Географія - Великий довідник школяра і студента - 2008

Загальна географія
Атмосфера і клімат Землі
РАЙДУГА

Райдуга — найкрасивіше атмосферне явище. Зазвичай це величезна арка, що складається з різнокольорових смуг, яка спостерігається, коли Сонце освітлює лише частину небозводу, а повітря насичене крапельками води, наприклад, під час дощу. Різнокольорові дуги розташовуються в послідовності спектра (червона, оранжева, жовта, зелена, блакитна, синя, фіолетова), однак кольори майже ніколи не бувають чистими, оскільки смуги взаємно перекриваються. Як правило, фізичні характеристики райдуг істотно розрізняються, тому і на вигляд вони вельми різноманітні. їх спільною рисою є те, що центр дуги завжди розташовується на прямій, проведеній від Сонця до спостерігача. Головна райдуга являє собою дугу, що складається з найбільш яскравих кольорів — червоного на зовнішньому боці і фіолетового — на внутрішньому. Іноді можна бачити тільки одну дугу, але часто із зовнішнього боку основної райдуги з’являється побічна. Вона має не такі яскраві кольори, як перша, а червона і фіолетова смуги в ній змінюються місцями: червона розташовується з внутрішнього боку. Утворення головної райдуги пояснюється подвійним заломленням і однократним внутрішнім відбиттям променів сонячного світла. Проникаючи всередину краплі води, промінь світла заломлюється і розкладається, як при проходженні крізь призму. Потім він досягає протилежної поверхні краплі, відбивається від неї і виходить з краплі назовні. При цьому промінь світла, перш ніж досягнути спостерігача, заломлюється повторно. Початковий білий промінь розкладається на промені різних кольорів з кутом розходження 2°.

При утворенні побічної райдуги відбувається подвійне заломлення і подвійне відбиття сонячних променів. У цьому випадку світло заломлюється, проникаючи всередину краплі через її нижню частину, і відбивається від внутрішньої поверхні краплі. У певній точці світло заломлюється, виходячи з краплі в бік спостерігача. На сході і заході Сонця спостерігач бачить райдугу у вигляді дуги, яка дорівнює половині кола, оскільки вісь райдуги паралельна горизонту.

Якщо Сонце розташовується вище над горизонтом, дуга райдуги менша за половину кола. Коли Сонце підіймається вище за 42° над горизонтом, райдуга зникає. Скрізь, окрім високих широт, райдуга не може з’явитися опівдні, коли Сонце знаходиться дуже високо. Коли дощ або водяний пил утворюють райдугу, повний оптичний ефект досягається за рахунок сумарного впливу всіх крапельок води, що перетинають поверхню конуса райдуги зі спостерігачем у вершині. Роль кожної краплі швидкоплинна. Поверхня конуса райдуги складається з кількох шарів. Швидко перетинаючи їх і проходячи при цьому через серію критичних точок, кожна крапля вмить розкладає сонячний промінь на весь спектр у певній послідовності — від червоного до фіолетового кольору. Безліч крапель таким же чином перетинає поверхню конуса, так що райдуга представляється спостерігачеві безперервною як уздовж, так і упоперек її дуги.