Більше ніж оптична ілюзія: розкрито дивовижні секрети та рідкісні види веселки

Про це повідомляє "Укргідрометцентр". Мало хто здогадується, що за цією природною красою ховаються суворі закони фізики, оптичні ілюзії та унікальні аномалії.

Фізика небесного спектра та оптичні ілюзії

Утворення цього атмосферного шедевра базується на трьох фундаментальних фізичних процесах: заломленні, відбитті та розкладанні світлового променя. Коли сонячне світло, яке здається нам білим, проникає з повітря в краплину води, воно змінює свій напрямок. Оскільки промінь складається з різних спектральних кольорів із власною довжиною хвилі, вода заломлює їх під різними кутами: фіолетовий та синій відхиляються найсильніше, а червоний — найслабше. Проходячи крізь дощову стіну, світло розпадається на складові, де червоний колір (із довжиною хвилі менше 740 нм) фіксується на зовнішній частині дуги, а фіолетовий (більше 380 нм) — на внутрішній. Світловий потік відбивається від задньої стінки краплі й повертається в повітря, де мільярди дрібних крапельок створюють для спостерігача єдину картину під кутовою відстанню близько 42 градусів.

Цікаво, що ми звикли бачити веселку у вигляді півкола, проте насправді вона має форму ідеального кола. Нижня частина цієї оптичної ілюзії просто ховається за горизонтом та зрізається поверхнею землі. Повноцінне різнокольорове коло можна побачити лише з великої висоти, наприклад, з ілюмінатора літака.

Сім дивовижних різновидів природного феномену

Окрім класичної веселки, яка тішить око одразу після літньої зливи, у природі існує ще кілька унікальних видів цього явища:

• Подвійна. Вона виникає, коли сонячні промені встигають двічі відбитися від внутрішніх стінок водяної краплі. Це створює додаткову, вторинну дугу з більшим радіусом, де порядок розташування кольорів є дзеркально зворотним;

• Перевернута. Ця рідкісна "усмішка на небі" з’являється на висоті 7–8 тисяч метрів без жодних дощових хмар. Для її формування сонячне світло має під певним кутом підсвітити тонку пелену перистих хмар, що складаються з крижаних кристалів. Кольори тут яскравіші й розгорнуті від фіолетового до червоного, але ефект миттєво зникає, щойно порушується структура кристалів;

• Туманна (біла або туманна дуга). Вона народжується в найдрібніших краплях туману завдяки дифракції світла. Чим менший радіус крапельок, тим сильніше зливається світловий спектр, перетворюючись на широку білу дугу, яка лише іноді має слабке помаранчеве забарвлення зсередини та фіолетове ззовні;

• Місячна. Це нічний аналог сонячної веселки, який утворюється виключно під час яскравого повного місяця. Для її появи нічне світило має перебувати якнайнижче над лінією горизонту;

• Зимова. Таке диво можна спостерігати під час сильного тріскучого морозу та яскравого сонця. Роль призми тут виконують мікроскопічні кристали льоду, якими насичене холодне повітря, що заломлюють світло у різнобарвну зимову дугу;

• Вогняна. Науковці називають її округло-горизонтальною дугою. Це один із найрідкісніших атмосферних феноменів на планеті. Вона спалахує, коли світло проходить крізь легкі перисті хмари, а сонце при цьому перебуває дуже високо на небосхилі — на висоті не менше 6 кілометрів і під кутом понад 58 градусів над горизонтом.

Нагадаємо, у Львівській області оголосили попередження про небезпечні метеорологічні явища, які очікуються найближчим часом.

• АТМОСФЕРНІ ЯВИЩА
• ЯК ВИНИКАЄ ВЕСЕЛКА
• ВИДИ ВЕСЕЛОК
• ОПТИЧНІ ІЛЮЗІЇ