Дисперсия света. Радуга

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2013 в 00:02, контрольная работа

Описание

Научное объяснение радуги впервые дал Репе Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не была открыта дисперсия — разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.
Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию белого света при преломлении, дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. По образному выражению американского ученого А. Фразера, сделавшего ряд интересных исследований радуги уже в наше время, “Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра”.

Содержание

Введение
3
Лучи радуги
4
Вторая радуга и следующие
6
Почему радуга бывает разной
7
Размер и форма капель и их влияние на вид радуги
8
Лунные радуги
9
Список литературы
11

Работа состоит из  1 файл

Контрольная работа. Радуга.doc

— 490.00 Кб (Скачать документ)

Таким образом, по виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя, образовавших эту радугу. В целом, чем крупнее капли дождя, тем радуга получается уже и ярче, особенно характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Многочисленные дополнительные дуги также имеют яркие тона и непосредственно, без промежутков, примыкают к основным радугам. Чем капли мельче, тем радуга становится более широкой и блеклой с оранжевым или желтым краем. Дополнительные дуги дальше отстоят и друг от друга и от основных радуг.

Вид радуги зависит и  от формы капель. При падении в  воздухе крупные капли сплющиваются, теряют свою сферичность. Вертикальное сечение таких капель приближается к элипсу. Расчеты показали, что  минимальное отклонение красных  лучей при прохождении через сплющенные капли радиусом 0,5 мм составляет 140°. Поэтому угловой размер красной дуги будет не 42°, а только 40°. Для более крупных капель, например радиусом 1,0 мм, минимальное отклонение красных лучей составит 149°, а красная дуга радуги будет иметь размер 31°, вместо 42°. Таким образом, чем сильнее сплющивание капель, тем меньше радиус образуемой ими радуги.

Радуга без  дождя

Бывают ли радуги без дождя или без полос падения дождя? Оказывается, бывают — в лаборатории. Искусственные радуги создавались в результате преломления света в одной подвешенной капельке дистиллированной воды, воды с сиропом или прозрачного масла. Размеры капель варьировали от 1,5 до 4,5 мм. Тяжелые капли вытягивались под действием силы тяжести, и их сечение в вертикальной плоскости представляло собою эллипс. При освещении капельки лучом гелий-неонового лазера (с длиной волны 0,6328 мкм) появлялись не только первая и вторая радуги, но и необычайно яркие третья и четвертая, с центром вокруг источника света (в данном случае лазера). Иногда удавалось получать даже пятую и шестую радуги. Эти радуги, как первая и вторая, снопа были в стороне, противоположной источнику.

Итак, одна капелька создала  столько радуг! Правда, эти радуги не были радужными. Все они были одноцветными, красными, так как образованы не белым источником света, а монохроматическим красным лучом.

Туманная радуга

В природе встречаются  белые радуги, о которых говорилось выше. Они появляются при освещении  солнечными лучами слабого тумана, состоящего из капелек радиусом 0,025 мм или менее. Их называют туманными радугами. Кроме основной радуги в виде блестящей белой дуги с едва заметным желтоватым краем наблюдаются иногда окрашенные дополнительные дуги: очень слабая голубая или зеленая дуга, а затем белесовато-красная.

Аналогичного вида белую  радугу можно увидеть, когда луч  прожектора, расположенного сзади вас, освещает интенсивную дымку или  слабый туман перед вами. Даже уличный  фонарь может создать, хотя и очень  слабую, белую радугу, видимую на темном фоне ночного неба.

Лунные радуги

Аналогично солнечным  могут возникнуть и лунные радуги. Они более слабые и появляются при полной Луне. Лунные радуги явление  более редкое, чем солнечные. Для  их возникновения необходимо сочетание  двух условий: полная Луна, не закрытая облаками, и выпадение ливневого дождя или полос его падения (не достигающих Земли). Ливневые дожди, обусловленные дневными конвективными движениями воздуха, значительно реже выпадают ночью.

Лунные радуги могут  наблюдаться в любом месте  земного шара, где осуществятся перечисленные два условия.

Дневные, солнечные радуги, даже образованные самими мелкими каплями дождя или тумана, довольно белесые, светлые, и все же наружный край их хотя бы слабо, но окрашен в оранжевый или желтый цвет. Радуги, образованные лунными лучами, совсем не оправдывают своего названия, так как они не радужные и выглядят как светлые, совершенно белые дуги.

Отсутствие красного цвета у лунных радуг даже при  крупных каплях ливневого дождя  объясняется низким уровнем освещения  ночью, при котором полностью теряется чувствительность глаза к лучам красного цвета. Остальные цветные лучи радуги также теряют в значительной степени свой цветовой тон из-за ахроматичности (неокрашенности) ночного зрения человека.

 

 

Список литературы

  1. Суорд, Клиффорд «Необыкновенная физика обыкновенных явлений»
  2. Тарасов Л.В. «Физика в природе», М.- 1989.
  3. Зверева В.Л. «Солнечный свет в атмосфере», М.-1988.

 


Информация о работе Дисперсия света. Радуга