Ködös szivárvány

Ködös szivárvány (fehér szivárvány, ködös ív)  - szivárvány , amely egy széles, fényes fehér ív, a fény törése és szóródása miatt nagyon kis vízcseppekben.

Akkor jelenik meg, amikor a napfény gyenge ködöt világít meg, amely körülbelül 25 mikron vagy annál kisebb sugarú cseppekből áll .

A fehér szivárvány belseje lehet enyhén lila, a külseje pedig kissé narancssárga. Néha a holdívet helytelenül fehér szivárványnak nevezik .

Oktatási mechanizmus

A fehér szivárvány a vízcseppek fényszóródásának eredményeként jön létre, amelyek sokkal kisebbek, mint a közönséges szivárvány kialakulása során a levegőben lévők. A színek eltűnését ebben az esetben a fénydiffrakció okozza , melynek hatása a cseppméret csökkenésével növekszik [1] [2] .

A diffrakció a fény hullámtermészetéből adódó jelenség. Egyik megnyilvánulása, hogy a fénysugár keresztmetszetének csökkenése annak divergenciájának növekedéséhez vezet, azaz metszetének csökkenése után a nyaláb továbbterjedésével kitágul, erősebben, mint a kezdeti szakaszú sugár.

A nyaláb szélső sugarai által egymással bezárt szög diffrakció által kiváltott növekedését diffrakciós divergenciának nevezzük [3] . Közelítő összefüggésben van a fény hullámhosszával és a sugár átmérőjével [2] :

ahol radiánban van kifejezve .

Esetünkben a nyalábméretet a cseppfelületnek az a része határozza meg, amelyik visszaveri a szivárványt alkotó fényt, ezért kisebb, mint a cseppátmérő. A képletből látható, hogy minél nagyobb a divergencia, annál hosszabb a fény hullámhossza. Ennek megfelelően a diffrakciós hatások a legkifejezettebbek a vörös fénynél, és a legkevésbé az ibolyánál.

Nagy cseppméreteknél a divergencia kicsi, és az egyes színek fénynyalábja a saját irányába terjed anélkül, hogy más színű nyalábokkal keveredne. A cseppek csökkenése a helyzet megváltozásához vezet: a széttartó gerendák keveredni kezdenek, és a szivárvány színei kevésbé hangsúlyosak (fakulnak). A cseppek méretének további csökkenésével a nyalábok keveredése teljessé válik, a cseppek által szórt fény kifehéredik. A szivárványszínek ilyen eltűnése akkor következik be, ha a cseppek mérete 20-25 µm . Ráadásul a szórt fény divergenciájának növekedése a szivárvány szögszélességének növekedéséhez is vezet: ködös szivárványban ez megközelítőleg kétszer akkora, mint egy normálban [1] .

Így tehát elmondható, hogy ha a fénytörés és a fényszóródás következtében a vízcseppekben a nap fehér fénye különböző színű komponensekre bomlik fel, akkor a diffrakció miatt az ellenkező folyamat játszódik le: a fénysugarak kombinációja. különböző színekkel egyetlen fehér sugárba.

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Minnart M. Fény és szín a természetben. - M . : "Nauka", 1969. - S. 188-189, 193-194.
  2. ↑ 1 2 Trifonov E. D. Még egyszer a szivárványról  // Soros Educational Journal. - 2000. - T. 6 , 7. sz . - S. 53-58 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 29.
  3. ↑ Diffrakciós eltérés - cikk a Physical Encyclopedia -ból

Irodalom