izgleda manje svijetao. Da biste demonstrirali izgled duge, dovoljno je da se ograničite na jedan predmet - CD. U ovom slučaju čak ni voda nije potrebna. Ako promenite ugao CD-a, nastaju veoma lepi efekti. Možete dobiti ili duginu prugu ili cijeli krug.

Esej-razmišljanje o dugi

Lijepo je i zabavno gledati dugu. Kada tmurno, olujno vrijeme ustupi mjesto sunčanom vremenu, a pred očima vam se pojavi svijetli raznobojni most, raduju se i mladi i stari. Nije uzalud što se na ukrajinskom duga zove "veselka". Ponekad možete primijetiti dva ili više raznobojnih luka koji se promatraju na pozadini oblaka ako se nalazi nasuprot Suncu. U ovom slučaju vidimo crvenu sa vanjske strane duge, a ljubičastu iznutra.

Slika duge naširoko se odražava u usmenoj narodnoj umjetnosti, književnosti, poeziji i slikarstvu. Mnoge pjesme, pjesme, zagonetke i poslovice posvećene su ovom divnom optičkom fenomenu. I koliko je narodnih znakova i praznovjerja povezano s njim! Evo samo nekih od njih, najpovoljnijih i najperspektivnijih. Ko prođe ispod duge, njegov život će obnoviti svoje boje, postati svjetliji, zasićeniji. Duga koja svojim krajevima počiva na tlu ukazuje na mjesta gdje će biti dobra žetva ili skriveno blago - „lonac sa zlatom“. Voda iz koje "raste" raznobojni polukrug ima ljekovita svojstva. Ženi koja je smatrana neplodnom podariće dugo očekivano dijete, a teško bolesnoj osobi oporavak. Osoba koja ugleda dugu zimi sigurno će biti veoma srećna, jer će ga sreća pratiti u svim njegovim nastojanjima.

Ne samo u starom Egiptu, već i među starim Arijcima-Proto-Slovenima, bog sunca se zvao Ra. Prema legendi, nosio je sunce do nebeskog svoda na svojim kolima. Možda je odatle došlo i ime duge - luk boga Ra. U mnogim kulturama ovaj fenomen služi kao simbol preobraženja, nebeske slave, Božjeg prijestolja, granice između svjetova. Prema Bibliji, ovaj most između neba i zemlje stvorio je Bog kao znak Božjeg obećanja da više nikada neće poslati potop ljudima, kao i kao simbol oprosta za čovječanstvo.

U modernom gradu prilično je rijetko na svom putu naići na nebeski put sa sedam boja. Zato vjerujmo u radost i ljepotu koju daje sama priroda - u dugu! Ako imate sreće da prisustvujete ovom neverovatnom spektaklu, radujte mu se svim srcem i divite mu se do mile volje.

Kako nakon kiše, pogotovo ako je bila produžena, podiže raspoloženje rainbow!

Ovaj prirodni fenomen oduvijek je iznenađivao i oduševljavao ljude. Mnoge legende i vjerovanja povezana su s pojavom duge.

Kako se pojavljuje duga?

Duga nastaje jer se svjetlost lomi i reflektira mnogo puta u kapljicama vode koje plutaju u zraku nakon kiše ili u magli. Različite boje u svjetlosti se različito odbijaju, zbog čega se opaža razlaganje bijele svjetlosti u spektar, tj. vidimo dugu.

Inače, da bi se videla duga, izvor svetlosti, sunce, mora biti iza posmatrača.

Najčešće smo u mogućnosti da vidimo primarnu dugu, ali postoje slučajevi kada je uočena sekundarna duga. Sekundarna duga je uvijek manje svijetla i pojavljuje se oko prve. Pojava sekundarne duge nastaje zbog činjenice da se svjetlost dvaput reflektira u kapljicama vode. Zanimljivo je da je redosled boja u sekundarnoj dugi obrnut. To jest, ljubičasta je spolja, a crvena iznutra.

Nebo između ove dvije duge uvijek izgleda tamnije i naziva se Aleksandrova pruga.

Poznati su slučajevi posmatranja duge trećeg, pa čak i četvrtog reda. Istina, pojava četiri duge službeno je zabilježena samo 5 puta u proteklih 250 godina.

Mora se reći da je u laboratorijskim uvjetima moguće rekreirati dugu gotovo bilo kojeg velikog reda. Na primjer, postoje dokumentarni dokazi o prijemu duge reda dvije stotine.

Legende o dugi.

Od davnina ljudi su dugi pripisivali čudesna svojstva i o njoj pričali mnoge legende. Za gotovo sve narode duga je svijetla i dobra pojava, od koje možete očekivati ​​puno dobrih stvari.

Stari Grci su poistovećivali dugu sa boginjom Iris. Bila je boginja - posrednik između ljudi i bogova. Bila je prikazana sa prekrasnim zlatnim krilima i odjevena u odjeću obojenu svim duginim bojama.

Arapi su vjerovali da se za vrijeme kiše i grmljavine bog Kuzah bori sa silama zla, a kada kiša prestane, objesi svoj dugin luk na nebu u znak pobjede.

Isto su mislili i Sloveni, ali se njihov bog zvao Perun. Takođe su rekli da duga pije vodu iz rijeka i jezera, šalje ovu vodu na nebo, a zatim izaziva kišu.

U Kini su u to vjerovali rainbow- nebeski zmaj, posrednik između neba i zemlje.

Različiti narodi vjerovali su da je duga most između neba i zemlje, ili kamenčić kojim boginja Lada vuče vodu, ili da je to put u sljedeći svijet, a duše mrtvih mogu sići u naš svijet duž duge. . Vjerovali su da vještica može ukrasti dugu i izazvati sušu.

Bugari općenito vjeruju da će oni koji prođu ispod duge promijeniti spol. Stoga su žene koje su, na primjer, rađale samo djevojčice, pokušavale hodati ispod duge kako bi se sljedeće dijete rodilo dječak.

Biblija kaže da se duga prvi put pojavila na Zemlji nakon Velikog potopa, kao Božji znak da se ovakva nesreća više neće ponoviti.Takođe u kršćanstvu se duga povezuje sa Djevom Marijom, kao posrednicom između Boga i ljudi.

Zanimljivo je da različiti narodi imaju različit broj boja duge. U stvarnosti, naravno, spektar je kontinuiran, jedna boja nastaje iz druge. Ali, pojedinačne boje mogu se razlikovati. Općenito vjerujemo da u dugi postoji 7 boja. U Velikoj Britaniji ih ima 6, u Kini - 5, au arapskim zemljama - samo 4.

Duga je jedan od najneverovatnijih prirodnih fenomena. Šta je duga? Kako se to pojavljuje? Ova pitanja su zanimala ljude u svakom trenutku. Čak je i Aristotel pokušao da otkrije njegovu tajnu. Uz nju su povezana mnoga vjerovanja i legende (put na onaj svijet, veza između neba i zemlje, simbol obilja itd.). Neki narodi su vjerovali da će onaj ko prođe ispod duge promijeniti spol.

Njena ljepota zadivljuje i oduševljava. Gledajući ovaj raznobojni "magični most", želite vjerovati u čuda. Pojava duge na nebu obaveštava da je loše vreme prošlo i da je stigla vedra sunčana sezona.

Kada se dešava duga? Može se uočiti tokom kiše ili nakon pljuska. Ali munja i grmljavina nisu dovoljni da se to dogodi. Pojavljuje se tek kada se sunce probije kroz oblake. Potrebni su određeni uslovi da bi se to primijetilo. Morate biti između kiše (treba da bude ispred) i sunca (treba da bude iza). Vaše oči, centar duge i sunce moraju biti na istoj liniji, inače nećete vidjeti ovaj magični most!

Sigurno su mnogi primijetili šta se događa kada zrak padne na mjehur od sapunice ili na ivicu zakošenog ogledala. Dolazi u raznim bojama (zelena, plava, crvena, žuta, ljubičasta, itd.). Predmet koji dijeli snop na njegove sastavne boje naziva se prizma. I rezultirajuća višebojna linija je spektar.

Dakle, ovo je zakrivljeni spektar, traka boje nastala kao rezultat cijepanja snopa svjetlosti prilikom prolaska kroz kapi kiše (koje su u ovom slučaju prizma).

Boje sunčevog spektra su raspoređene određenim redoslijedom. S jedne strane - crvena, pa narandžasta, do nje - žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta. Duga je jasno vidljiva sve dok kapi kiše padaju ravnomjerno i često. Što je češće, to je svjetlije. Dakle, tri procesa se istovremeno dešavaju u kapi kiše: prelamanje, refleksija i razgradnja svetlosti.

Gdje vidjeti dugu? U blizini fontana, vodopada, na pozadini kapljica, prskanja itd. Njegov položaj na nebu zavisi od položaja sunca. Možete se diviti cijelom duginom krugu ako ste visoko na nebu. Što se sunce više diže iznad horizonta, obojeni polukrug postaje manji.

Prvi pokušaj da se objasni šta je duga učinio je 1611. Antonio Dominis. Njegovo objašnjenje je bilo drugačije od biblijskog, pa je osuđen na smrt. Godine 1637. Descartes je dao naučni fenomen zasnovan na prelamanju i refleksiji sunčeve svjetlosti. Tada još nisu znali za dekompoziciju snopa u spektar, odnosno disperziju. Zato je Descartesova duga ispala bijela. 30 godina kasnije, Newton ju je "obojio", dopunivši teoriju svog kolege objašnjenjima za prelamanje obojenih zraka u kapima kiše. Unatoč činjenici da je teorija stara više od 300 godina, ona ispravno formulira šta je duga i njene glavne karakteristike (raspored boja, položaj lukova, kutni parametri).

Nevjerovatno je kako svjetlost i voda koje su nam poznate zajedno stvaraju potpuno novu, nezamislivu ljepotu, umjetničko djelo koje nam je dala priroda. Duga uvijek budi nalet emocija i dugo ostaje u sjećanju.