Свободна лаборатория · Светлина и вълни
Дъгата отвътре
Как една капка вода прави дъга? Прочети, после провери сам в симулацията.
Пътят на лъча в капката
Слънчевият лъч влиза в капката и се пречупва. После се отразява от задната стена на капката и на излизане се пречупва още веднъж. Основната дъга идва от лъчите с едно отражение вътре, а втората, по-външната дъга – от лъчите с две отражения.
Защо точно около 42°
Успоредни лъчи, които удрят капката в различни точки, излизат под различни ъгли – от 0° до около 42°, но никога повече. Близо до този най-голям ъгъл много лъчи излизат почти под един и същ ъгъл: там светлината се трупа и е най-силна. Това е дъгата.
Не всеки лъч излиза под 42°! Лъч, който влиза на половината от радиуса, излиза под около 28°. Под около 42° излизат лъчите, които влизат на около 0,86 от радиуса.
Цветовете
Водата пречупва различните цветове малко различно: виолетовото – най-силно, червеното – най-слабо. Затова най-големият ъгъл е около 42,4° за червено и около 40,7° за виолетово. В основната дъга червеното е отвън, а във втората – отвътре.
| Цвят | Дължина на вълната, nm | Основна дъга | Втора дъга |
|---|---|---|---|
| червено | 680 | 42,4° | 50,4° |
| оранжево | 610 | 42,1° | 50,8° |
| жълто | 580 | 42,0° | 51,1° |
| зелено | 530 | 41,7° | 51,5° |
| синьозелено | 490 | 41,5° | 52,0° |
| синьо | 460 | 41,2° | 52,4° |
| виолетово | 410 | 40,7° | 53,4° |
Капката не оцветява светлината: един цвят влиза и същият цвят излиза. Цветовете на дъгата са в бялата светлина на Слънцето от самото начало. Размерът на капката не мени ъглите.
Дъгата в небето
Дъгата е кръг около точката срещу Слънцето – там, където пада сянката на главата ти. Всяка капка, която виждаш под около 42° от тази точка, ти праща цвят от дъгата. Затова дъгата е винаги зад теб спрямо Слънцето.
връх на дъгата ≈ 42° − височината на Слънцето
Ако Слънцето е по-високо от около 42°, дъгата е под хоризонта. По пладне през лятото в България Слънцето е на около 70° – тогава дъга няма. Сутрин и вечер дъга може да има.
Всеки вижда своя дъга. Когато се преместиш, започват да ти светят други капки, а дъгата „върви“ с теб. Затова не можеш да стигнеш края ѝ. Между двете дъги небето е по-тъмно: там не стига светлина нито от едно, нито от две отражения.
Често срещани грешки
- „Дъгата е на определено място.“ – Не: тя се мести с теб.
- „Всички виждат една и съща дъга.“ – Не: всеки вижда други капки.
- „Червеното е отвън, защото се пречупва най-силно.“ – Обратно: най-слабо.
- „Дъгата се вижда, когато гледаш към Слънцето.“ – Не: тя е зад теб.
- „По-едрите капки правят по-голяма дъга.“ – Не: ъгълът не зависи от размера.
Безопасност
- Никога не гледай право в Слънцето – нито с просто око, нито през стъкло, бинокъл или телефон. Може трайно да увреди зрението. За дъгата не е нужно: тя е зад теб.
- Дъга с маркуч: застани с гръб към Слънцето и пръскай фина струя пред себе си. Само навън, далеч от контакти и електрически уреди, и без да мокриш други хора без тяхното съгласие.
- Чаша вода на слънчев прозорец хвърля малка дъга на пода. Не оставяй стъклени чаши дълго на слънце до хартия или пердета: те могат да съберат светлината в гореща точка.
- Ако още гърми, стой на закрито – снимката на дъгата може да почака.