Что такое радуга и как она образуется?

Радуга — это завораживающее природное явление. Но что же она представляет собой на самом деле? Известен ли правильный порядок цветов радуги? И можно ли дойти до ее конца? В статье собраны самые интересные и удивительные факты о радуге.

Что такое радуга?

Для появления радуги необходимы одновременно и солнце, и дождь. Если говорить просто, радуга возникает, когда солнечный свет проникает в капли воды, преломляется (изменяет направление), отражается от внутренней поверхности капли и возвращается обратно к наблюдателю.

В каплях дождя солнечный свет наиболее сильно отражается под определенным углом — около 42 градусов. Если провести воображаемую линию от глаз наблюдателя к радуге, а затем обратно к солнцу, этот угол всегда будет равен 42 градусам. При этом солнце обязательно должно находиться за спиной наблюдателя, а не перед ним, поскольку свет отражается обратно в том же направлении, откуда он пришел.

Цвета радуги

Поскольку солнечный свет состоит из волн разной длины, человеческий глаз видит, как белый свет распадается на спектр цветов — радугу.

Цвета радуги по порядку: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Для их запоминания в русском языке традиционно используется мнемоническая фраза: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».

Как видно на схеме выше, красный свет обладает наибольшей интенсивностью и выходит из капли воды под углом 42 градуса по отношению к падающему солнечному свету. Фиолетовый свет выходит под углом 40 градусов. Остальные цвета радуги покидают каплю под промежуточными углами.

Виды радуг

Чем больше свет отражается и преломляется внутри капель, тем больше разновидностей радуги может возникнуть.

17 декабря 2015 года исследователь Жан Рикар, специализирующийся на изучении этого атмосферного явления, пришел к выводу, что существует 12 основных типов радуги.

Среди наиболее интересных видов можно выделить следующие:

1. Двойная радуга: возникает, когда свет отражается внутри капли дважды. Вторая, более высокая радуга выглядит бледнее, а ее цвета расположены в обратном порядке.
2. Круговая радуга: радугу можно увидеть в виде полного круга с борта самолета или с высоты небоскреба. С земли видна лишь ее часть — полукруглая дуга.
3. Парная (двойниковая) радуга: редкое явление, когда две радуги выходят из одной точки, причем обе сохраняют классический порядок цветов.
4. Одноцветная (монохромная) радуга: появляется, когда солнце находится низко над горизонтом (на восходе или закате). В это время короткие волны света рассеиваются, и доминируют один-два длинноволновых цвета, из-за чего радуга кажется однотонной (обычно красной).
5. Лунная радуга: порождается светом Луны, а не Солнца. Лунные радуги обычно очень бледные и могут казаться белыми из-за особенностей человеческого зрения в темноте.
6. Туманная радуга: слабо выраженная, почти белая радуга, которая появляется в тумане, обычно над водоемами.

Главный предмет споров — почему радуги так сильно отличаются друг от друга. В научных кругах мнения разделились. Одни исследователи полагают, что на форму радуги и ее вид влияет размер капель дождя (так называемые «крупные» капли). Другие утверждают, что все зависит от высоты расположения водяной взвеси: низкая дымка над землей преломляет свет под иным углом, чем высоко расположенные дождевые облака.

Исследования Жана Рикара показали, что хотя важны оба фактора, ключевое значение имеет именно высота расположения капель в небе. Вот почему вид радуги меняется по мере падения дождевых капель. Она может бледнеть, становиться ярче, раздваиваться, превращаться в полный круг или опускаться к горизонту.

Если радуга образуется слишком низко, плотность приземного воздуха мешает разглядеть короткие световые волны — фиолетовые и синие оттенки. Когда свет проходит через низкие капли в условиях дымки или смога, все цвета, кроме длинноволнового красного, отсеиваются, в результате чего возникает монохромная красная радуга.

Зимой радуга становится редким явлением, так как вода превращается в лед или снег. Кристаллики льда рассеивают свет, а не преломляют его нужным образом.

Можно ли дойти до конца радуги?

Ответ на этот популярный вопрос однозначен: нет, сделать это невозможно. Радуга зависит от взаимного расположения наблюдателя и источника света (солнца). При перемещении человека в пространстве радуга перемещается вместе с ним.

Тем не менее, в этом явлении есть свое волшебство: каждая радуга уникальна для конкретного наблюдателя. Даже если рядом стоит другой человек, он видит уже немного другую картину. Радугу нельзя потрогать, поскольку это оптическая иллюзия. Ее восприятие индивидуально, и в этом определенно кроется глубокий смысл.

Где чаще всего можно встретить это природное явление? Ниже представлены лучшие места для наблюдения за радугой.