Радуга - одне з найкрасивіших явищ природи, вона з'являється тільки під час зливи, коли йде дощ і одночасно світить сонце, а ще після дощу або перед ним.
Люди вже давно замислювалися над її природою. Поява веселки в небі означало, що незабаром настане гарна погода і негоди прийшов кінець. У старовинних російських літописах веселку називають «райським дугою» або скорочено, «Райдуга». Її появи для людей означало «райдужні» перспективи на майбутнє.
У давньоіндійському епосі «Ромаяна» можна знайти вираз «цибуля семиколірний громовник». Громовник - верховний бог, цар царів Індра. Давнім грекам веселка представлялася посередницею між небом і землею, тобто між богами і людьми. Вони отожествляли веселку з прекрасною Ірідою і зображували її одягненою з шовку, який переливався всіма семи квітами. Неодмінним атрибутом Іриди були золоті крила. Вони символізували її непостійний характер: адже веселка з'являється і зникає завжди несподівано.
За старим англійської повір'ям, біля підніжжя кожної веселки можна знайти горщик із золотом. Ще й тепер зустрічаються люди, які уявляють, що вони дійсно можуть дістатися до підніжжя веселки і що там видно особливий мерехтливе світло.
Араби ж вважали що веселка - це лук бога світла Кузаха. Після виснажливої боротьби з силами темряви, які прагнули не допустити появу сонця на небі, Кузах незмінно виходив переможцем і вішав веселку цибулю на хмари. Слов'яни здавна вважали веселку після рясного дощу вісницею перемоги, здобутої богом Перуном над духом зла.
Для виникнення веселки недостатньо тільки грому і блискавок. Якщо небо затягнуте хмарами, а на землі немає тіні веселку не помітити. І тільки коли через товщі хмар пробивається сонце, створюються умови для її появи. Прекрасна! Мінлива і невловима! Звідси і з'явився вираз для тих, хто женеться за нездійсненною мрією «Погнався за веселкою».
Коли дивишся на це чудо, хочеться багато дізнатися про неї. Що таке веселка і як вона виходить? Чому веселка має форму дуги? Чому вона різнобарвна, скільки в ній кольорів і як їх запам'ятати? Чому у веселці нижній колір - фіолетовий, а верхній - червоний? Як побачити веселку, і чому іноді зовні звичайної веселки видно друга, менш яскрава, в якій порядок кольорів зворотний? Чи можна побачити веселку вночі? Чи можна пройти під веселкою?
У чому секрет веселки?
Білого світла насправді немає в природі. Сонячний промінь або звичайний промінь білого світла - це суміш декількох різних кольорів. Коли промінь світла рухається крізь повітря, з ним майже нічого не відбувається, але якщо на його шляху трапляється прозора речовина, помітно відрізняється за щільністю від повітря, зі світлом починають відбуватися цікаві речі. Потрапляючи на кордон такого речовини світло, відхиляється, але найголовніше, що кожна його складова відхиляється по-різному. Так промінь фіолетового кольору заломлюється в найбільшою мірою, в той час як червоний - в найменшій.
Це явище називається дисперсією. Якщо промінь білого світла пропустити через скляну призму, на виході з неї виходять сім кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Ці кольорові складові білого світла називаються спектром.
Веселка і є великий вигнутий спектр, або смуга кольорових ліній, що утворилися в результаті розкладання променя світла, що проходить через дрібні крапельки дощу. В даному випадку краплі дощу виконують роль призми. Кожну таку краплю можна порівняти з круглим скляним акваріумом. Світло входить в краплю з одного її кінця, відбивається від внутрішньої, протилежної поверхні під кутом і виходить крізь ту ж поверхню, що і входив, але вже під іншим кутом.
Радуга - атмосферний оптичне і метеорологічне явище, що спостерігається зазвичай після дощу або перед ним. Воно виглядає як дуга або коло. Веселку можна побачити не тільки в небі, а й біля водоспаду або фонтану.
Напевно, хто бачив веселку, могли помітити, що сонце завжди знаходиться з протилежного від веселки боку. Щоб спостерігати веселку перебувати необхідно строго між сонцем (воно повинно бути ззаду) і дощем (він повинен бути перед тобою). Інакше веселки не помітити! Сонце, очі і центр веселки повинні знаходитися на одній лінії!
Якщо сонце високо в небі, провести таку пряму лінію неможливо. Ось чому веселку можна спостерігати тільки рано вранці або ближче до вечора. Ранкова веселка означає, що сонце знаходиться на сході, а дощ іде на заході. При післяобідньої веселці сонце розташоване на заході, а дощ - на сході.
Милуючись веселкою, можна помітити, який високий і крутий її різнобарвний міст. Але дивлячись з поверхні Землі не видно більше половини дуги. Зовсім інша справа, якщо дивитися на веселку з вершини гори на низинну рівнину - туди, де приземляються краплі дощу. В поле зору виявилася б більше половини окружності, а при особливо сприятливих умовах, наприклад з кабіни літака, можна побачити веселку у вигляді повного кільця.
Чому ж людське око бачить веселку саме в формі дуги, а не, наприклад, у формі вертикальної кольоровий смуги? Тут вступає в силу закон оптичного заломлення, при якому промінь, проходячи через краплю дощу, що знаходиться в певному положенні в просторі, заломлюється 42 рази і стає видимим для людського ока саме в формі кола. От саме частина цієї окружності все і звикли спостерігати.
Чому у веселці нижній колір - фіолетовий, а верхній - червоний?
Кожна з семи складових білого кольору переломлюється під своїм кутом. Луч фіолетового кольору заломлюється в найбільшою мірою, в той час як червоний - в найменшій.
Краплі розташовані вище за все, посилають вниз, до ока спостерігача, найменш заломлені промені червоної частини спектра. У той же час нижні краплі посилають оці промені фіолетового кольору. Краплі розташовані між ними посилають інші кольори. Таким чином, існує значна кількість крапель, які відтворюють оці людини весь діапазон квітів. А оскільки кожен спостерігач сприймає світ лише від «своєї» системи крапель, то і бачить він лише «свою» веселку. Тобто кількість веселок дорівнює кількості спостерігачів, хоч вони і вважають, що милуються однієї і тієї ж веселкою!
Чому іноді зовні звичайної веселки ми бачимо другу, менш яскраву, в якій порядок кольорів зворотний?
Причина другий веселки, як і першої, полягає в ламанні і відображенні світла в крапельках води. Однак перед тим як перетворитися на «другу веселку», промені сонячного світла встигають два рази, а не один, відбитися від внутрішньої поверхні кожної крапельки. Крапельки, що дає початок «другої веселці», знаходяться вище тих, що служать джерелом «першої».
Чому веселка так швидко зникає?
Якби краплі весь час висіли в повітрі, то можна було б спостерігати веселку протягом всього дня. Чому ж цього не відбувається? Тому, що краплі випаровуються або, злившись один з одним, падають на землю.
Цікаво, що крім сонячних веселок існують ще й місячні веселки. Однак це явище дуже рідкісне. Спостерігати його можна при повному Місяці, на незакритих хмарами, при одночасному випаданні зливового дощу. Але в порівнянні з сонячними, місячні веселки слабші, для них характерна відсутність червоного кольору навіть при великих краплях дощу. Вся справа в слабкості світла виходить від Місяця.
Для запам'ятовування послідовності кольорів в сонячному спектрі, є фрази, перші літери кожного слова в яких відповідають першими літерами в назвах квітів.
Кожен (Червоний) Як
Знати (Зелений) Дзвонар
Виявляється, так найлегше запам'ятати порядок кольорів у веселці.
Теоретичне пояснення веселки вперше дав знаменитий французький філософ, математик, фізик і фізіолог Рене Декарт в 1637 р Він вважав, що причиною веселки є маленькі краплі (діаметром менше 1 мм) тільки що минулого дощу, утримувані теплими висхідними потоками повітря. Промені сонця зазнають в краплях два заломлення і одне відображення і повертаються назад до спостерігача під певним кутом.
А в 1672 сер Ісаак Ньютон провів історичний досвід. Він направив пучок світла на грань скляної призми, і на екрані, встановленому за нею, вийшов спектр з безперервних переходять одна в іншу смуг. Вчені виділили сім основних кольорів, які ми і спостерігаємо в веселці.
Експеримент «Ефект веселки в домашніх умовах».
Мета дослідів: показати, що можна самостійно, в домашніх умовах розщепити видимий сонячне світло на окремі кольору, відтворивши ефект веселки.
Обладнання: таз, по самі вінця наповнений водою; дзеркальце, встановлене в воді під кутом 25 °; джерело світла (сонце або настільна лампа).
Хід досвіду: У сонячний день необхідно поставити біля вікна таз з водою і опустити в нього дзеркало. (Рис. 23) Потрібно повернути дзеркальце під таким кутом, щоб на нього падало яскраве сонячне світло. Дзеркало потребує підставці, так як кут між ним і поверхнею води має становити 25 °. Якщо дзеркальце «зловить» промінь світла, то в результаті заломлення променя у воді і його відображення від дзеркала на стіні або на стелі виникне веселка. (Рис. 24,25)
Цей досвід можна провести і ввечері: тоді джерелом світла виступить настільна лампа. Спектр вийде в затемненому приміщенні.
Обладнання: аркуш паперу, кришталевий келих.
Хід досвіду. Необхідно поставте кришталевий келих на білий аркуш паперу. Спробувати зловити келихом сонячне світло. На аркуші паперу з'являться кольорові смуги веселки.
Устаткування: тарілка з водою, лак для нігтів, «вудка» для плівки.
Хід досвіду. Необхідно капнути у воду краплю лаку. На поверхні води утворюється тонка плівка. Її потрібно акуратно зняти за допомогою спеціального пристосування - «вудки». Плівка лаку буде грати всіма барвами, нагадуючи крила бабки. Луч білого світла, потрапляючи на тонку плівку, частково відбивається від неї, а частково проходить углиб, відбиваючись від її внутрішньої поверхні.
Смуга - до смужці,
Жовта, зелена, червона, синя
Мені сказали, ніби це -
Все з сонячного світла.
Якщо разом їх змішати,
Буде просто світло знову.
Мета: Показати, що з кольорових складових можна отримати білий колір.
Обладнання: картонний круг, на який наклеєні сім кольорів веселки, електродриль.
Хід досвіду. Точно також як білий колір розкладається на складові, можна з кольорових складових отримати білий колір. Якщо пропустити через скляну призму сім кольорових променів кожен під певним кутом, то на виході з неї вийде промінь білого кольору. Але самостійно виконати цей досвід важко. Але є інший спосіб. Необхідно взяти коло, вирізаний з картону і наклеїти на нього сім кольорів веселки або розфарбувати його в ці кольори. Насадити коло на вісь електродрилі та почати швидко обертати, то замість кольорового кола з'явиться білий. Це відбувається через властивості людського зору. Око не може на швидко обертається колі бачити всі кольори окремо, і вони зливаються для нього в один білий колір.
Радуга - дивовижне явище природи. Скільки б раз людина не бачила веселку, завжди із захопленням дивиться на це чудо.