Descrieți orice fenomen natural al curcubeului. Ce este un curcubeu și tot ce este legat de el

Curcubeul se explică de obicei prin simpla refracție și reflectare a razelor soarelui în picături de ploaie. Lumina iese din picătură pe o gamă largă de unghiuri, dar cea mai mare intensitate este observată la un unghi corespunzător curcubeului. Lumina vizibilă de diferite lungimi de undă este refractată într-o picătură în moduri diferite, adică depinde de lungimea de undă a luminii (adică de culoare). Un curcubeu lateral se formează ca urmare a unei duble reflexii a luminii în interiorul fiecărei picături. În acest caz, razele de lumină ies din picătură în unghiuri diferite decât cele care produc curcubeul principal, iar culorile din curcubeul secundar sunt în ordine inversă. Distanța dintre picături, care a provocat curcubeul, și observator nu joacă un rol

De obicei, un curcubeu este un arc colorat cu o rază unghiulară de 42°, vizibil pe fundalul unei perdele de ploaie abundentă sau dâre de ploaie, adesea neatingând suprafața Pământului. Curcubeul este vizibil pe partea opusă a cerului și întotdeauna cu Soarele neacoperit de nori.

Centrul curcubeului este un punct diametral opus Soarelui - punctul antisolar. Arcul exterior al curcubeului este roșu, urmat de arce portocalii, galbene, verzi etc., care se termină cu violetul interior.

Toate curcubeele sunt lumină solară împărțită în componentele sale și mutată de-a lungul firmamentului în așa fel încât pare să provină din partea opusă a firmamentului cu cea a Soarelui.

Explicația științifică a curcubeului a fost dată pentru prima dată de Rene Descartes în 1637. Descartes a explicat curcubeul pe baza legilor refracției și reflectării luminii solare în picăturile de ploaie care cădeau.

30 de ani mai târziu, Isaac Newton, care a descoperit dispersia luminii albe la refracție, a completat teoria lui Descartes explicând modul în care razele colorate sunt refractate în picăturile de ploaie.

În ciuda faptului că teoria curcubeului a lui Descartes - Newton a fost creată cu mai bine de 300 de ani în urmă, ea explică corect principalele caracteristici ale curcubeului: poziția arcelor principale, dimensiunile unghiulare ale acestora, aranjarea culorilor în curcubee de diferite ordine.

Deci, lăsați un fascicul paralel de lumină solară să cadă pe o picătură. Datorită faptului că suprafața picăturii este curbată, diferitele raze vor avea unghiuri de incidență diferite. Acestea variază de la 0 la 90°. Să urmărim traseul fasciculului care trece prin picătură. După ce s-a refractat la limita aer-apă, fasciculul intră în picătură și ajunge la limita opusă. O parte din energia fasciculului, refractată, părăsește picătura, o parte, după ce a experimentat reflexia internă, merge din nou în interiorul picăturii la următorul loc de reflexie. Din nou, o parte din energia fasciculului, după ce a fost refractată, părăsește picătura, iar o parte, după ce a experimentat o a doua reflexie internă, trece prin picătură etc. În principiu, fasciculul poate experimenta orice număr de reflexii interne și fiecare fasciculul are două refracții - la intrare și la ieșire din picătură. Un fascicul paralel de raze incidente pe o picătură se dovedește a fi puternic divergent la ieșirea din picătură (Fig. 2). Concentrația razelor și, prin urmare, intensitatea lor, este cu atât mai mare, cu cât acestea se află mai aproape de fasciculul care a experimentat abaterea minimă. Doar fasciculul deviat minim și grinzile cele mai apropiate de acesta au o intensitate suficientă pentru a forma un curcubeu. Prin urmare, această rază se numește raza curcubeului.

Fiecare rază albă, refractată într-o picătură, se descompune într-un spectru, iar din picătură iese un fascicul de raze colorate divergente. Deoarece razele roșii au un indice de refracție mai mic decât alte raze colorate, ele vor experimenta o abatere minimă în comparație cu restul. Abaterile minime ale razelor de culoare extreme ale spectrului vizibil de roșu și violet sunt următoarele: D1k \u003d 137 ° 30 "și D1ph \u003d 139 ° 20 \". Razele colorate rămase vor ocupa poziții intermediare între ele.

Razele soarelui care au trecut printr-o picătură cu o singură reflexie internă se dovedesc a emana din puncte de pe cer situate mai aproape de punctul antisolar decât de Soare. Prin urmare, pentru a vedea aceste raze, trebuie să stai cu spatele la Soare. Distanțele lor față de punctul antisolar vor fi, respectiv, egale: 180° - 137°30" = 42°30" pentru roșu și 180° - 139°20" = 40°40" pentru violet.

De ce este curcubeul rotund? Cert este că o picătură mai mult sau mai puțin sferică, iluminată de un fascicul paralel de raze de lumină solară, poate forma un curcubeu doar sub formă de cerc. Să explicăm asta.

Calea descrisă în picătură cu o abatere minimă la părăsirea acesteia face nu numai raza pe care am urmat-o, ci și multe alte raze care au căzut pe picătură în același unghi. Toate aceste raze formează un curcubeu, motiv pentru care se numesc raze curcubeu.

Câte raze de curcubeu există într-un fascicul de lumină care cade pe o picătură? Sunt multe dintre ele, de fapt, formează un întreg cilindru. Locul punctelor căderii lor pe picătură este un cerc întreg.

Ca urmare a trecerii prin picătură și refracție în ea, cilindrul de raze albe se transformă într-o serie de pâlnii colorate introduse una în alta, centrate în punctul antisolar, cu clopote deschise îndreptate spre observator. Pâlnia exterioară este roșie, portocaliu este introdus în ea, galben, apoi vine verde etc., terminând cu violetul interior.

Astfel, fiecare picătură individuală formează un întreg curcubeu!

Desigur, curcubeul dintr-o picătură este slab, iar în natură este imposibil să-l vezi separat, deoarece există multe picături în perdeaua de ploaie. În laborator, a fost posibil să se observe nu unul, ci mai multe curcubee formate prin refracția luminii într-o picătură suspendată de apă sau ulei atunci când este iluminată de un fascicul laser.

Curcubeul pe care îl vedem pe cer este mozaic - este format din miriade de picături. Fiecare picătură creează o serie de pâlnii (sau conuri) colorate imbricate una peste alta. Dar dintr-o singură picătură, doar o rază colorată intră în curcubeu. Ochiul observatorului este un punct comun în care se intersectează razele colorate din multe picături. De exemplu, toate razele roșii care ies din picături diferite, dar în același unghi și lovesc ochiul observatorului, formează un arc roșu al curcubeului, la fel și toate razele portocalii și alte colorate. Prin urmare, curcubeul este rotund.

Doi oameni care stau unul lângă altul își văd fiecare curcubeul. Dacă mergi pe drum și privești curcubeul, acesta se mișcă odată cu tine, fiind format în fiecare moment prin refracția razelor soarelui în picături din ce în ce mai multe. În continuare, cad picături de ploaie. Locul picăturii căzute este ocupat de altul și reușește să-și trimită razele colorate în curcubeu, urmate de următoarea etc. În timp ce plouă, vedem curcubeul.

Cu toții am văzut cum apare un arc multicolor pe cer. Dar ce este un curcubeu? Cum se formează acest fenomen miraculos? Misterul naturii curcubeului a fascinat întotdeauna omenirea, iar oamenii au încercat să găsească o explicație pentru ceea ce se întâmplă cu ajutorul legendelor și miturilor. Astăzi vom vorbi doar despre asta. Ce este un curcubeu și cum se formează?

mituri

Toată lumea știe că oamenii antici erau înclinați să divinizeze și să mistifice majoritatea fenomenelor naturale, fie că era vorba de tunete și fulgere sau de un cutremur. Nu au ocolit curcubeul. Ce știm de la strămoșii noștri? Ce este un curcubeu și cum se formează?

• Vechii vikingi credeau că curcubeul este podul Bifrost, care leagă țara oamenilor din Mitgard și zeii (Asgard).
• Indienii credeau că curcubeul este un arc aparținând zeului tunetului Indra.
• Grecii nu s-au îndepărtat de contemporanii lor și, de asemenea, considerau curcubeul ca fiind mesagerul drag al zeilor Iridei.
• Armenii au decis că acesta nu este un fenomen natural, ci centura Zeului Soare (dar fără să se hotărască, au schimbat „specialitatea” lui Dumnezeu și l-au „forțat” să fie responsabil pentru artă și știință).
• Australienii au mers mai departe și au animat curcubeul, făcându-l șarpele patron al apei.
• Potrivit miturilor africane, acolo unde curcubeul atinge pământul, poți găsi o comoară.
• Mă întreb ce au în comun africanii și irlandezii, pentru că Spiridușul lor ascunde și un vas cu aur la capătul curcubeului.

Încă puteți enumera miturile și legendele popoarelor din întreaga lume de mult timp și am găsi ceva interesant la fiecare. Dar ce este de fapt un curcubeu?

Poveste

Primele concluzii conștiente și apropiate de realitate asupra fenomenului atmosferic pe care îl luăm în considerare au fost date de Aristotel. A fost doar o presupunere, dar a devenit prima persoană care a transpus curcubeul din secțiunea de mituri în lumea reală. Aristotel a emis ipoteza că un curcubeu nu este un obiect sau o substanță, și nici măcar un obiect real, ci pur și simplu un efect vizual, o imagine, asemănătoare cu un miraj în deșert.

Cu toate acestea, primul studiu și justificare științifică a fost realizat de astronomul arab Qutb ad-Din ash-Shirazi. În același timp, studii similare au fost efectuate de cercetători germani.

În 1611, a fost creată prima teorie fizică a curcubeului. Mark Antony de Dominis, pe baza observațiilor și experimentelor, a ajuns la concluzia că un curcubeu se formează datorită refracției luminii în picăturile de apă conținute în atmosferă pe vreme ploioasă. Pentru a fi mai precis, el a descris imaginea completă a aspectului unui curcubeu datorită dublei refracții a luminii la intrarea și ieșirea dintr-o picătură de apă.

Fizică

Deci, ce este un curcubeu, a cărui definiție a fost dată de Aristotel? Cum se formează? Probabil că toată lumea a auzit despre existența radiațiilor infraroșii și ultraviolete? Aceasta este „lumina” care provine de la orice obiecte materiale din diferite domenii de măsurare.

Deci, lumina soarelui este formată din raze cu lungimi de undă diferite și include toate tipurile de radiații de la roșu „cald” până la violet „rece”. La trecerea prin picături de apă, lumina este împărțită în raze cu lungimi de undă diferite (și culori diferite), iar acest lucru se întâmplă de două ori, când intră în apă, fasciculul este împărțit și se abate ușor de la traiectoria sa, iar când iese, se abate cu atât mai mult, în urma căruia un curcubeu poate fi văzut cu ochiul liber.

Pentru copii

Desigur, oricine a absolvit liceul cu nota C vă va spune despre curcubeu. Dar ce să faci dacă un copil se apropie de părinte și îl întreabă: "Mamă, ce este un curcubeu? De unde vine?" Cel mai simplu mod de a explica acest lucru este: „Acestea sunt razele soarelui, care trec prin ploaie, strălucesc”. La o vârstă mai mică, copiii nu au nevoie să cunoască fundalul fizic al fenomenului.

Toată lumea știe că culorile curcubeului au o ordine strictă și întotdeauna aceeași secvență. După cum am aflat deja, acesta este rezultatul proceselor fizice. Cu toate acestea, din anumite motive, mulți adulți (părinți, profesori de grădiniță) solicită copiilor să cunoască ordinea corectă a culorilor din curcubeu. Pentru o memorare mai rapidă, au fost inventate expresii în care primele litere ale cuvintelor simbolizează o anumită culoare. Iată cele mai cunoscute forme:

După cum puteți vedea, puteți urmări ordinea corectă a culorilor după prima literă (roșu-portocaliu-galben-verde-cian-albastru-violet). Apropo, Isaac Newton a evidențiat nu culorile albastre și albastre, ci albastru și, respectiv, indigo. De ce au fost schimbate numele culorilor rămâne un mister. În general, este cu adevărat atât de important să știi ce este un curcubeu pentru a-l admira?

Când te uiți la un curcubeu, acesta încântă prin aspectul său uimitor și misterios. Un pod colorat de-a lungul cerului pare fantastic, ireal, făcându-te să crezi într-un basm. Privind acest miracol al naturii, care apare mereu brusc, înghețăm într-o admirație mută.

Acest fenomen natural interesant nu este foarte des observat pe cer. Apare atunci când plouă și soarele strălucește în același timp. În acest caz, trebuie să stai cu spatele la soare și să faci față ploii.

Un curcubeu poate fi văzut și într-o picătură de apă atunci când soarele strălucește pe ea la un anumit unghi. Acest fenomen frumos poate fi recreat și. Cel mai simplu mod de a obține un curcubeu este cu lumina soarelui. Pentru a efectua experimentul, veți avea nevoie de următoarele articole: un recipient cu apă, o foaie de hârtie albă, o oglindă, o lanternă. Refracția luminii în apă o descompune în culori și le reflectă pe o foaie albă. Ca rezultat, observăm un spectru - benzi de roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Sunt doar șapte și se numesc cele principale. În realitate, ele sunt înlocuite cu mii de nuanțe, sunt continue și trece fără probleme de la una la alta.

Puteți face un curcubeu fără a folosi lumina soarelui, adică în întuneric. Dar apoi spectrul de culori pare mai puțin luminos. Pentru a demonstra aspectul unui curcubeu, este suficient să ne limităm la un singur obiect - un CD. În acest caz, nici măcar apă nu este necesară. Dacă schimbați unghiul discului CD, există efecte foarte frumoase. Puteți obține atât o bandă curcubeu, cât și un cerc întreg.

Compoziție-raționament despre curcubeu

Frumos și distractiv să te uiți la curcubeu. Când vremea mohorâtă, nefavorabilă face loc însoritului, iar în fața ochilor tăi apare un pod luminos multicolor - atât bătrânii cât și tinerii se bucură. Nu degeaba în limba ucraineană curcubeul se numește „vesel”. Uneori puteți vedea două sau mai multe arce multicolore care sunt observate pe fundalul unui nor dacă acesta este situat vizavi de soare. În acest caz, vedem roșu din exteriorul curcubeului și violet din interior.

Imaginea curcubeului se reflectă pe scară largă în folclor, literatură, poezie și pictură. Multe cântece, poezii, ghicitori și proverbe sunt dedicate acestui fenomen optic uimitor. Și câte semne și superstiții populare sunt asociate cu ea! Iată doar câteva dintre ele, cele mai favorabile și promițătoare. Oricine trece pe sub curcubeu, viața lui își va reînnoi culorile, devine mai strălucitoare, mai bogată. Un curcubeu sprijinit pe pământ cu capetele sale indică locurile unde va fi o recoltă bună sau sunt ascunse comori - o „ghiveci de aur”. Apa, din care „crește” un semicerc multicolor, are proprietăți vindecătoare. Ea va oferi un copil mult așteptat unei femei care era considerată sterilă, iar recuperarea unei persoane grav bolnave. O persoană care vede un curcubeu iarna va fi cu siguranță foarte fericită, pentru că norocul îl va însoți în toate demersurile sale.

Nu numai în Egiptul antic, ci și printre vechii arieni-proto-slavi, zeul soarelui era numit Ra. Potrivit legendelor, el a dus soarele pe firmament în carul său. Poate de aici a venit numele curcubeului - arcul zeului Ra. În multe culturi, acest fenomen servește ca simbol al transformării, al gloriei cerești, al tronului lui Dumnezeu, al graniței dintre lumi. Potrivit Bibliei, această punte între cer și pământ a fost creată de Dumnezeu ca semn al promisiunii de a nu mai trimite niciodată un potop asupra oamenilor, precum și un simbol al iertării omenirii.

În condițiile unui oraș modern, este destul de rar să întâlnești o cale cerească cu șapte culori în drumul tău. Așa că să credem în bucuria și frumusețea prezentate de natura însăși - în curcubeu! Dacă ai norocul să urmărești acest spectacol uimitor, bucură-te de el din toată inima și admiră-l după pofta inimii.

Ca după ploaie, mai ales dacă a zăbovit, înveselește-te curcubeu!

Acest fenomen al naturii a surprins și a încântat mereu oamenii. Există multe legende și credințe asociate cu apariția curcubeului.

Cum apare un curcubeu?

Un curcubeu apare datorită faptului că în picăturile de apă care urcă în aer după ploaie sau în ceață, lumina este refractată și reflectată de multe ori. Diferite culori în lumină deviază în moduri diferite, din această cauză observăm descompunerea luminii albe într-un spectru, adică. vedem un curcubeu.

Apropo, pentru a vedea un curcubeu, sursa de lumină, soarele, trebuie să fie în spatele observatorului.

Cel mai adesea, reușim să vedem curcubeul primar, dar există momente când a fost observat un curcubeu secundar. Curcubeul secundar este întotdeauna mai puțin luminos și apare în jurul primului. Apariția unui curcubeu secundar se datorează faptului că lumina este reflectată de două ori în picături de apă. În mod curios, ordinea culorilor din curcubeul secundar este inversată. Adică mov este afară, iar roșu este înăuntru.

Cerul dintre aceste două curcubee arată întotdeauna mai întunecat și se numește fâșia lui Alexandru.

Sunt cunoscute cazuri de observare a curcubeelor ​​de ordinul trei și chiar al patrulea. Adevărat, apariția a patru curcubee a fost înregistrată oficial doar de 5 ori în ultimii 250 de ani.

Trebuie spus că în condiții de laborator este posibil să se recreeze un curcubeu de ordin aproape arbitrar de mare. De exemplu, există dovezi documentare ale primirii unui curcubeu al ordinului 200.

Legendele curcubeului.

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au atribuit curcubeului proprietăți miraculoase și au spus multe legende despre acesta. În aproape toate națiunile, un curcubeu este un fenomen luminos și amabil, de la care se poate aștepta mult bine.

Grecii antici au identificat curcubeul cu zeița Irida. Era o zeiță - un intermediar între oameni și zei. Era înfățișată cu aripi frumoase de aur și în haine pictate cu toate culorile curcubeului.

Arabii credeau că în timpul ploii și al furtunilor, zeul Kuzah luptă cu forțele răului, iar când ploaia se oprește, își atârnă arcul-curcubeu pe cer în semn de victorie.

Și slavii credeau, dar zeul lor se numea Perun. Ei au mai spus că curcubeul bea apă din râuri și lacuri, trimite această apă către cer, provocând apoi ploaia.

În China au crezut asta curcubeu- un dragon ceresc, un intermediar între cer și pământ.

Diferite popoare credeau că un curcubeu este o punte între cer și pământ, sau un balansoar cu care zeița Lada trage apa sau că aceasta este calea către lumea următoare, iar sufletele morților pot coborî în lumea noastră de-a lungul curcubeului. . Se credea că o vrăjitoare ar putea fura un curcubeu și poate provoca o secetă.

Bulgarii au în general convingerea că cel care a trecut sub curcubeu își va schimba genul. Prin urmare, femeile care, de exemplu, au născut doar fete, au încercat să treacă pe sub curcubeu pentru ca următorul copil să se nască băiat.

Biblia spune că curcubeul a apărut pentru prima dată pe Pământ după Marele Potop, ca semn al lui Dumnezeu că un asemenea dezastru nu se va mai întâmpla.În creștinism, curcubeul este corelat și cu Fecioara Maria, ca intermediar între Dumnezeu și oameni.

În mod curios, diferitele popoare au un număr diferit de culori în curcubeu. De fapt, desigur, spectrul este continuu, o culoare iese din alta. Cu toate acestea, culorile individuale pot fi distinse. Credem că există 7 culori în curcubeu. În Marea Britanie sunt 6, în China - 5, iar în țările arabe - doar 4.

Curcubeul este unul dintre cele mai uimitoare fenomene naturale. Ce este un curcubeu? Cum apare ea? Aceste întrebări au interesat oamenii în orice moment. Chiar și Aristotel a încercat să-și dezvăluie misterul. Există multe credințe și legende asociate cu acesta (drumul către lumea următoare, legătura dintre cer și pământ, simbol al abundenței etc.). Unele popoare credeau că cel care trece pe sub curcubeu își va schimba genul.

Frumusețea ei uimește și încântă. Privind acest „pod magic” colorat, vreau să cred în miracole. Apariția unui curcubeu pe cer anunță că vremea rea ​​s-a terminat și a venit un timp senin și însorit.

Când se întâmplă un curcubeu? Poate fi observată în timpul ploii sau după o ploaie. Dar pentru apariția lui, fulgerele și tunetele nu sunt suficiente. Apare doar dacă soarele trece prin nori. Sunt necesare anumite condiții pentru ca acesta să fie observat. Este necesar să fie între ploaie (ar trebui să fie în față) și soare (ar trebui să fie în spate). Ochii tăi, centrul curcubeului și soarele trebuie să fie pe aceeași linie, altfel nu vei vedea acest pod magic!

Cu siguranță mulți au observat ce se întâmplă când o rază cade pe un balon de săpun sau pe marginea unei oglinzi teșite. Este împărțit în diferite culori (verde, albastru, roșu, galben, violet etc.). Obiectul care sparge fasciculul în culorile sale componente se numește prismă. Și linia multicoloră rezultată este un spectru.

Deci, ce este un spectru îndoit, o bandă colorată formată ca urmare a separării unui fascicul de lumină la trecerea prin picăturile de ploaie (în acest caz sunt o prismă).

Culorile spectrului solar sunt aranjate într-o anumită ordine. Pe de o parte - roșu, apoi portocaliu, alături - galben, verde, albastru, albastru, violet. Curcubeul este clar vizibil atâta timp cât picăturile de ploaie cad uniform și frecvent. Cu cât este mai des, cu atât este mai luminos. Astfel, într-o picătură de ploaie au loc simultan trei procese: refracția, reflexia și descompunerea luminii.

Unde să vezi un curcubeu? La fântâni, cascade, pe fond de picături, stropi, etc. Locația sa pe cer depinde de poziția soarelui. Poti admira intregul cerc curcubeu daca esti sus pe cer. Cu cât soarele se ridică mai sus deasupra orizontului, cu atât semicercul colorat devine mai mic.

Prima încercare de a explica ce este un curcubeu a fost făcută în 1611 de Antonio Dominis. Explicația lui a fost diferită de cea biblică, așa că a fost condamnat la moarte. În 1637, Descartes a dat un fenomen științific bazat pe refracția și reflectarea luminii solare. La acel moment, ei nu știau încă despre descompunerea fasciculului într-un spectru, adică dispersie. Prin urmare, curcubeul lui Descartes s-a dovedit a fi alb. După 30 de ani, Newton l-a „colorat”, completând teoria colegului său cu explicații despre refracția razelor colorate în picăturile de ploaie. În ciuda faptului că teoria are mai mult de 300 de ani, formulează corect ce este un curcubeu, principalele sale caracteristici (aranjarea culorilor, poziția arcelor, parametrii unghiulari).

Este uimitor cum lumina și apa, care ne sunt familiare, creează împreună o frumusețe complet nouă, de neimaginat, o operă de artă oferită nouă de natură. Curcubeul provoacă întotdeauna un val de emoții și rămâne în memorie pentru mult timp.