?

Log in

No account? Create an account

Entries by category: авто

Давненько не брал в руки шашек- не писал на околонаучные темы. На сей раз напишу по теме, близкой к моей профессии- о радуге. Честно говоря, простенькое с точки зрения физики природное явление, хотя и очень красивое. Грустно говорить, но побудило меня к написанию мерзкая возня вокруг последних событий с «голубыми», что в Куеве, что в Орландо, вернее беснование с «радужными» флагами. Изгадили уроды лгбт своими грязными рученками красивые природу и явление, кое, кстати, в библии вообще возвели в ранг божественного откровения, мол, так иегова обещал людям напоминать про «потоп» и то, что он «боля не будет».  Ну да ладно, ближе к телу. Для начала- радуга не единственное «радужное» явление. Их в природе три- радужный ореол, радуга и глория. Все три сии явления объединяет один физический механизм- рассеяние света на крупных висящих в воздухе частицах. Про ореол и глорию потом, а сейчас  к нашей красавице. Пункт первый- радуга всегда располагается на противосолнечной стороне неба, когда наблюдатель находится между солнцем (условно) и идущим невдалеке дождем. Сразу  же – радугу наблюдают и от брызг фонтанов  в солнечную погоду. Необходимые атрибуты всегда –наличие капель воды и источника света с малой угловой расходимостью пучка. Годится и прожектор, и автомобильная фара и даже хороший фонарь, лишь бы источник давал, как говорят, квазипараллельный пучок света. Когда свет от такого источника попадает на каплю (есть ограничение- размер капли должен быть больше примерно десяти микрон по диаметру), происходит следующее: по законам преломления и отражения луч , падающий на каплю, (1)-преломляется внутрь капли. (2) внутри капли он проходит до задней стенки капли, где испытывает отражение (угол падения равен углу отражения) , распространяется к границе капли и (3) на ней испытывает второе преломление и выходит из капли.  Два преломления и одно отражение. Угол между направлением падения и выхода кругло сто сорок градусов, сиречь существенно «назад» Именно поэтому никогда в средней полосе не может быть радуги близко к полдню-«не набирается» угол 140 градусов. Только вблизи восхода и ближе к вечеру.  Почему мы видим спектр? Преломление определяется показателем преломления воды, и он зависит от длины световой волны- дисперсия. Посему угол выхода из капли относительно солнца  зависит от длины волны. Максимальный угол для синего- посему синий цвет «внизу», минимальный –красный, прочие «посередине».  Со «второй» радугой чуть сложнее- там два преломления и два внутренних отражения, посему картина цветов «перевернутая».  Из –за того, что угол внутренних отражений недотягивает до угла полного внутреннего отражения, заметны «потери» при отражении и, соответственно, вторая радуга всегда слабее основной.
            Ну а теперь об ореоле и глории. Простенького геометрического объяснения здесь нет, раньше были всякие приближенные схемы расчета, дававшие некое правдоподобное объяснения эффектов. Но когда пошли серьезные ЭВМ, народ просто стал считать достаточно надежное решение классической краевой задачи классической электродинамики (решение получается в виде бесконечных рядов, кои, само собой, вовремя «обрывают»). Так что получить картину ореола, сиречь рассеяния «вперед» под углом в единицы градусов по отношению к оси облучающего пучка сейчас не проблема. Проблема в том, что ореол формирует рассеяние «на просвет» и близко к основному пучку посему он (пучек) должен быть ограничен  в размерах, посему солнышко здесь мало годится. А вот автомобильная фара или фонарь -подходят. В тумане радужный ореол вокруг света фары приближающейся к вам машины- обычное явление, даже вокруг дальнего фонаря в тумане есть ореол. Главное отличие от радуги в том, что здесь работает не классическая дисперсия показателя преломления воды капли, а соотношение длины волны света и размера частицы, от которого зависит угол, под которым отклонится свет от оси пучка- чем короче длина волны, тем «уже конус ореола»-вот и получается «расслоение» ореола по цвету.  Да, сие явление наблюдается лишь в полноценном тумане, «серая» дымка при высокой влажности, ошибочно называемая туманом, не в счет.  Ну а с глорией пальцеобразного объяснения вообще нет. Расчет дает угол глории примерно 178 градусов, реально очень близко к направлению «назад». Ежели вы стоите так, что вашу голову сзади освещает прожектор, а тень от головы падает на туман, который перед вами (или облако в горах) , вокруг тени от вашей головы появится радужный нимб. Сие и есть глория.