ทำไมรุ้งจึงปรากฏขึ้น วิทยาศาสตร์-งานวิจัยทางฟิสิกส์ในหัวข้อ รุ้ง-โค้ง.

ท่ามกลางเมฆครึ้มๆ

เหนือต้นหอม หอมใหญ่เป็นช่อตามเส้นรอบวง

ผู้ส่งสารของจูโนยกย่อง

และเกิดขึ้นจากภายในชั้นนอก

รุ้งอยู่ในสายตาธรรมดา - มักพบเห็นได้ในรูปของส่วนโค้งสีสองส่วน (ช่อดอกสองช่อที่ Dante เขียนไว้) และในส่วนโค้งบน สีจะเรียงตามลำดับจากบนลงล่าง: สีม่วง สีฟ้า สีฟ้า , เขียว, เหลือง, ส้ม, แดง และในส่วนโค้งล่างตรงกันข้ามจากสีแดงเป็นสีม่วง จำลำดับได้มีวลีช่วยจำซึ่งเป็นอักษรตัวแรกของแต่ละคำซึ่งตรงกับอักษรตัวแรกของชื่อสี ตัวอย่างเช่น นี่คือวลี "นักล่าทุกคนอยากรู้ว่าไก่ฟ้านั่งอยู่ที่ไหน" หรืออีกนัยหนึ่งไม่ ที่มีชื่อเสียงน้อยกว่า "เมื่อ Jean the Bell Ringer ตีโคมไฟด้วยหัวของเขาอย่างไร" จริงอยู่ที่ประเพณีการแยกแยะสีรุ้งทั้ง 7 สีนั้นไม่เป็นสากล ตัวอย่างเช่น ชาวบัลแกเรียมีรุ้ง 6 สี

รุ้งให้ โอกาสพิเศษดูใน ร่างกายการสลายตัวของแสงสีขาวเป็นสเปกตรัม

รุ้งมักจะปรากฏขึ้นหลังฝนตก เมื่อดวงอาทิตย์ค่อนข้างต่ำ ที่ไหนสักแห่งระหว่างดวงอาทิตย์กับผู้สังเกตการณ์ ฝนยังคงตกอยู่ แสงแดดที่ส่องผ่านหยดน้ำสะท้อนและหักเหในแสงซ้ำแล้วซ้ำเล่า เช่นเดียวกับในปริซึมขนาดเล็กและรังสี สีที่ต่างกันโผล่ออกมาจากละอองน้ำในมุมต่างๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระจายตัว (เช่น การสลายตัว) ของแสง เป็นผลให้เกิดส่วนโค้งสีสดใส (แต่จริง ๆ แล้วสูงชัน คุณสามารถมองเห็นได้ทั้งหมดจากเครื่องบิน)

บางครั้งมีการสังเกตสองครั้งพร้อมกันซึ่งน้อยกว่า - สามส่วนโค้งหลากสี รุ้งแรกถูกสร้างขึ้นโดยรังสีที่สะท้อนในหยดหนึ่งครั้ง ครั้งที่สอง - โดยรังสีสะท้อนสองครั้ง ฯลฯ ในปี 1948 ในเลนินกราด (ปัจจุบันคือเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก) รุ้งสี่สีปรากฏขึ้นพร้อมกันท่ามกลางเมฆเหนือเนวา

ชนิดของรุ้ง ความสว่างของสี ความกว้างของลาย ขึ้นอยู่กับขนาดและจำนวนหยดน้ำในอากาศ รุ้งสดใสเกิดขึ้นในฤดูร้อนหลังพายุฝนฟ้าคะนอง ซึ่งจะมีหยดน้ำขนาดใหญ่ตกลงมา ตามกฎแล้วรุ้งดังกล่าวมีความหมายว่าอากาศดี

ในคืนเดือนมืดที่สว่างไสว คุณจะเห็นรุ้งกินน้ำจากดวงจันทร์ รุ้งปรากฏขึ้นในแสงของพระจันทร์เต็มดวงเมื่อ ฝนตก. เนื่องจากการมองเห็นของมนุษย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้รับแสงที่บอบบางที่สุดของดวงตา - "แท่ง" - ไม่รับรู้สีรุ้งบนดวงจันทร์จึงดูเป็นสีขาว ยิ่งแสงสว่างเท่าไรรุ้ง "สี" ก็ยิ่งมากขึ้น (ตัวรับสี - "กรวย" จะรวมอยู่ในการรับรู้)

รุ้งคะนอง

เธอโชคดีที่ได้เห็นชาวสวีเดนชื่อ Marian Erikson สายรุ้งทอดยาวข้ามท้องฟ้ายามราตรีและยืนอยู่ที่ พระจันทร์เต็มดวงภายในหนึ่งนาที

สัญญาณและตำนาน

กาลครั้งหนึ่งมีคนเริ่มสงสัยว่าทำไมรุ้งถึงปรากฏบนท้องฟ้า ในสมัยนั้นพวกเขาไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับเลนส์ด้วยซ้ำ ดังนั้นผู้คนจึงคิดค้นตำนานและตำนาน และยังมีสัญญาณมากมาย นี่คือบางส่วนของพวกเขา:

• ในตำนานของสแกนดิเนเวีย สายรุ้งคือสะพานไบฟรอสต์ ซึ่งเชื่อมระหว่างมิดการ์ด (โลกแห่งผู้คน) และแอสการ์ด (โลกแห่งเทพเจ้า)
• ในตำนานอินเดียโบราณ - ธนูของพระอินทร์ เทพเจ้าแห่งสายฟ้าและสายฟ้า
• ใน ตำนานเทพเจ้ากรีกโบราณ- ถนนของอิริดา ผู้ส่งสารระหว่างโลกของทวยเทพและผู้คน
• ตามความเชื่อของชาวสลาฟรุ้งเหมือนงูดื่มน้ำจากทะเลสาบแม่น้ำและทะเลซึ่งจากนั้นฝนก็ตก
• ภูติจิ๋วชาวไอริชซ่อนหม้อทองคำที่รุ้งแตะพื้น
• ตามความเชื่อของ Chuvash หากคุณผ่านรุ้ง คุณสามารถเปลี่ยนเพศได้
• ในพระคัมภีร์ รุ้งปรากฏหลังน้ำท่วมโลกเพื่อเป็นสัญลักษณ์ของการให้อภัยของมนุษยชาติ
• คนที่เชื่อโชคลางเชื่อว่ารุ้งเป็นลางไม่ดี พวกเขาเชื่อว่าวิญญาณของคนตายจะผ่านไปยังอีกโลกหนึ่งตามสายรุ้ง และหากมีรุ้งปรากฏ แสดงว่ามีคนกำลังใกล้ตาย

ประวัติความเป็นมาของการอธิบายรุ้ง

อริสโตเติลแล้ว ปราชญ์กรีกโบราณพยายามอธิบายเหตุผลของรุ้ง และนักดาราศาสตร์ชาวเปอร์เซีย Qutb al-Din al-Shirazi (1236-1311) และบางทีนักเรียนของเขา Kamal al-din al-Farisi (1260-1320) ก็ดูเหมือนจะเป็นคนแรกที่ให้คำอธิบายที่ถูกต้องเพียงพอเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้

Mark Antony de Dominis (ค.ศ. 1611) ได้อธิบายภาพทางกายภาพทั่วไปของรุ้งไว้อย่างชัดเจนแล้ว

ปริญญาโท เดอโดมินิส

จากการสังเกตจากการทดลอง เขาได้ข้อสรุปว่าได้สายรุ้งจากการสะท้อนจาก พื้นผิวด้านในเม็ดฝนและการหักเหสองครั้ง - ที่ทางเข้าหยดและที่ทางออก René Descartes ให้คำอธิบายที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเกี่ยวกับรุ้งใน Meteora ของเขาในบท On the Rainbow (1635)

เรเน่ เดส์การ์ต

Descartes พิมพ์ว่า:

“ประการแรก เมื่อข้าพเจ้าคำนึงว่ารุ้งกินน้ำสามารถปรากฏได้ไม่เฉพาะบนท้องฟ้าเท่านั้น แต่ยังอยู่ในอากาศที่อยู่ใกล้เราทุกครั้งที่มีหยดน้ำในนั้นส่องสว่างด้วยแสงแดด ดังที่บางครั้งเห็นในน้ำพุคือ ง่ายสำหรับฉัน สรุปได้ว่า ขึ้นอยู่กับว่าแสงกระทบกับหยดเหล่านี้อย่างไร และจากมันไปถึงดวงตาของเรา ยิ่งกว่านั้น เมื่อรู้ว่าหยดเหล่านี้เป็นทรงกลม และเห็นว่าทั้งหยดใหญ่และเล็ก รุ้งปรากฏเสมอ ในทำนองเดียวกัน ข้าพเจ้าตั้งเป้าหมายที่จะสร้างหยดน้ำขนาดใหญ่มากเพื่อให้มองเห็นได้ดีขึ้น ในการนี้ ข้าพเจ้าได้เติมภาชนะแก้วขนาดใหญ่ที่มีลักษณะกลมและใสด้วยน้ำอย่างสมบูรณ์ และมาดังนี้ บทสรุป ... "

ข้อสรุปนี้ทำซ้ำและปรับแต่งผลลัพธ์ที่ได้รับโดย Dominis โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Descartes ค้นพบว่ารุ้งที่สอง (ด้านนอก) เกิดจากการหักเหสองครั้งและการสะท้อนสองครั้ง นอกจากนี้ เขายังอธิบายลักษณะที่ปรากฏของสีรุ้งในเชิงคุณภาพด้วยการเปรียบเทียบการหักเหของแสงในหยดหนึ่งกับการหักเหของแสงในปริซึมแก้ว รูปที่ 1 ซึ่งอธิบายเส้นทางของรังสีในหยดน้ำ นำมาจากผลงานของ Descartes ที่กล่าวถึงข้างต้น แต่ข้อดีหลักของเดส์การตคือการที่เขาอธิบายปรากฏการณ์นี้ในเชิงปริมาณเป็นครั้งแรกโดยใช้กฎการหักเหของแสง:

“ฉันยังไม่รู้เลยว่าทำไมสีถึงปรากฏเฉพาะบางมุม จนกระทั่งฉันเอาปากกามาคำนวณอย่างละเอียดถึงวิถีของรังสีทั้งหมดที่ตกลงมาบนจุดต่างๆ ของหยดน้ำ เพื่อหาว่าพวกมันสามารถเข้ามุมไหนได้ ตาของเราหลังจากการหักเหสองครั้ง และการสะท้อนหนึ่งหรือสองครั้ง ฉันก็พบว่าหลังจากการสะท้อนหนึ่งครั้งและการหักเหสองครั้ง มีรังสีอีกมากมายที่สามารถเห็นได้ในมุม 41° ถึง 42° (เทียบกับแสงตะวัน) มากกว่าแสงเหล่านั้น ที่สามารถมองเห็นได้ในมุมที่เล็กกว่าและไม่มีอันไหนจะมองเห็นได้ในมุมที่ใหญ่กว่า นอกจากนี้ ฉันยังพบว่าหลังจากการสะท้อนสองครั้งและการหักเหสองครั้ง มีรังสีจำนวนมากที่ตกเข้าตาในมุมหนึ่งจาก 51 ° ถึง 52 ° มากกว่าที่จะตกในมุมที่ใหญ่กว่าและไม่มีใครเลยที่จะตกในมุมที่น้อยกว่า

ดังนั้น Descartes ไม่เพียงแต่คำนวณเส้นทางของรังสีเท่านั้น แต่ยังกำหนดการกระจายเชิงมุมของความเข้มของแสงที่หยดด้วยหยด

เกี่ยวกับสี ทฤษฎีนี้เสริมด้วยไอแซก นิวตัน

ไอแซกนิวตัน

แม้ว่าสเปกตรัมหลายสีของรุ้งจะต่อเนื่อง แต่ตามประเพณีแล้ว 7 สีก็มีความโดดเด่น เชื่อกันว่าไอแซก นิวตัน เป็นคนแรกที่เลือกหมายเลข 7 ซึ่งหมายเลข 7 มีความพิเศษ ความหมายเชิงสัญลักษณ์(ด้วยเหตุผลของพีทาโกรัส เทววิทยา หรือศีลธรรม)

ใน Lectures on Optics ที่รู้จักกันดีซึ่งเขียนขึ้นในปี 1570 แต่ตีพิมพ์หลังจากการตายของนิวตันในปี 1729 สรุปได้ดังนี้:
“รังสีที่เข้าสู่ลูกบอล บ้างก็ทิ้งไว้หลังจากการสะท้อนหนึ่งครั้ง บ้างก็ทิ้งไว้หลังจากการสะท้อนสองครั้ง มีรังสีเกิดขึ้นหลังจากการสะท้อนสามครั้ง และแม้กระทั่ง มากกว่าสะท้อน เนื่องจากเม็ดฝนมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับระยะห่างจากดวงตาของผู้สังเกต จึงไม่คุ้มที่จะพิจารณาขนาดของมันเลย แต่ให้พิจารณาเฉพาะมุมที่เกิดจากรังสีตกกระทบกับเม็ดฝนที่ไหลออกเท่านั้น เมื่อมุมเหล่านี้ใหญ่หรือเล็กที่สุด รังสีที่ส่งออกจะมีความเข้มข้นมากที่สุด เพราะ สกุลต่างๆรังสี (rays สีที่ต่างกัน) สร้างมุมที่ใหญ่และเล็กที่สุดต่างกัน จากนั้นรังสีที่รวมตัวกันหนาแน่นที่สุดในที่ต่างๆ มักจะแสดงสีของตัวเอง

คำกล่าวของนิวตันเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จะไม่คำนึงถึงขนาดของหยด เช่นเดียวกับคำพูดของ Descartes ที่มีหยดขนาดใหญ่และขนาดเล็ก รุ้งปรากฏขึ้นในลักษณะเดียวกันเสมอกลับกลายเป็นว่าไม่แม่นยำ ทฤษฎีที่สมบูรณ์ของรุ้งโดยคำนึงถึงการเลี้ยวเบนของแสง ซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความยาวคลื่นของแสงและขนาดของหยด สร้างขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดย J.B. Airy (1836) และ J.M. เพิร์นเทอร์ (1897)

การหักเหและการสะท้อนของรังสีในหยดน้ำ

ภาพวาดของ Descartes ซึ่งเราทำซ้ำเป็นของที่ระลึกมีความไม่สมบูรณ์ "ระเบียบวิธี" อย่างหนึ่ง สำหรับผู้อ่านที่ไม่ได้เตรียมตัวไว้ อาจดูเหมือนว่ารุ้งทั้งภายนอกและภายในเกิดจาก วิธีทางที่แตกต่างสะท้อนอยู่ในหยดเดียวกัน จะดีกว่าถ้าจะพรรณนาสองหยด: หยดหนึ่งเกี่ยวข้องกับรุ้งล่าง อีกหยดหนึ่งอยู่ด้านบน ปล่อยให้แต่ละหยดมีทางเดียวของการสะท้อน ดังแสดงในรูปที่ 2. เพื่อความสะดวกในการรับรู้ ในทั้งสองกรณี ทิศทางของแสงตะวันตกกระทบบนละอองจะถือเป็นแกนแอบซิสซา พิกัด y ที่กำหนดจุดตกกระทบของลำแสงบนหยดจะเรียกว่าพารามิเตอร์การกระแทก

จากรูป 2a จะเห็นได้ว่าผู้สังเกตสามารถรับรู้รังสีตกกระทบที่มีการสะท้อนเดียวได้ก็ต่อเมื่อจุดตกกระทบอยู่ที่ส่วนบนของหยด (y > 0) ในทางตรงกันข้าม หากมีการสะท้อนสองครั้ง ก็จะเป็นไปได้สำหรับรังสีเหล่านั้นที่ตกลงมา ส่วนล่างหยด (y< 0).

อันดับแรก ให้เราถือว่าการหยดอยู่ในระนาบแนวตั้งที่เคลื่อนผ่านตำแหน่งของดวงอาทิตย์และดวงตาของผู้สังเกต จากนั้นเหตุการณ์ หักเหและสะท้อนแสงอยู่ในระนาบเดียวกัน ถ้า α 1 เป็นมุมตกกระทบ และ α 2 คือมุมหักเห จากรูปที่ 2, a และ b มุมของลำแสงที่โผล่ออกมาเทียบกับเหตุการณ์ในกรณีแรกจะเท่ากับ φ 1 = 4α 2 -2α 1 (1)
และในวินาที - φ 2 = π - 6α 2 + 2α 1 (2)
นอกจากนี้ตามกฎการหักเหของแสง: บาป α 2 = บาป α 1 / n
โดยที่ n ในกรณีของเราคือดัชนีการหักเหของแสงของน้ำ นอกจากนี้ สมมติว่ารัศมีของการดรอปแบบมีเงื่อนไขเป็นหน่วยของความยาว เรามี:

ดังนั้นในกรณีแรกและครั้งที่สอง ดังนั้น จาก (1) และ (2) เราได้รับ
φ 1 =4 arcsin(y/n) - 2 arcsin y, y>0 (3)
φ 2 \u003d π + 6 arcsin (y / n) - 2 arcsin y, y<0 (4)

สมการทั้งสองนี้เป็นสมการหลักสำหรับการพิจารณาต่อไป ง่ายต่อการพลอตมุม φ 1 และ φ 2 เป็นฟังก์ชันของ y จะแสดงในรูปที่ 3 สำหรับดัชนีการหักเหของแสง n=1.331 (สีแดง) เราจะเห็นว่าที่ค่าของพารามิเตอร์การกระแทก y≈0.85 มุมสูงสุด φ 1 จะถึง ประมาณ 42° และมุมมีค่าต่ำสุด ~53° ที่ y≈-0.95 ให้เราแสดงให้เห็นว่าจุดสุดขั้วเหล่านี้สอดคล้องกับความเข้มสูงสุดของแสงที่สะท้อนจากการตกกระทบ

ให้เราพิจารณาการเปลี่ยนแปลงช่วงเล็กน้อยของพารามิเตอร์การกระแทก (เพื่อความชัดเจนในกรณีแรก) y, y + Δy เมื่อใช้กราฟ คุณจะพบการเปลี่ยนแปลงของมุม φ ในช่วงเวลานี้ Δφ ในรูป 3 แสดงว่า Δφ=Δy*tg β โดยที่ β คือมุมที่แทนเจนต์ของกราฟ ณ จุดที่กำหนดก่อตัวด้วยแกน x ค่าของ Δy เป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสง ΔI ที่ตกกระทบกับการตกกระทบในช่วงเวลานี้ของพารามิเตอร์การกระแทก ความเข้มของแสงเท่ากัน (แม่นยำกว่าคือ ค่าที่เป็นสัดส่วนกับมัน) กระจัดกระจายตามการตกหล่นในช่วงเวลาเชิงมุม Δφ เราสามารถเขียน ΔI ~ Δy =Δy*ctg β ดังนั้น ความเข้มของแสงที่กระเจิงโดยหยดต่อหน่วยมุมของการกระเจิงจึงสามารถแสดงเป็น I(φ) = ΔI/Δφ ~ ctg β (5)

เนื่องจากที่จุดสุดขั้ว ctg β = ∞ ค่า (5) จะไปที่อนันต์ โปรดทราบว่าตำแหน่งของจุดสุดขั้วเหล่านี้สำหรับสีต่างๆ จะแตกต่างกันบ้าง ซึ่งทำให้สามารถสังเกตรุ้งได้

วิธีการวาดรุ้ง

ตอนนี้ เราสามารถวาดไดอะแกรมของการสังเกตรุ้งได้ การก่อสร้างดังกล่าวแสดงในรูปที่ 4. ขั้นแรก วาดพื้นผิวโลกและผู้สังเกตการณ์ที่ยืนอยู่บนนั้น ข้างหน้าผู้สังเกตเป็นม่านฝน (สีเทา) จากนั้นเราวาดภาพรังสีของดวงอาทิตย์ซึ่งทิศทางนั้นขึ้นอยู่กับความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า เราส่งรังสีสีแดงและสีม่วงผ่านตาของผู้สังเกตในมุมด้านบนเทียบกับรังสีของดวงอาทิตย์ บนพื้นฐานของผลลัพธ์ของส่วนก่อนหน้า เราสามารถมั่นใจได้ว่ารังสีเหล่านี้จะเกิดขึ้นจากการกระเจิงของเม็ดฝนที่สอดคล้องกัน พร้อมกัน ดังรูปที่ 2 รุ้งล่างเกิดจากกระบวนการกระเจิงด้วยการสะท้อนหนึ่งครั้ง และรุ้งบน - มีการสะท้อนสองครั้ง ให้ความสนใจกับการสลับสี: รังสีสีม่วงอยู่ภายนอกและรังสีสีแดงอยู่ภายใน เห็นได้ชัดว่ารังสีของสีอื่นๆ ในแต่ละรุ้งวางอยู่ระหว่างสีแดงและสีม่วงตามค่าของดัชนีการหักเหของแสง

จำได้ว่าจนถึงตอนนี้เราได้พิจารณาภาพของรุ้งกินน้ำในระนาบแนวตั้งที่ลอดผ่านตาของผู้สังเกตและตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ให้ลากเส้นตรงผ่านตาของผู้สังเกตขนานกับลำแสงของดวงอาทิตย์ หากระนาบแนวตั้งหมุนรอบเส้นตรงที่ระบุ ตำแหน่งใหม่สำหรับการสังเกตรุ้งกินน้ำจะเทียบเท่ากับตำแหน่งเดิมโดยสิ้นเชิง ดังนั้นรุ้งจึงมีรูปร่างเป็นวงกลมซึ่งมีจุดศูนย์กลางอยู่บนแกนที่สร้างขึ้น รัศมีของวงกลมนี้ (ดังแสดงในรูปที่ 4) ประมาณเท่ากับระยะห่างของผู้สังเกตจากม่านฝน

โปรดทราบว่าเมื่อสังเกตรุ้งกินน้ำ ดวงอาทิตย์ไม่ควรสูงเกินขอบฟ้า - ไม่เกิน 53.48 ° มิฉะนั้น รูปแบบของรังสีในรูปจะหมุนตามเข็มนาฬิกา ดังนั้นแม้แต่รังสีสีม่วงของรุ้งบนก็ไม่อาจไปถึงดวงตาของผู้สังเกตที่ยืนอยู่บนโลกได้ จริงอยู่ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้หากผู้สังเกตการณ์ขึ้นไปถึงระดับความสูงที่กำหนด เช่น โดยเครื่องบิน หากผู้สังเกตขึ้นไปสูงพอ เขาจะมองเห็นรุ้งเป็นวงกลมเต็ม

ไดอะแกรมการก่อตัวของสายรุ้ง

ไดอะแกรมการก่อตัวของสายรุ้ง
1) ทรงกลม หยด 2) ภายใน การสะท้อน 3) รุ้งปฐมภูมิ
4) การหักเหของแสง 5) รุ้งรอง 6) ลำแสงที่เข้ามา
7) เส้นทางของรังสีในระหว่างการก่อตัวของรุ้งปฐมภูมิ

8) เส้นทางของรังสีระหว่างการก่อตัวของรุ้งรอง
9) ผู้สังเกตการณ์ 10) พื้นที่เกิดรุ้งปฐมภูมิ
11) พื้นที่เกิดรุ้งขั้นทุติยภูมิ 12) เมฆหยด

คำอธิบายของรุ้งนี้ควรมีความกระจ่างโดยคำนึงถึงความจริงที่ว่ารังสีของดวงอาทิตย์ไม่ได้ขนานกันอย่างเคร่งครัด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ารังสีที่ตกลงมาจากจุดต่าง ๆ ของดวงอาทิตย์มีทิศทางต่างกันเล็กน้อย ความเบี่ยงเบนเชิงมุมสูงสุดของรังสีถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงอาทิตย์ ซึ่งทราบกันดีอยู่แล้วว่าอยู่ที่ประมาณ 0.5° สิ่งนี้นำไปสู่อะไร? แต่ละหยดจะปล่อยแสงเข้าตาของผู้สังเกตไม่ใช่แสงเดียวเหมือนในกรณีของรังสีตกกระทบที่ขนานกันอย่างเข้มงวด หากเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงอาทิตย์มากกว่าระยะห่างเชิงมุมระหว่างรังสีสีม่วงและสีแดงอย่างเห็นได้ชัด สีของรุ้งก็จะไม่สามารถแยกแยะได้ โชคดีที่ไม่เป็นเช่นนั้น แม้ว่าไม่ต้องสงสัยเลยว่าการทับซ้อนกันของรังสีที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะส่งผลต่อความเปรียบต่างของสีของรุ้ง ที่น่าสนใจคือความจำกัดของเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงอาทิตย์ได้ถูกนำมาพิจารณาในงานของ Descartes แล้ว

รุ้ง

รุ้ง - ปรากฏการณ์ท้องฟ้าที่สวยงามนี้ - ดึงดูดความสนใจของมนุษย์มาโดยตลอด ในสมัยก่อน เมื่อผู้คนยังรู้จักโลกรอบตัวเพียงเล็กน้อย รุ้งก็ถือเป็น "สัญญาณแห่งสวรรค์" ดังนั้นชาวกรีกโบราณจึงคิดว่ารุ้งเป็นรอยยิ้มของเทพธิดาอิริดา

รุ้งอยู่ในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ กับพื้นหลังของเมฆฝนหรือฝน ส่วนโค้งหลากสีมักจะอยู่ห่างจากผู้สังเกตประมาณ 1-2 กม. และบางครั้งสามารถสังเกตได้ในระยะ 2-3 ม. เทียบกับพื้นหลังของหยดน้ำที่เกิดจากน้ำพุหรือละอองน้ำ

ศูนย์กลางของสายรุ้งอยู่บนเส้นตรงที่ต่อเนื่องกันระหว่างดวงอาทิตย์กับดวงตาของผู้สังเกต - บนเส้นต้านสุริยะ มุมระหว่างทิศทางถึงรุ้งหลักกับแนวต้านสุริยะคือ 41º - 42º

ในเวลาพระอาทิตย์ขึ้น จุดต้านสุริยะอยู่บนเส้นขอบฟ้า และรุ้งดูเหมือนครึ่งวงกลม เมื่อดวงอาทิตย์ขึ้น จุดต้านสุริยะจะตกอยู่ใต้ขอบฟ้าและขนาดของรุ้งก็จะลดลง เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงกลม

มักมีรุ้งที่สองซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่รุ้งแรก โดยมีรัศมีเชิงมุมประมาณ 52º และมีการจัดเรียงสีแบบย้อนกลับ

รุ้งหลักเกิดจากการสะท้อนของแสงในหยดน้ำ รุ้งทุติยภูมิเกิดจากการสะท้อนแสงสองครั้งในแต่ละหยด ในกรณีนี้ รังสีของแสงจะออกจากหยดน้ำในมุมที่แตกต่างจากที่สร้างรุ้งกินน้ำหลัก และสีในรุ้งรองจะกลับกัน

เส้นทางของรังสีในหยดน้ำ: a - มีการสะท้อนหนึ่งอัน, b - มีการสะท้อนสองอัน

ที่ระดับความสูงของดวงอาทิตย์ที่41º รุ้งหลักจะหายไปและมีเพียงส่วนหนึ่งของรุ้งทุติยภูมิเท่านั้นที่ปรากฏขึ้นเหนือขอบฟ้า และที่ความสูงดวงอาทิตย์มากกว่า 52º รุ้งทุติยภูมิก็ไม่สามารถมองเห็นได้เช่นกัน ดังนั้นในละติจูดเส้นศูนย์สูตรกลาง ปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้จึงไม่มีใครสังเกตเห็นในช่วงเที่ยงวันอันใกล้นี้

รุ้งมีสีหลักเจ็ดสีที่เปลี่ยนจากสีหนึ่งไปอีกสีหนึ่งได้อย่างราบรื่น รูปร่างของส่วนโค้ง ความสว่างของสี ความกว้างของลายทางขึ้นอยู่กับขนาดของหยดน้ำและจำนวน หยดใหญ่สร้างรุ้งที่แคบลง ด้วยสีที่เด่นชัด หยดเล็ก ๆ จะสร้างส่วนโค้งที่พร่ามัว จางลง และแม้กระทั่งสีขาว นั่นคือเหตุผลที่เห็นรุ้งแคบสดใสในฤดูร้อนหลังจากพายุฝนฟ้าคะนอง ซึ่งจะมีหยดน้ำขนาดใหญ่ตกลงมา

ทฤษฎีสายรุ้งได้รับครั้งแรกในปี 1637 โดยRené Descartes เขาอธิบายว่ารุ้งเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการสะท้อนและการหักเหของแสงในเม็ดฝน ภายหลังการคลี่คลายธรรมชาติที่ซับซ้อนของแสงสีขาวและการกระจายตัวของแสงในตัวกลาง

การก่อตัวของรุ้ง

พิจารณากรณีที่ง่ายที่สุด: ปล่อยให้ลำแสงของแสงอาทิตย์คู่ขนานตกลงบนหยดที่มีรูปร่างเป็นลูกบอล ลำแสงตกกระทบบนพื้นผิวของการตกกระทบที่จุด A ถูกหักเหภายในตามกฎการหักเหของแสง: n บาป b \u003d n บาปคที่ไหน n=1, n?1.33คือ ดัชนีการหักเหของแสงของอากาศและน้ำ ตามลำดับ ขคือมุมตกกระทบ และ ใน- มุมหักเหของแสง

ภายในการดรอป รังสี AB จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ที่จุด B ลำแสงจะหักเหบางส่วนและสะท้อนบางส่วน ควรสังเกตว่ายิ่งมุมตกกระทบที่จุด B เล็กลง และด้วยเหตุนี้ที่จุด A ความเข้มของลำแสงที่สะท้อนกลับยิ่งต่ำลงและความเข้มของลำแสงที่หักเหยิ่งมากขึ้น

บีม AB หลังจากการสะท้อนที่จุด B เกิดขึ้นที่มุม `` = ตกถึงจุด C ซึ่งจะมีการสะท้อนบางส่วนและการหักเหของแสงบางส่วนด้วย ลำแสงหักเหออกจากหยดน้ำที่มุม r ในขณะที่ลำแสงที่สะท้อนสามารถไปได้ไกลกว่า ไปยังจุด D เป็นต้น ดังนั้น ลำแสงในหยดน้ำจึงผ่านการสะท้อนและการหักเหหลายครั้ง ในการสะท้อนแต่ละครั้ง รังสีของแสงบางส่วนจะออกมาและความเข้มของแสงภายในหยดจะลดลง รังสีที่เข้มข้นที่สุดที่พุ่งขึ้นไปในอากาศคือรังสีที่โผล่ออกมาจากหยดที่จุด B แต่สังเกตได้ยาก เพราะมันหายไปกับพื้นหลังของแสงแดดจ้าโดยตรง รังสีหักเหที่จุด C รวมกันทำให้เกิดรุ้งปฐมภูมิตัดกับพื้นหลังของเมฆมืด และรังสีหักเหที่จุด D ทำให้เกิดรุ้งกินน้ำทุติยภูมิซึ่งมีความเข้มน้อยกว่ารุ้งปฐมภูมิ

เมื่อพิจารณาถึงการก่อตัวของรุ้งกินน้ำ จะต้องคำนึงถึงปรากฏการณ์อีกประการหนึ่ง นั่นคือ การหักเหของคลื่นแสงที่มีความยาวต่างกันไม่เท่ากัน กล่าวคือ รังสีของแสงที่มีสีต่างกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การกระจายตัวเนื่องจากการกระจายตัว มุมการหักเหของแสง r และมุมการโก่งตัวของรังสีในหยดจึงแตกต่างกันสำหรับรังสีที่มีสีต่างกัน

รุ้งเกิดจากการกระจายตัวของแสงแดดในหยดน้ำ ในแต่ละหยด ลำแสงจะสัมผัสกับการสะท้อนภายในหลายครั้ง แต่ด้วยการสะท้อนแต่ละครั้ง พลังงานส่วนหนึ่งก็ดับไป ดังนั้น ยิ่งแสงสะท้อนภายในสัมผัสกับหยดน้ำมากเท่าไหร่ รุ้งก็จะยิ่งอ่อนลงเท่านั้น คุณสามารถสังเกตรุ้งได้ถ้าดวงอาทิตย์อยู่ข้างหลังผู้สังเกต ดังนั้นรุ้งปฐมภูมิที่สว่างที่สุดจึงเกิดจากรังสีที่มีการสะท้อนภายในครั้งเดียว พวกมันข้ามรังสีตกกระทบที่มุมประมาณ 42° ตำแหน่งของจุดที่ทำมุม 42° กับลำแสงตกกระทบคือรูปกรวย ที่ตารับรู้เป็นวงกลม เมื่อส่องสว่างด้วยแสงสีขาว จะได้แถบสี โดยส่วนโค้งสีแดงจะสูงกว่าแถบสีม่วงเสมอ

บ่อยครั้งที่เราเห็นรุ้งหนึ่ง ไม่ใช่เรื่องแปลกที่สายรุ้งสองเส้นปรากฏขึ้นพร้อมกันบนท้องฟ้า โดยเรียงต่อกันเป็นแถบๆ มีการสังเกตโค้งท้องฟ้าจำนวนมากยิ่งขึ้น - สามสี่และห้าในเวลาเดียวกัน ปรากฎว่ารุ้งสามารถเกิดขึ้นได้ไม่เฉพาะจากรังสีโดยตรงเท่านั้น มักปรากฏในแสงสะท้อนของดวงอาทิตย์ สามารถพบเห็นได้ตามชายฝั่งของอ่าวทะเล แม่น้ำใหญ่ และทะเลสาบ รุ้งสามหรือสี่สี - ธรรมดาและสะท้อนแสง - บางครั้งก็สร้างภาพที่สวยงาม เนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์ที่สะท้อนจากผิวน้ำไปจากล่างขึ้นบน รุ้งที่ก่อตัวในรังสีบางครั้งอาจดูผิดปกติโดยสิ้นเชิง

คุณไม่ควรคิดว่ารุ้งสามารถสังเกตได้เฉพาะในเวลากลางวันเท่านั้น มันเกิดขึ้นในเวลากลางคืน แต่อ่อนแอเสมอ คุณสามารถเห็นรุ้งกินน้ำหลังฝนตกในตอนกลางคืน เมื่อดวงจันทร์มองจากด้านหลังก้อนเมฆ

สามารถหารูปร่างคล้ายรุ้งได้จากสิ่งนี้ ประสบการณ์ : จำเป็นต้องส่องขวดที่เต็มไปด้วยน้ำที่มีแสงแดดส่องถึงหรือโคมไฟผ่านรูบนกระดานไวท์บอร์ด จากนั้นรุ้งจะมองเห็นได้ชัดเจนบนกระดานและมุมของความแตกต่างของรังสีเมื่อเทียบกับทิศทางเริ่มต้นจะอยู่ที่ประมาณ 41 ° - 42 ° ภายใต้สภาพธรรมชาติ ไม่มีหน้าจอ รูปภาพปรากฏบนเรตินาของดวงตา และดวงตาจะฉายภาพนี้ลงบนก้อนเมฆ

หากรุ้งกินน้ำในตอนเย็นก่อนพระอาทิตย์ตก แสดงว่ามีรุ้งสีแดง ในช่วงห้าหรือสิบนาทีสุดท้ายก่อนพระอาทิตย์ตก สีทั้งหมดของรุ้ง ยกเว้นสีแดง จะหายไป และจะสว่างมากและมองเห็นได้แม้กระทั่งสิบนาทีหลังพระอาทิตย์ตก

สายตาที่สวยงามคือรุ้งบนน้ำค้าง สามารถชมพระอาทิตย์ขึ้นบนพื้นหญ้าที่ปกคลุมไปด้วยน้ำค้าง รุ้งนี้มีรูปร่างเหมือนไฮเปอร์โบลา

ศูนย์กลางของวงกลมที่รุ้งอธิบายไว้นั้นอยู่บนเส้นตรงที่ลากผ่านผู้สังเกตและดวงอาทิตย์ที่จุดต้านสุริยะ ในขณะที่ดวงอาทิตย์อยู่ข้างหลังผู้สังเกตเสมอ และไม่สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์และรุ้งได้พร้อมกัน เวลาโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ออปติคัล รัศมีมุมของวงกลมคือ 42 องศา สำหรับผู้สังเกตการณ์บนพื้น รุ้งมักจะดูเหมือนส่วนโค้งของวงกลม ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้า ยิ่งโค้งใกล้ครึ่งวงกลมมากเท่านั้น และความสูงของยอดรุ้งเหนือพื้นโลกจะเท่ากับ 42 องศา ยิ่งจุดสังเกตสูง โค้งก็จะยิ่งเต็ม (คุณสามารถเห็นวงกลมเต็มวงจากเครื่องบินได้) เมื่อดวงอาทิตย์ขึ้นเหนือขอบฟ้า 42 องศา วงกลมที่อาจเกิดรุ้งกินน้ำจะอยู่ต่ำกว่าระดับพื้นดิน และผู้สังเกตการณ์ที่อยู่บนพื้นผิวจะมองไม่เห็นรุ้งกินน้ำ คุณไม่สามารถเข้าใกล้รุ้งได้ เหมือนกับเส้นขอบฟ้า

ฟิสิกส์ของรุ้ง

รุ้งเกิดขึ้นเมื่อแสงแดดหักเหและสะท้อนจากหยดน้ำ (ฝนหรือหมอก) ที่ลอยอยู่ในบรรยากาศ หยดน้ำเหล่านี้เบี่ยงเบนแสงของสีต่างๆ ในรูปแบบต่างๆ (ดัชนีการหักเหของน้ำสำหรับแสงที่มีความยาวคลื่น (สีแดง) ที่ยาวกว่า (สีแดง) น้อยกว่าความยาวคลื่นสั้น (สีม่วง) ดังนั้นแสงสีแดงจึงเบี่ยงเบนจุดอ่อนที่สุด - โดย 137 ° 30 ' และสีม่วงคือ เบี่ยงเบนอย่างรุนแรงที่สุดโดย 139 °ยี่สิบ') ส่งผลให้แสงสีขาวสลายตัวเป็นสเปกตรัม ผู้สังเกตการณ์ซึ่งยืนหันหลังให้แหล่งกำเนิดแสงเห็นแสงหลากสีที่มาจากอวกาศตามแนววงกลมที่มีศูนย์กลาง (ส่วนโค้ง)

มุมดังกล่าวจะมีค่าหนึ่งค่า สำหรับสอง - ค่าอื่น เป็นต้น ซึ่งสอดคล้องกับรุ้งปฐมภูมิ (รุ้งลำดับที่หนึ่ง) ลำดับที่สอง (รุ้งลำดับที่สอง) เป็นต้น ระดับประถมศึกษา - สว่างที่สุด ดึงแสงส่วนใหญ่ออกจากหยด โดยธรรมชาติแล้ว รุ้งลำดับที่สูงกว่ามักจะมองไม่เห็น เพราะมันอ่อนมาก

การปรากฏตัวของรุ้งลำดับที่สามในสภาพธรรมชาตินั้นหายากมาก เป็นที่เชื่อกันว่าในช่วง 250 ปีที่ผ่านมามีรายงานทางวิทยาศาสตร์เพียงห้าฉบับเกี่ยวกับการสังเกตปรากฏการณ์นี้ ในเวลาเดียวกัน ต้องขอบคุณการใช้วิธีการพิเศษในการถ่ายภาพและการประมวลผลภาพถ่ายที่ได้ในภายหลัง ทำให้สามารถลงทะเบียนลำดับที่สี่ ห้า และแม้กระทั่งตามที่คาดไว้ ลำดับที่เจ็ดได้

ภายใต้เงื่อนไขของห้องปฏิบัติการ เป็นไปได้ที่จะได้รุ้งที่มีลำดับสูงกว่ามาก ดังนั้นในบทความที่ตีพิมพ์ในปี 2541 มีการระบุว่าผู้เขียนโดยใช้รังสีเลเซอร์ได้รับรุ้งลำดับที่สองร้อย

สายรุ้งแฟนซี

ส่วนใหญ่มักจะสังเกตเห็นรุ้งอาร์คธรรมดา แต่ปรากฏการณ์ทางแสงอื่น ๆ อีกมากมายที่ทราบกันดีอยู่แล้วเกิดขึ้นด้วยเหตุผลที่คล้ายกันหรือมีลักษณะคล้ายคลึงกัน ในหมู่พวกเขาตัวอย่างเช่น หมอก (สีขาว) รุ้งซึ่งเกิดขึ้นบนละอองหมอกขนาดเล็กมาก และ รุ้งคะนอง(รัศมีชนิดหนึ่ง) ที่เกิดขึ้นบนเมฆเซอร์รัส ดูเหมือนรุ้งและ parhelion จาง ๆ - รัศมีที่ 22 °ทางซ้ายและขวาของดวงอาทิตย์ มองเห็นได้ในเวลากลางคืน พระจันทร์สีรุ้ง .

เมื่อรุ้งปรากฏเหนือผิวน้ำ (หรือเหนือพื้นผิวสะท้อนแสงอื่น เช่น ทรายเปียก) สิ่งที่เรียกว่า รุ้งสะท้อนแสง(eng. สะท้อนแสงรุ้ง). มันเกิดขึ้นเมื่อแสงแดดสะท้อนออกจากผิวน้ำก่อนที่มันจะกระทบกับเม็ดฝนที่หักเห จำเป็นที่ผิวน้ำจะต้องใหญ่เพียงพอ สงบ และอยู่ใกล้กำแพงฝน รุ้งที่สะท้อนกลับเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยากเนื่องจากสภาพต่างๆ มากมาย

รุ้งที่สะท้อนข้ามรุ้งหลักที่ระดับขอบฟ้าแล้วผ่านไป เนื่องจากแสงแดดจะสะท้อนจากน้ำล่วงหน้า ความสว่างของรุ้งที่สะท้อนจึงต่ำกว่าความสว่างหลัก

ในบางสถานการณ์ คุณสามารถเห็นรุ้งคู่ กลับหัว หรือแม้แต่วงแหวน อันที่จริง สิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ของกระบวนการอื่น - การหักเหของแสงในผลึกน้ำแข็งที่กระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศและเป็นของรัศมี สำหรับการปรากฎของรุ้งกลับหัวบนท้องฟ้า (ส่วนโค้งใกล้จุดสุดยอด, ส่วนโค้งเซนิทัล - หนึ่งในประเภทรัศมี) จำเป็นต้องมีสภาพอากาศเฉพาะซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของขั้วโลกเหนือและใต้ รุ้งกลับหัวเกิดจากการหักเหของแสงที่ลอดผ่านก้อนน้ำแข็งของม่านเมฆบางๆ ที่ความสูง 7 - 8,000 เมตร สีของรุ้งนั้นกลับด้านเช่นกัน: สีม่วงอยู่ด้านบนและสีแดงอยู่ที่ด้านล่าง

ประวัติการวิจัย

แม้ว่าสเปกตรัมหลายสีของรุ้งจะต่อเนื่องกัน แต่ในหลายประเทศ 7 หรือ 6 สี (เช่น ในประเทศที่พูดภาษาอังกฤษ) ก็มีความโดดเด่นในสีนั้น เชื่อกันว่า I. Newton เป็นคนแรกที่เลือกหมายเลข 7

วลีช่วยจำ

สีในรุ้งเรียงตามลำดับที่สอดคล้องกับสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้ ในรัสเซียมีวลีช่วยจำสำหรับการจดจำลำดับนี้:

• ถึง ak เกี่ยวกับครั้งหนึ่ง Fอัค- ชมโวนาร์ จีดีบุก จากแตกหัก ฉโอนาร์
• ถึงทั้งหมด เกี่ยวกับฮอตนิก ดีทำ ชมแนท จีเดอ จากไป ฉอาซาน

วลีเป็นสิ่งที่เรียกว่าโคลงเคลง

ในวลีเหล่านี้ ตัวอักษรเริ่มต้นของแต่ละคำจะสอดคล้องกับอักษรตัวแรกของชื่อสีใดสีหนึ่ง

• ถึงทั้งหมด- สีแดง
• เกี่ยวกับฮอตนิก- ส้ม
• Fทำ- เหลือง
• Zแนท- เขียว
• จีเดอ- สีฟ้า
• จากไป- สีฟ้า
• Fอาซาน- สีม่วง

สีในวลีแสดงตามลำดับสีรุ้ง ตั้งแต่สีแดง (แสงที่มองเห็นได้ความยาวคลื่นยาวที่สุด) ไปจนถึงสีม่วง (แสงที่มองเห็นได้ความยาวคลื่นสั้นที่สุด)

สายรุ้งในประวัติศาสตร์ ตำนาน และวัฒนธรรม

• ในตำนานของสแกนดิเนเวีย สายรุ้งคือสะพาน Bivrest ซึ่งเชื่อมระหว่าง Midgard (โลกแห่งผู้คน) และ Asgard (โลกแห่งเทพเจ้า) แถบสีแดงของรุ้งเป็นไฟนิรันดร์ ซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อ Ases แต่จะเผามนุษย์ทุกคนที่พยายามจะปีนสะพาน Bifrost ได้รับการปกป้องโดย As Heimdall
• ในตำนานอินเดียโบราณ ธนูของพระอินทร์ เทพเจ้าสายฟ้าและสายฟ้า
• ในตำนานเทพเจ้ากรีกโบราณ - ถนนของ Irida ผู้ส่งสารระหว่างโลกแห่งเทพเจ้าและผู้คน
• ในตำนานอาร์เมเนีย สายรุ้งคือเข็มขัดของ Tyr (แต่เดิมเป็นเทพเจ้าแห่งดวงอาทิตย์ จากนั้นเป็นเทพเจ้าแห่งการเขียน ศิลปะ และวิทยาศาสตร์)
• ตามความเชื่อของชาวสลาฟ รุ้งกินน้ำจากทะเลสาบ แม่น้ำ และทะเล จากนั้นฝนก็จะตก บางครั้งเธอก็กลืนปลาและกบไปพร้อมกับน้ำ ดังนั้นบางครั้งพวกมันก็ตกลงมาจากฟากฟ้า การปรากฏตัวของรุ้งเป็นความโชคร้ายและถ้าคน ๆ หนึ่งสามารถผ่านไปได้ภายใต้รุ้งแล้วผู้ชายจะกลายเป็นผู้หญิงและผู้หญิงจะกลายเป็นผู้ชาย
• ตามความเชื่อของชาวแอฟริกันหลายๆ คน ในสถานที่ที่สายรุ้งแตะพื้น คุณสามารถหาสมบัติได้ (หินมีค่า เปลือกหอยหรือลูกปัด)
• ในตำนานของชาวอะบอริจินของออสเตรเลีย งูสายรุ้งถือเป็นผู้อุปถัมภ์ของน้ำ ฝน และหมอผี
• ภูติจิ๋วชาวไอริชซ่อนหม้อทองคำที่รุ้งแตะพื้น
• ในพระคัมภีร์ รุ้งปรากฏหลังน้ำท่วมโลกเพื่อเป็นสัญลักษณ์ของการให้อภัยของมนุษยชาติ ความสามัคคีของพระเจ้าและมนุษยชาติ (ต่อหน้า / ผ่านโนอาห์) และความจริงที่ว่าน้ำท่วมจะไม่เกิดขึ้นอีก (ปฐมกาล)
  “เราใส่รุ้งของเราไว้ในเมฆ เพื่อมันจะเป็นหมายสำคัญแห่งพันธสัญญาระหว่างเรากับระหว่างแผ่นดินโลก และมันจะเป็นเมื่อฉันรวบรวมเมฆเหนือโลก, รุ้งจะปรากฏในเมฆ. ล่ามของ Pentateuch of Rashi อธิบายวลีนี้ดังนี้: "เมื่อฉันรวบรวมเมฆเหนือโลก" เมื่อคุณลักษณะของการพิพากษาของฉันแจ้งให้ฉันนำความมืดและความตายมาสู่โลก จากนั้น ... "รุ้งจะปรากฏใน คลาวด์." กล่าวคือมีรุ้งปรากฏบนท้องฟ้าเมื่อมนุษย์สมควรตายเพราะบาปของมัน “และต่อมาเมื่อเรานำเมฆมาบนแผ่นดินโลก รุ้งจะปรากฎในเมฆ และฉันจะระลึกถึงพันธสัญญาของเราซึ่งอยู่ระหว่างเราและระหว่างคุณและระหว่างทุกจิตวิญญาณที่มีชีวิตในเนื้อหนังทั้งหมด และจะไม่มีน้ำเหมือนน้ำท่วมทำลายเนื้อหนังอีกต่อไป” ตามลมุดในช่วงชีวิตของคนชอบธรรมผู้ยิ่งใหญ่ไม่จำเป็นต้องมีสัญลักษณ์นี้เนื่องจากจักรวาลได้รับการปกป้องจากความตายจากการมีอยู่ของพวกเขา
• ในตำนานของญี่ปุ่น เทพเจ้าอิซานางิและอิซานามิยืนอยู่บนสะพานสวรรค์ จุ่มหอกจากมัน หยดจากนั้นจึงกลายเป็นเกาะ
• ภาพของรุ้งเป็นสัญลักษณ์ส่วนตัวของ Catherine de' Medici
• ในหนังสือของแฟรงค์ บอม "พ่อมดมหัศจรรย์แห่งออซ" และในภาพยนตร์ที่สร้างจากเรื่องนั้น โดโรธี เด็กหญิงที่ผ่านใต้สายรุ้ง เข้าสู่ดินแดนมหัศจรรย์

รุ้งและคำที่เกี่ยวข้อง

สายรุ้งเป็นสัญลักษณ์

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

1. , จาก. 38.
2. มินนาท ม.แสงและสีในธรรมชาติ - M.: "Nauka", 1969. - S. 182. - 344 p.
3. ใครเป็นคนสร้างรุ้ง? (เศษจากหนังสือโดย Ya. E. Geguzin "The Drop") // Science and Life. - 2559. - ลำดับที่ 10. - น. 73-75.
4. สามารถมองเห็นได้ (ซึ่งเห็นได้อย่างชัดเจนในรูป) ว่าปริมาณแสงที่สะท้อนจากการหักเหของแสงที่เห็นได้ชัดเจนจะเข้าสู่บริเวณด้านในของกรวยด้วย และถึงแม้จะไม่มีความเข้มสูงสุดที่คมชัดในบริเวณนี้ ซึ่งทำให้แสงในนั้นแทบไม่มีสีเลย อย่างไรก็ตาม ปริมาณแสงทั้งหมดที่เข้ามาที่นี่ค่อนข้างมาก เมื่อสังเกต (และในภาพถ่าย) คุณมักจะสังเกตเห็นว่าท้องฟ้า (เช่น ภูมิทัศน์และทุกๆ อย่างโดยทั่วไป) ในส่วนโค้งของรุ้งกินน้ำนั้นสว่างกว่าอย่างเห็นได้ชัด
5. จากตำนานสู่ความจริง: ภาพถ่ายพิสูจน์ว่ามีรุ้งสามดวง - บทความบนเว็บไซต์ The Optical Society (OSA)
6. ทุสเนอร์ เอ็มการสังเกตด้วยภาพถ่ายของรุ้งลำดับที่สี่ตามธรรมชาติ // เลนส์ประยุกต์ - 2554. - ฉบับที่. 50 ไม่ใช่ 28. - P.F129-F133. - ดอย:10.1364/อ.50.00F129.
7. Edens H.E.การสังเกตด้วยภาพถ่ายของรุ้งลำดับที่ 5 ตามธรรมชาติ // เลนส์ประยุกต์ - 2558. - ฉบับ. 54 หมายเลข 4 . - PB26-B34. - ดอย:10.1364/AO.54.000B26.
8. Edens H.E. , Konnen G.P.การตรวจจับด้วยภาพถ่ายที่น่าจะเป็นไปได้ของรุ้งลำดับที่เจ็ดตามธรรมชาติ // เลนส์ประยุกต์ - 2558. - ฉบับ. 54 หมายเลข 4 . - ภ.บ.93-B96. - ดอย:10.1364/AO.54.000B93.
9. Ng P. H. , Tse M. Y. , Lee W. K.การสังเกตรุ้งลำดับสูงที่เกิดจากจี้ห้อย (อังกฤษ) // Journal of Optical Society of America B. - 1998. - Vol. 15 ไม่ สิบเอ็ด. - หน้า 2782-2787
10. เรนโบว์ - ซุ้มโพลาไรซ์?
11. สายรุ้งสะท้อนแสง
12. การสร้างโบว์สะท้อนแสง
13. รุ้งปรากฏอย่างไร (ไม่มีกำหนด) .

การเรียนการสอน

ตามที่นิวตันได้กำหนดขึ้น ลำแสงสีขาวได้มาจากปฏิกิริยาของรังสีที่มีสีต่างกัน ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน คราม และม่วง แต่ละสีมีลักษณะเฉพาะด้วยความยาวคลื่นและความถี่การสั่นสะเทือนที่เฉพาะเจาะจง ที่ขอบเขตของสื่อโปร่งใส ความเร็วและความยาวของคลื่นแสงเปลี่ยนไป ความถี่การสั่นยังคงเท่าเดิม แต่ละสีมีดัชนีการหักเหของแสงของตัวเอง ลำแสงสีแดงเบี่ยงเบนน้อยที่สุดจากทิศทางก่อนหน้า สีส้มมากกว่าเล็กน้อย ตามด้วยสีเหลือง ฯลฯ รังสีสีม่วงมีดัชนีการหักเหของแสงสูงสุด หากปริซึมแก้วติดตั้งอยู่ในทางเดินของลำแสง ลำแสงจะไม่เพียงเบี่ยงเบน แต่ยังแตกเป็นรังสีหลายสีด้วย

และตอนนี้ . ในธรรมชาติ บทบาทของปริซึมแก้วเล่นโดยเม็ดฝนที่รังสีของดวงอาทิตย์ชนกับเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศ เนื่องจากความหนาแน่นของน้ำมีมากขึ้น ลำแสงที่ขอบของตัวกลางทั้งสองจึงหักเหและสลายตัวเป็นส่วนประกอบ นอกจากนี้ รังสีสีเคลื่อนที่อยู่แล้วภายในหยดจนกระทั่งชนกับผนังด้านตรงข้าม ซึ่งเป็นขอบเขตของสื่อสองชนิด และยิ่งกว่านั้น มีคุณสมบัติเป็นกระจก ฟลักซ์แสงส่วนใหญ่หลังจากการหักเหของแสงทุติยภูมิจะยังคงเคลื่อนที่ต่อไปในอากาศหลังเม็ดฝน บางส่วนจะสะท้อนจากผนังด้านหลังของหยดและจะถูกปล่อยสู่อากาศหลังจากการหักเหของแสงรองบนพื้นผิวด้านหน้า

กระบวนการนี้เกิดขึ้นพร้อมกันในหลายหยด หากต้องการเห็นรุ้งกินน้ำ ผู้สังเกตต้องยืนหันหลังให้ดวงอาทิตย์และหันหน้าเข้าหากำแพงฝน รังสีสเปกตรัมโผล่ออกมาจากเม็ดฝนในมุมต่างๆ มีเพียงรังสีเดียวที่เข้าตาผู้สังเกตจากแต่ละหยด รังสีที่โผล่ออกมาจากหยดข้างเคียงรวมกันก่อตัวเป็นส่วนโค้ง ดังนั้นจากหยดบนสุดรังสีสีแดงเข้าสู่ดวงตาของผู้สังเกตจากด้านล่าง - สีส้มและอื่น ๆ รังสีสีม่วงนั้นแข็งแกร่งที่สุด แถบสีม่วงจะอยู่ด้านล่าง รุ้งในรูปร่างสามารถมองเห็นได้เมื่อดวงอาทิตย์ทำมุมไม่เกิน 42° เมื่อเทียบกับขอบฟ้า ยิ่งดวงอาทิตย์ขึ้นสูง รุ้งก็จะยิ่งเล็กลง

อันที่จริง กระบวนการที่อธิบายไว้ค่อนข้างซับซ้อนกว่า ลำแสงภายในหยดจะสะท้อนหลายครั้ง ในกรณีนี้ ไม่สามารถสังเกตส่วนโค้งของสีได้ แต่มีรุ้งสองสี - รุ้งลำดับที่หนึ่งและสอง ส่วนโค้งด้านนอกของรุ้งลำดับที่หนึ่งนั้นมีสีแดง ส่วนโค้งด้านในเป็นสีม่วง ในรุ้งลำดับที่สอง สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริง โดยปกติแล้วจะดูซีดกว่าครั้งแรกมาก เนื่องจากความเข้มของฟลักซ์แสงจะลดลงเมื่อเกิดการสะท้อนหลายครั้ง

บ่อยครั้งที่สามารถสังเกตส่วนโค้งสีสามสี่และห้าบนท้องฟ้าได้ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ชาวเลนินกราดสังเกตเห็นสิ่งนี้ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2491 เนื่องจากรุ้งกินน้ำสามารถเกิดได้ในแสงแดดที่สะท้อน สามารถสังเกตส่วนโค้งหลากสีดังกล่าวได้เหนือแหล่งน้ำอันกว้างใหญ่ ในกรณีนี้ รังสีสะท้อนจากล่างขึ้นบน

เมื่อใดก็ตามที่รุ้งปรากฏขึ้น รุ้งจะเกิดขึ้นจากการเล่นแสงบนหยดน้ำเสมอ โดยปกติแล้วสิ่งเหล่านี้คือเม็ดฝนและมีหมอกเล็กน้อยในบางครั้ง บนละอองที่เล็กที่สุด เช่น หยดน้ำที่ก่อตัวเป็นเมฆ จะมองไม่เห็นรุ้งกินน้ำ

รุ้งเกิดขึ้นเพราะดวงอาทิตย์ ละอองน้ำหักเหแสงแขวนอยู่ในอากาศ ละอองเหล่านี้เบี่ยงเบนแสงที่มีสีต่างกันออกไป ทำให้แสงสีขาวสลายตัวเป็นสเปกตรัม

ในคืนเดือนหงาย สว่างไสว มองเห็นได้ สายรุ้งจากดวงจันทร์. เนื่องจากการมองเห็นของมนุษย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ในที่แสงน้อยดวงตาไม่สามารถรับรู้สีได้ดี รุ้งจากดวงจันทร์จึงมีลักษณะเป็นสีขาว ยิ่งแสงสว่างมากเท่าไร รุ้งก็ยิ่งมี "สีสันมากขึ้นเท่านั้น"

ตามความเชื่อของอังกฤษโบราณ หม้อทองคำสามารถพบได้ที่ปลายรุ้งทุกดวง แม้กระทั่งตอนนี้ก็ยังมีคนที่คิดว่าพวกเขาสามารถไปถึงก้นรุ้งได้จริงๆ และมองเห็นแสงริบหรี่พิเศษที่นั่น

ค่อนข้างชัดเจนว่า รุ้งไม่ได้อยู่ที่ใดโดยเฉพาะ, เหมือนของจริง; มันไม่มีอะไรนอกจากแสงที่มาจากทิศทางหนึ่ง

สังเกตบ่อยที่สุด รุ้งปฐมภูมิโดยที่แสงส่องผ่านแสงสะท้อนภายในตัวเดียว เส้นทางของรังสีแสดงในรูปด้านล่าง ในรุ้งปฐมภูมิ สีแดงอยู่นอกส่วนโค้ง รัศมีเชิงมุมของมันคือ 40-42 °

บางครั้งคุณสามารถเห็นรุ้งกินน้ำสีรุ้งอีกอันที่สว่างน้อยกว่ารอบรุ้งแรก นี้ รุ้งรองซึ่งแสงจะสะท้อนถึงสองครั้งในหยด ในรุ้งที่สอง ลำดับของสีที่ "กลับด้าน" คือสีม่วงด้านนอกและสีแดงด้านใน รัศมีเชิงมุมของรุ้งรองคือ 50-53°

ลำดับของสีในรุ้งที่สองนั้นตรงกันข้ามกับลำดับในรุ้งแรก พวกเขาเผชิญหน้ากันด้วยแถบสีแดง

ไดอะแกรมการก่อตัวของสายรุ้ง

1. หยดทรงกลม
2. การสะท้อนกลับภายใน,
3. รุ้งปฐมภูมิ,
4. การหักเหของแสง
5. รุ้งรอง
6. ลำแสงที่เข้ามา
7. เส้นทางของรังสีในระหว่างการก่อตัวของรุ้งปฐมภูมิ
8. เส้นทางของรังสีระหว่างการก่อตัวของรุ้งทุติยภูมิ
9. ผู้สังเกตการณ์
10. พื้นที่ก่อตัวรุ้ง,
11. บริเวณที่เกิดสายรุ้ง
12. บริเวณที่เกิดสายรุ้ง

ศูนย์กลางของวงกลมที่รุ้งอธิบายไว้จะอยู่บนเส้นตรงที่ลากผ่านดวงอาทิตย์ (ดวงจันทร์) และดวงตาของผู้สังเกตเสมอ นั่นคือ เป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นดวงอาทิตย์และรุ้งพร้อมกันโดยไม่ใช้กระจกเงา

อันที่จริงรุ้งเป็นวงกลมที่สมบูรณ์ เราไม่สามารถตามมันไปเกินขอบฟ้าเพียงเพราะเราไม่เห็นเม็ดฝนที่ตกลงมาด้านล่างเรา

จากเครื่องบินหรือบนที่สูง สามารถมองเห็นได้เต็มวง

“เจ็ดสีรุ้ง”มีอยู่ในจินตนาการเท่านั้น เป็นวลีเชิงโวหารที่มีมานานมากเพราะเราไม่ค่อยเห็นสิ่งต่าง ๆ ตามที่เป็นจริง อันที่จริง สีของรุ้งจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสีอื่น และมีเพียงดวงตาเท่านั้นที่รวมมันเข้าเป็นกลุ่มโดยไม่ได้ตั้งใจ

ประเพณีไฮไลท์สีรุ้ง 7 สีไปจาก ไอแซกนิวตันซึ่งหมายเลข 7 มีความหมายเชิงสัญลักษณ์พิเศษ (ด้วยเหตุผลของพีทาโกรัสหรือเทววิทยา) ประเพณีการแยกแยะสีรุ้งทั้ง 7 สีนั้นไม่เป็นสากล เช่น ชาวบัลแกเรียมีรุ้ง 6 สี

ในการจำลำดับของสีในสายรุ้งนั้น มีวลีช่วยจำ คือ ตัวอักษรตัวแรกของแต่ละคำที่ตรงกับตัวอักษรตัวแรกในชื่อสีต่างๆ (แดง, ส้ม, เหลือง, เขียว, ฟ้า, น้ำเงิน, ม่วง)

"ถึงทั้งหมด เกี่ยวกับฮอตนิก ดีทำ ชมแนท จีเดอ จากไป ฉอาซาน". "เมื่อ Jacques นักตีระฆังทุบโคมด้วยหัวของเขา".