Szivárvány
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. január 25-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 27 szerkesztést igényelnek .A szivárvány egy légköri , optikai és meteorológiai jelenség, amely akkor figyelhető meg, ha sok vízcseppből ( eső vagy köd ) erős fényforrás (a természetben a nap vagy a hold – lásd a hold szivárványát ) világít meg . A szivárvány úgy néz ki, mint egy többszínű ív vagy kör , amely a látható spektrum színeiből áll össze (külső szélétől: piros , narancssárga , sárga , zöld , kék , indigó , ibolya ). Ez az a hét szín, amelyet általában a szivárványban különböztetnek meg az orosz kultúrában (esetleg Newton nyomán, lásd alább ), de nem szabad elfelejteni, hogy valójában a spektrum folytonos, és színei zökkenőmentesen átmennek egymásba sok köztes színen keresztül. árnyalatok .
A szivárvány által leírt kör középpontja az antiszoláris pontban a megfigyelőn és a napon áthaladó egyenesen fekszik [1] ; a nap mindig a megfigyelő mögött van. A kör saroksugara 42 fok [1] . A földön tartózkodó szemlélő számára a szivárvány általában körívnek tűnik , minél alacsonyabban van a nap a horizont felett, annál közelebb van az ív a kör feléhez, és a szivárvány csúcsának magassága a föld felett 42 fokon. Minél magasabb a megfigyelési pont, annál teljesebb az ív (repülőgépről is láthat egy teljes kört ). Amikor a Nap 42 fok fölé emelkedik a horizont fölé, a szivárvány lehetséges előfordulási köre a talajszint alatt van, és a felszínén tartózkodó megfigyelő nem láthatja a szivárványt [2] . Lehetetlen megközelíteni a szivárványt, ahogy a horizontot is [3] . Magas pontról nézve kör alakú szivárványt lehet megfigyelni.
Szivárványfizika
Szivárvány akkor jön létre, amikor a napfény megtörik és visszaverődnek a légkörben lebegő vízcseppek ( eső vagy köd ) által . Ezek a cseppek különböző módon térítik el a különböző színű fényt ( a víz törésmutatója a hosszabb hullámhosszú (piros) fénynél kisebb, mint a rövid hullámhosszú (ibolya), így a vörös fény tér el a legkevésbé - 137°30'-al, az ibolya pedig a legnagyobb. erősen elhajlítva 139° húsz'). Ennek eredményeként a fehér fény spektrummá bomlik . A megfigyelő háttal a fényforrásnak állva egy többszínű izzást lát, amely az űrből koncentrikus körök (ívek) mentén jön.
A szivárvány olyan maró anyag , amely egy gömb alakú cseppen jelenik meg egy síkkal párhuzamos fénysugár törése és visszaverődése során (belül). Amint az ábrán látható egy monokromatikus fénysugár esetében, a visszavert fény maximális intenzitása a forrás, a csepp és a megfigyelő közötti bizonyos szögben. Ez a maximum nagyon "éles": a fény nagy része a cseppből jön ki, szinte pontosan ugyanabban a szögben elfordul. A lényeg az, hogy az a szög, amelyben a visszavert és megtört nyaláb elhagyja a cseppet, nem monoton módon függ a beeső (kezdeti) nyaláb és a vele párhuzamos és a csepp középpontján áthaladó tengely távolságától. Ennek a függőségnek sima szélsősége van . Ezért a fénycsepp nagy része pontosan ebben a szögben és a hozzá közel állókban bontakozik ki. Ennek a szögnek az értékei kissé eltérnek a különböző színű sugaraknak megfelelő törésmutatókhoz. Ennél a szögnél a maximális fényerejű visszaverődés-törés következik be, ami (különböző cseppekből) szivárványt alkot; a különböző cseppekből származó "fényes" sugarak kúpot alkotnak, amelynek csúcsa a megfigyelő pupillájában van, és egy tengelye halad át a megfigyelőn és a napon [4] .
A cseppen belüli visszaverődésnél egy ilyen szögnek egy értéke van, kettőnél egy másik, és így tovább. Ez megfelel az elsődleges (elsőrendű szivárvány), a másodlagos (másodrendű szivárvány) stb. szivárványnak. Az elsődleges a legfényesebb, ez veszi ki a legtöbb fényt a cseppből. A természetben a másodiknál nagyobb rendű szivárványok általában nem láthatók, mivel nagyon gyengék.
A leggyakrabban megfigyelt elsődleges szivárvány , amelyben a fény egyetlen belső visszaverődésen megy keresztül. A sugarak útja a jobb felső sarokban látható ábrán látható. Az elsődleges szivárványban a piros szín az íven kívül van, szögsugara 40-42°.
Néha egy másik, kevésbé fényes szivárvány is látható az első körül. Ez egy másodlagos szivárvány , amelyet a cseppekben kétszeresen visszaverődő fény alkot . A másodlagos szivárványban a színek „fordított” sorrendje kívül lila , belül piros. A másodlagos szivárvány szögsugara 50-53°. A két szivárvány közötti égbolt általában észrevehetően sötétebb, ezt a vidéket Alexander-sávnak nevezik .
A harmadrendű szivárvány természetes körülmények között rendkívül ritka. Úgy gondolják, hogy az elmúlt 250 év során mindössze öt tudományos jelentés született ennek a jelenségnek a megfigyeléséről [5] . Ugyanakkor a speciális fényképezési módszerek alkalmazásának és a kapott fényképek utólagos feldolgozásának köszönhetően lehetőség nyílik a negyedik [6] , az ötödik [7] , sőt a várakozásoknak megfelelően a hetedik [8] rendű szivárványok regisztrálására is. .
Laboratóriumi körülmények között sokkal magasabb rendű szivárványokat lehet beszerezni. Tehát egy 1998-ban megjelent cikkben azt állították, hogy a szerzők lézersugárzás segítségével kétszázadrendű szivárványt kaptak [9] .
Az elsődleges szivárvány fénye 96%-ban polarizálódik az ív iránya mentén [10] , a másodlagosé 90%-ban.
Fényes holdfényes éjszakán a holdról is láthat egy szivárványt . Mivel az emberi szem gyenge fényben működő receptorai – „ rudak ” – nem érzékelik a színeket , a holdi szivárvány fehéresnek tűnik; minél világosabb a fény, annál „színesebb” a szivárvány (a színreceptorok - „ kúpok ” benne vannak az érzékelésében).
Díszes szivárványok
Leggyakrabban egy egyszerű szivárványív figyelhető meg, de sok más optikai jelenség is ismert, amelyek hasonló okokból fordulnak elő, vagy hasonlóan néznek ki. Például egy homályos (fehér) szivárvány , amely nagyon kis ködcseppeken fordul elő, és egy tüzes szivárvány (egy halofajta ), amely a pehelyfelhőkön fordul elő . Úgy néz ki, mint egy szivárvány és egy halvány parhelion – egy halo, amely 22°-ban van a naptól balra és jobbra. Éjszaka látható a hold szivárvány .
Amikor szivárvány jelenik meg a víz felszínén ( vagy egy másik tükröződő felületen, például nedves homokon [11] ) , úgynevezett visszavert szivárvány fordulhat elő [12] . Úgy tűnik [13] , amikor a napfény visszaverődik a víz felszínéről, mielőtt esőcseppeket érne, ahol fénytörés következik be. A vízfelület legyen elég nagy, nyugodt és közel legyen az esőfalhoz. A sok körülmény miatt a visszavert szivárvány ritka előfordulás.
A visszavert szivárvány a horizont szintjén keresztezi a főt, majd áthalad rajta. Mivel a napfény előre visszaverődik a vízről, a visszavert szivárvány fényereje alacsonyabb, mint a főé.
Szivárványszerű jelenségek
Bizonyos körülmények között kettős, fordított vagy akár gyűrűs szivárvány is látható. Valójában ezek egy másik folyamat jelenségei - a fénytörés a légkörben szétszórt jégkristályokban, és a halohoz tartoznak [14] . A fordított szivárvány (közel-zenitális ív, zenitális ív - a halo egyik fajtája ) égen történő megjelenéséhez speciális időjárási körülményekre van szükség, amelyek az északi és a déli pókra jellemzőek. A 7-8 ezer méteres magasságban egy vékony felhőfüggöny jégcsapjain áthaladó fény megtörésével egy fordított szivárvány jön létre. A színek egy ilyen szivárványban is megfordulnak: felül a lila, alul a piros.
Kutatástörténet
A perzsa csillagász , Qutb ad-Din ash-Shirazi ( 1236-1311 ) és valószínűleg tanítványa , Kamal ad-Din al-Farisi [ ( 1260-1320 ) volt az első, aki meglehetősen pontos magyarázatot adott a jelenségre . 15] . Körülbelül ugyanebben az időben a szivárvány hasonló magyarázatát javasolta Dieter Freiburg német tudós és Roger Bacon angol teológus .
A szivárvány általános fizikai képét 1611-ben Mark Antony de Dominis írta le a „ De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride ” [16] című könyvében . Kísérleti megfigyelések alapján arra a következtetésre jutott, hogy a szivárvány az esőcsepp belső felületéről való visszaverődés és kettős fénytörés eredményeként jön létre - a cseppbe való belépéskor és onnan való kilépéskor [17] .
René Descartes részletesebb magyarázatot adott a szivárványról 1637 -ben a Discourse on Method című művében (a Meteora része, A szivárványról fejezet) [18] [19] . Figyelembe véve a 10 ezer sugár útját egy cseppben, megállapította, hogy a 8500-tól 8600-ig terjedő sugarak ugyanabban a 41,5 fokos szögben jönnek ki eredeti irányukkal, ezért ez a szög a domináns a sugarakra nézve [18] [ 3 ] . Megállapította azt is, hogy a másodlagos szivárvány két törés és két visszaverődés eredményeként jön létre [20] , és ebben az esetben a sugarak az eredeti irányhoz képest főként 51-52 fokos szögben hagyják el a cseppet [18] .
I. Newton az "Optika" című értekezésében kiegészítette Descartes és de Dominis elméletét a szivárvány színeinek megjelenési okainak magyarázatával, valamint a színek elrendezésének ellenkező sorrendjével az elsődleges és másodlagos szivárványban [21] . Newton hét színt különböztetett meg: piros, narancs, sárga, zöld, kék, indigó és lila [21] .
Bár a szivárvány többszínű spektruma folyamatos, sok országban 7 vagy 6 (például az angol nyelvű országokban [22] ) szín van benne. Úgy tartják, hogy Newton volt az első, aki a 7-es számot választotta.
Mnemonikus kifejezések
A szivárvány színei a látható fény spektrumának megfelelő sorrendben vannak elrendezve. Oroszul vannak emlékeztető kifejezések a memorizálásra, a vöröstől ( a leghosszabb hullámhosszú látható fény ) a liláig (a legrövidebb hullámhosszú látható fény):
- Egyszer Zhak - z vonar fejével leütött egy lámpást [ 23 ] . _ _ _
- Minden vadász tudni akarja , hová megy a fácán . _ _ _ _
A kifejezések egy acrostic [24] , ahol minden szó kezdőbetűje egy bizonyos szín nevének kezdőbetűjének felel meg.
- mindegyik piros _ _
- O hotnik - narancs
- Zh elaet - sárga
- Z nat - zöld
- G de - kék
- C megy - kék
- Phazan - lila _
Az angol nyelv a Roy G. Biv betűszót használja , amely a virágok kezdőbetűiből áll.
Szivárvány a történelemben, mitológiában és kultúrában
- A skandináv mitológiában a szivárvány a Bivrest híd , amely összeköti Midgardot (az emberek világát) és Asgardot (az istenek világát); a szivárvány vörös csíkja az örök tűz , amely ártalmatlan az Aesirre, de megéget minden halandót , aki megpróbál felmászni a hídra. A Bifrostot As Heimdall őrzi .
- Az ősi indiai mitológiában Indra íja , a mennydörgés és villámlás istene.
- Az ókori görög mitológiában - Irida útja, az istenek és az emberek világa közötti hírnök.
- Az örmény mitológiában a szivárvány Tyr öve (eredetileg a napisten, majd az írás, a művészetek és a tudományok istene).
- A szláv hiedelmek szerint a szivárvány tavakból, folyókból és tengerekből iszik vizet, ami aztán esik. Néha lenyeli a halakat és a békákat a vízzel együtt, így néha az égből hullanak alá . A szivárvány megjelenése előrevetítette a szerencsétlenséget, és a szivárvány alatt elhaladva a férfiból nő lesz, a nőből pedig férfi [25] .
- Sok afrikai nép hite szerint azokon a helyeken, ahol a szivárvány érinti a földet, kincsekre (drágakövekre, cowrie -kagylókra vagy gyöngyökre ) lehet találni.
- Az ausztrál őslakos mitológiában a szivárványkígyót a víz, az eső és a sámánok patrónusaként tartják számon .
- Egy ír manó egy aranyedényt rejteget ott, ahol a szivárvány érintette a földet.
- A Bibliában a szivárvány a globális vízözön után az emberiség megbocsátásának, Isten és az emberiség egyesülésének (személyben vagy Noé által) jelképeként jelent meg, és hogy az özönvíz soha többé nem fog megtörténni ( 1Móz 9:12-17 ). ).
„Az én szivárványomat a felhőbe helyezem, hogy jele legyen a szövetségnek köztem és a föld között. És az lesz, amikor felhőket gyűjtök a föld felett, szivárvány jelenik meg a felhőben. Rashi Pentateuchjának tolmácsa a következőképpen magyarázza ezt a kifejezést: „Amikor felhőket gyűjtök a föld felett”, amikor Ítéletem Tulajdonsága arra késztet, hogy sötétséget és halált hozzak a földre, akkor... „a szivárvány megjelenik a földön. felhő." Vagyis szivárvány jelenik meg az égen, amikor az emberiség megérdemli a halált a bűneiért. „És lészen, ha felhőt hozok a földre, szivárvány jelenik meg a felhőben; és megemlékezem az én szövetségemről, amely köztem és köztetek van, és minden élő lélek között minden testben; És nem lesz többé víz, mint özönvíz, amely minden testet elpusztít." A Talmud szerint a nagy igazak életében nincs szükség erre a jelre, hiszen jelenlétükkel védik az Univerzumot a haláltól. - A japán mitológiában Izanagi és Izanami istenek egy mennyei hídon álltak, lándzsát mártottak róla a tengerbe, amelynek cseppjei a japán szigetekké lettek.
- A szivárvány képe Catherine de' Medici személyi emblémája volt .
- Frank Baum " Óz csodálatos varázslója " című könyvében és az ennek alapján készült filmben Dorothy lány a szivárvány alatt egy varázslatos országban találja magát.
Szivárvány és kapcsolódó kifejezések
- Írisz - gazdag színválasztékú virág;
- Az irídium egy fém, amelynek összetett színei szinte teljes szivárványt adnak;
- A szem szivárványhártyája latinul „írisz”;
- Az írisz rekeszizom a szem szivárványhártyájához hasonlít;
- Zenei csoportok nevében szerepel (például Rainbow ).
Szivárvány mint szimbólum
- A hétszínű szivárványt a Zsidó Autonóm Terület zászlaja ábrázolja .
- A " Greenpeace " globális környezetvédelmi szervezet hajóit " Rainbow Warrior "-nak (ang. Rainbow Warrior) hívják.
- Az 1970-es években a hétszínű szivárványzászló a dél-amerikai őslakosok mozgalmának szimbólumává vált Bolíviában , Peruban , Chilében és Ecuadorban . Ez egyben a perui Cusco város hivatalos zászlaja is .
- 1978-ban a szivárványzászlót (általában hat szín, kék nélkül) használták először a San Francisco-i meleg büszkeségen az LMBT-közösség jogainak támogatásának szimbólumaként [26] .
Lásd még
- Szín
- Könnyű
- Spectrum
- ködös szivárvány
- hold szivárvány
- Kerületi vízszintes ív
- Csíkos Sándor
- Gloria
- Halo
- Prizma (optika)
- szivárvány zászló
Jegyzetek
- ↑ 1 2 Zvereva, 1988 , p. 38.
- ↑ Minnart M. Fény és szín a természetben. - M . : "Nauka", 1969. - S. 182. - 344 p.
- ↑ 1 2 Ki alkotja a szivárványt? (Részlet Ya. E. Geguzin "A csepp" című könyvéből) // Tudomány és élet . - 2016. - 10. sz . - S. 73-75 .
- ↑ Látható (ez az ábrán jól látható), hogy a cseppekben visszavert-megtört fény észrevehető mennyisége a kúp belső tartományába is bejut. És bár ezen a területen nincs éles intenzitásmaximum, ami gyakorlatilag színtelenné teszi a benne lévő fényt, az ide bejutó teljes fénymennyiség azonban meglehetősen nagy. Megfigyeléskor (és fényképeken) gyakran észrevehető, hogy a szivárványíven belüli égbolt (mint a táj és általában minden) észrevehetően világosabb.
- ↑ A mítosztól a valóságig: fotók bizonyítják, hogy létezik hármas szivárvány . Archiválva : 2015. szeptember 24., a Wayback Machine - Cikk a The Optical Society (OSA) honlapján
- ↑ Theusner M. Természetes negyedrendű szivárvány fényképes megfigyelése // Applied Optics. - 2011. - Kt. 50, sz. 28 . -P.F129-F133. - doi : 10.1364/AO.50.00F129 .
- ↑ Edens HE Természetes ötödrendű szivárvány fényképes megfigyelése // Applied Optics. - 2015. - Kt. 54. sz. 4 . - P.B26-B34. - doi : 10.1364/AO.54.000B26 .
- ↑ Edens HE, Können GP A természetes hetedrendű szivárvány valószínű fényképészeti észlelése // Applied Optics. - 2015. - Kt. 54. sz. 4 . - P.B93-B96. - doi : 10.1364/AO.54.000B93 .
- ↑ Ng PH, Tse MY, Lee WK Függőcsepp által alkotott magasrendű szivárványok megfigyelése // Journal of Optical Society of America B. - 1998. - Vol. 15, sz. 11 . - P. 2782-2787.
- ↑ Szivárvány – Polarizált ív? . Letöltve: 2013. július 21. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 9..
- ↑ Reflection Rainbows . Letöltve: 2015. október 20. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 23..
- ↑ Reflexiós íj kialakulása . Letöltve: 2015. október 20. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 23..
- ↑ Hogyan jelenik meg a szivárvány (elérhetetlen link) . Letöltve: 2018. április 9. Az eredetiből archiválva : 2018. április 9..
- ↑ http://ice-halo.net/theory Archiválva : 2012. május 5. a Wayback Machine -nél Hogyan lehet megkülönböztetni a glóriát a szivárványtól
- ↑ Al-Farisi életrajza . Letöltve: 2006. május 24. Az eredetiből archiválva : 2017. július 21.
- ↑ De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride Archiválva : 2016. augusztus 10. a Wayback Machine -en a Google Könyvtárban
- ↑ Antonio de Dominis spalatroi püspök felfedezése // Encyclopædia Britannica : vagy, A művészetek, tudományok és vegyes irodalom szótára. - Edinburgh: Nyomtatva A. Bell és C. MacFarquhar számára, 1797. - Vol. 13. - P. 320-321. (Angol)
- ↑ 1 2 3 Golin G. M., Filonovich S. R. A szivárványról / R. Descartes // A fizikai tudomány klasszikusai (ősidőktől a 20. század elejéig): Útmutató. - M . : Felsőiskola , 1989. - S. 67-72. — 576 p. — 50.000 példány. — ISBN 5-06-000058-3 .
- ↑ René Descartes. De l'arc-en-ciel // Discours de la methode. - Párizs, 1657. - S. 250-271.
- ↑ Trifonov E. D. Még egyszer a szivárványról // Soros Educational Journal. - 2000. - T. 6 , 7. sz . - S. 53-54 .
- ↑ 1 2 Newton I. Optika vagy értekezés a fény visszaverődéseiről, töréseiről, hajlításairól és színeiről / Fordította: Vavilov S.I. - 2. kiadás - M . : Állam. Műszaki és Elméleti Irodalmi Kiadó , 1954. - S. 131. - 367 p. - ("A természettudomány klasszikusai" sorozat).
- ↑ A szivárvány színeinek számáról . Letöltve: 2022. április 17. Az eredetiből archiválva : 2021. június 12.
- ↑ James Joyce. "Ulysses". II. kötet archiválva 2020. július 13-án a Wayback Machine -nél a Google Könyvtárban
- ↑ Guy Lefrancois. Alkalmazott nevelési pszichológia . - Szentpétervár. : Prime Eurosign, 2003. - S. 144. - 416 p. - ("Fő tankönyv" projekt). — ISBN 5938780896 .
- ↑ Levkievskaya E.E. Az orosz nép mítoszai. - M . : Astrel, 2000. - S. 90. - 528 p. - (A világ népeinek mítoszai). — ISBN 5-17-002811-3 .
- ↑ Szimbólumok archiválva : 2013. március 27. . // Meleg, leszbikus, biszexuális, transznemű és queer kultúra enciklopédiája (angol) (Hozzáférés: 2011. április 2.)
Irodalom
Oroszul
- Afanasiev A.N. A szivárvány népi költői ábrázolásai // Filológiai megjegyzések. 1865.
- Nussenzweig X. Szivárványelmélet // Uspekhi fizicheskikh nauk, 1978.- 125. v., 7. szám. (Nussenzveig, H. Moyses fordítása: "Theory of the Rainbow", Scientific American , 236 (1977), 116).
- Minnart M. Fény és szín a természetben . - M . : "Nauka", 1969. - 344 p.
- Tarasov L. V. Tarasova A. N. Beszélgetések a fénytörésről , M .: Nauka, 1982. 176 p., Quantum Library sorozat, 18. szám.
- Zvereva SV A napfény világában. - L . : Gidrometeoizdat, 1988. - 160 p. - 151 000 példány.
Angolul
- Robert Greenler Rainbows, Halos és Glories. – 1980 ISBN 0-521-38865-1
- Raymond L. Lee és Alastair B. Fraser , The Rainbow Bridge: Rainbows in Art, Myth and Science, (2001) Penn. State University Press és SPIE Press ISBN 0-271-01977-8
- David K. Lynch és William Livingston , Szín és fény a természetben, 2. kiadás (2001) ISBN 0-521-77504-3
- Minnaert MGJ Fény és szín a szabadban, 1995 ISBN 0-387-97935-2
- Minnaert M. A fény és a szín természete a szabadban. 1973 ISBN 0-486-20196-1
- Naylor, John , Out of the Blue, 2002, ISBN 0-521-80925-8
- Bleicher, Steven (2004) Contemporary Color: Theory & Use 6. o. Delmar. ISBN 1-4018-3740-9 : „A legtöbb ember azonban csak hat ilyen árnyalatot tud felismerni; nehezen tudnak különbséget tenni indigó és ibolya között."
Linkek
Oroszul
- Fény és Szín
- A „szivárvány” szó etimológiája és szemantikája
- Rene Descartes "A szivárványon"
- Khaskelevich D.-B. A szivárvány optikai-misztikus jelensége (Noé Testamentuma a Kabbala értelmezésében)
Angolul
- a szivárványokról
- Számfeletti és többszörös szivárvány
- Látványos szivárvány Elam Bendben (McFall, Missouri)
- Szivárvány keresése és fotózása
- Kamal Al-Din Al-Farisi magyarázata a szivárványról
- Körkörös és dupla szivárvány készítése! - a videó elmondja a szivárványfizika alapjait, éjszakai mesterséges szivárványt, kettős szivárványt és kör alakú szivárványt mutat be.
 Tematikus oldalak | |
|---|---|
| Szótárak és enciklopédiák |
|
| Bibliográfiai katalógusokban |