Как появляется радуга

Капля как призма

Белый солнечный свет — это смесь всех цветов. Когда он попадает в каплю дождя, происходит три вещи^{[1] [2]}:

1. На входе в каплю свет преломляется — меняет направление.
2. Доходит до задней стенки капли и отражается от неё.
3. На выходе из капли снова преломляется.

Вода отклоняет разные цвета чуть по-разному: красный — слабее, фиолетовый — сильнее. Поэтому из капли белый луч выходит уже веером цветных лучей — как из стеклянной призмы^[1].

Почему именно 42 градуса

Свет выходит из капли под разными углами, но больше всего его собирается под углом около 42 градусов к направлению солнечных лучей^[2]. Красные лучи выходят под углом около 42,5°, синие — около 40,6° ^[2].

Отсюда главное правило радуги: её центр всегда лежит в противосолнечной точке — там, куда падает тень вашей головы. А сама радуга — окружность радиусом около 42° вокруг этой точки^[1]. Поэтому:

• радугу видно, только если солнце за спиной, а впереди — капли воды;
• чем ниже солнце, тем выше радуга и тем больше она похожа на полукруг. Если солнце поднялось выше 42°, радуги у земли не увидеть вовсе^[1];
• утром радугу обычно видно на западе, а под вечер — на востоке^[2];
• с самолёта или с высокой горы радугу можно увидеть целым кругом^[2].

Двойная радуга

Иногда над первой радугой видна вторая, бледнее. Во вторичной радуге свет отражается внутри капли дважды, а не один раз. Она лежит примерно на 10° выше основной — под углом около 50–53°^[2].

Цвета в ней идут в обратном порядке: снаружи фиолетовый, внутри — красный^[1]. Бледнее она потому, что при двух отражениях больше света теряется, а сама дуга растянута на большую часть неба^[2].

Радуга третьего порядка в природе почти не встречается: считается, что за последние 250 лет было всего пять научных сообщений о её наблюдении. А в лаборатории с помощью лазера получали радугу даже двухсотого порядка^[1].

Лунная радуга

Радуга бывает и ночью — от света полной Луны. Но выглядит она почти белой: в темноте глаз работает «палочками», которые не различают цвета^[1][2].

Почему цветов семь

Спектр в радуге непрерывный — один цвет плавно переходит в другой, никаких границ в нём нет. Сколько в радуге цветов, решают люди^[1].

Семь цветов выделил Исаак Ньютон. Сначала, в 1672 году, он насчитал пять: красный, жёлтый, зелёный, синий и фиолетовый. Позже добавил оранжевый и индиго — чтобы цветов было семь, как нот в музыкальной гамме^[2]. Сам Ньютон признавал, что не очень хорошо различает цвета^[2].

В русской традиции радуга — это красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Запомнить их помогает фраза «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан»^[1]. А в англоязычных странах в радуге часто выделяют шесть цветов^[1]: «голубого» как отдельного цвета у них нет. Учёные считают, что сколько полос человек различает в радуге, во многом зависит от его языка^[2]. Об именах цветов — в справочнике «Названия цветов».

Кто объяснил радугу

Первыми близкое к правде объяснение дали в конце XIII — начале XIV века персидский астроном Кутб ад-Дин аш-Ширази или его ученик Камал ад-Дин аль-Фариси^[1]. В Европе общую картину описал Марк Антоний де Доминис в 1611 году. Рене Декарт в 1637 году рассчитал ход 10 000 лучей в капле и нашёл угол около 41,5°. А Ньютон объяснил, откуда берутся цвета и почему во второй радуге они идут наоборот^[1].

Радуга в мифах

• У скандинавов радуга — мост Биврёст между миром людей и миром богов^[1]. О скандинавском мироздании — в статье «Иггдрасиль».
• У древних греков — дорога богини Ириды, вестницы богов^[1].
• В древнеиндийских мифах — лук бога грома Индры^[1].

О том, почему небо вообще голубое, — в статье «Почему небо голубое».

Соберите пазл «Радуга над полем» в нашей игре Пазлум.