Ce vei înțelege
- Explici ordinea culorilor prin dispersie.
- Recunoști rolul observatorului în geometria curcubeului.
Înainte să începi: Citirea atentă a datelor și operații aritmetice de bază.
Ordinea culorilor curcubeului apare deoarece apa refractă diferit lumina de lungimi de undă diferite. Pentru curcubeul principal, roșul se vede la exterior, iar violetul la interior.
Explicația pas cu pas
Lumina intră într-o picătură, se refractă, se reflectă o dată la suprafața interioară și se refractă din nou la ieșire. Indicele de refracție al apei depinde de lungimea de undă, fenomen numit dispersie. Traseele diferitelor componente ale luminii albe nu coincid exact. Spre un anumit observator ajung mai intens razele ieșite într-un interval favorabil de unghiuri.
Curcubeul nu este o bandă materială suspendată într-un loc fix. Picăturile care trimit roșu către ochiul tău sunt situate pe alte direcții decât cele care trimit violet. Centrul cercului aparent se află în direcția opusă Soarelui. De aceea, pentru a vedea un curcubeu obișnuit, Soarele se află în spatele tău, iar picăturile în față. Spectrul este continuu; împărțirea în șapte culori este o convenție de denumire.
Exemplu și verificare
Imaginează-ți două persoane aflate la câțiva metri una de alta și privind aceeași aversă luminată. Ambele pot vedea un arc, dar lumina care ajunge la fiecare provine dintr-un set ușor diferit de picături. Dacă una se deplasează, nu se apropie de un capăt solid al curcubeului: se schimbă geometria razelor care ajung la ea.
În curcubeul principal, raza unghiulară a roșului este în jur de 42° față de direcția opusă Soarelui, iar violetul este puțin mai aproape de centru. Aceste unghiuri explică ordinea aparentă. O prismă separă și ea culorile, dar nu produce aceeași formă circulară; geometria picăturilor și poziția observatorului sunt esențiale pentru arc.
Confuzia de evitat
Reflexia din interiorul picăturii nu trebuie numită automat reflexie totală. Traseul care contribuie la curcubeul principal include reflexie internă parțială. O parte din lumină urmează și alte trasee, de aceea nu toată energia devine curcubeu vizibil.
Întrebări frecvente
De ce al doilea curcubeu are culorile inversate?
Curcubeul secundar implică două reflexii interne. Traseul suplimentar schimbă direcțiile de ieșire și ordinea aparentă; el se vede de obicei mai slab și la exteriorul celui principal.
Poate curcubeul să formeze un cerc complet?
Da, geometria lui este circulară. De la sol, orizontul ascunde de regulă o parte. Dintr-o poziție înaltă, dacă există picături în direcțiile potrivite, poate fi observată o porțiune mai mare.
De ce nu apare după orice ploaie?
Trebuie să existe simultan lumină solară, picături și o geometrie potrivită. Un cer uniform acoperit poate furniza lumină difuză, fără fasciculul direct necesar unui arc bine conturat.
Continuă studiul în biblioteca de lecții sau explorează alte curiozități științifice.
