Радуга

УДК	08

Ра́дуга — оптическое атмосферное явление с факторами метеорологического характера, наблюдаемое в виде семицветного гало или ореола и спектра дугообразной формы, проявляющихся на затенённых участках пространства и/или в облачном небе — под воздействием лучей солнечного и/или иного — отражённого света, — в брызгах кристально-чистой влаги, водяной пыли, океанского бриза или в массе дождевых капель и испарений, а также кристалликах льда — падающего с поднебесья снега.

Радуга в скандинавской мифологии

В метафизическом и мистическом значении, слово «радуга» можно дословно толковать в качестве «божественного моста» или «дороги Бога света и огня». Рассматриваемые выше, диалектические слова — «райдуга», как и «равдуга», — имеют свои собственные толкования и этимологию, в первой части указанных терминов просторечного говора — со своими особенностями речи и образов.

Во множественности значений

Радуга в брызгах фонтана.

В связи с популярной привлекательностью красочного атмосферного явления со своей чистотой и яркостью в многообразии свечений, словом — Радуга, — традиционно именуют различные организации и учреждения, газеты и журналы, произведения искусств и кинематографии, технические средства связанные со спектром и проявлениями света, а также — топонимы. Однако, основными значениями слова являются:

• небесная радуга — оптическое атмосферное явление в виде разноцветной дугообразной полосы на небесном своде, включающая плавно переходящие друг в друга оттенки от красного до фиолетового;
  • радуга брызг — оптическое явление, подобное небесной радуге и наблюдаемое в брызгах фонтанов, водопадов, при играх в воде;
  • радуга призмы или радужные блики — возникающее вследствие неоднородного преломления света при прохождении через стекло, явление;
    • радуга спектра — то же, что и сам спектр, в переносном смысле слова.

Особенность проявлений

Проявление радуги в атмосфере бывает различным, но в основном она имеет вид цветной дуги или части полуокружности (хотя, изредка встречаются круги в форме гало или некого ореола и лучистого сияния — со своими наименованиями) в ярком упорядоченным спектре цветов, переходящим от красного к оранжевому, жёлтому, зелёному, голубому, синему и фиолетовому: в различной степени насыщенности, прозрачности и размерах — с промежуточными полутонами.

Радуга на Аляске

Центр радужной окружности всегда расположен по прямой линии, — проходящей через наблюдателя, — от солнечного и/или иного излучения света к условному атмосферному экрану из облаков или капель водяной пыли; Солнце, при этом, может находиться как сзади наблюдателя, так и по косой — сбоку. Для наблюдателя с земли, радуга — обычно, выглядит в форме дуги или части окружности, но чем выше и дальше точка наблюдения — тем она становится округлей и полнее (с горы или самолёта можно увидеть полную окружность, что точнее именуется гало или атмосферный ореол, а не радуга). При восходе Солнца над горизонтом выше 42-х градусов, окружность возможного проявления спектра оказывается ниже уровня земли, и наблюдатель, находящийся на её поверхности, увидеть радугу не может.

Встречающаяся необычность радуги

Обычно и наиболее часто наблюдается простая дугообразная радуга, однако известен ряд случаев, когда форма оптических феноменов выглядит несколько странно:

• туманная (белая) радуга — возникает в процессе спектрального преломления света в маленьких капельках тумана;
• огненная радуга — один из видов гало-сияний, возникает в перистых облаках;
• слабый паргелий — также похож на радугу и в то же время, гало — в 22°, слева и справа от Солнца;
• лунную радугу — можно увидеть ночью.

Отражённая радуга (верхняя) и основная радуга (нижняя) на закате

При появлении радуги над поверхностью воды или над иными отражающими поверхностями (как сильно увлажнённый песок), может наблюдаться отражённая радуга, которая образуется при отражении солнечного света от поверхности воды до того, как пройдёт сквозь дождевые капли и произойдёт преломление лучей; для этого необходима достаточно обширная площадь влажной поверхности, со спокойной и близкой — по подобию сплошного дождя, формой. Однако, из-за большого количества отражённой поверхности не способной создать преломление отдельных лучиков света, радуга подобного типа — редкое явление. Отражённая радуга (двойная и более) пересекает основной уровень горизонта и проходит над ней, и — так как солнечный свет предварительно отражается от воды, а не преломляется в толще атмосферы — яркость отражённой радуги на много ниже основной.

Историческая справка

В научном мире бытует мнение, что первым в достаточно точном пояснении феномена радужного свечения был персидский астроном Кутб ад-Дин аш-Ширази (1236‒1311), или — его ученик, Kamal al-din al-Farisi (1260‒1320). Одновременно, аналогичные объяснения предло́жил и немецкий учёный Дитер Фрейбургский. Общая физическая картина «радуги» была также описана Марком Антонием де Доминисом в книге «De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride», изданной в 1611 году. На основании опытных наблюдений он пришёл к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления — при входе в каплю и при выходе из неё. В 1635 году, Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в своём труде «Метеоры» — в главе: О радуге. Он установил, что вторичная радуга возникает в результате двух преломлений и двух отражений. Исаак Ньютон дополнил теорию Декарта и де Доминиса тем, что в своём трактате — Оптика, — разъяснил причины возникновения цветов радуги и объяснил противоположный порядок расположения цветов в радугах первого и второго рядов.

Двойная радуга в ландшафте, картина Питера Рубенса

Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен и последователен, во многих странах в нём по своему выделяют 7 или 6 основных цветов. Предполагается, что первым отобрал и выделил 7 цветов радуги — И. Ньютон: он выделил красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, индиго и фиолетовый.

Разделению солнечного спектра на отдельные цвета может способствовать то, что на непрерывный спектр в солнечном свете наложен дискретный линейчатый спектр поглощения некоторых атомов во внешних слоях солнечной атмосферы (фраунгоферовы линии), причём некоторые из этих линий поглощения достаточно интенсивны, чтобы быть заметными, то есть способствовать впечатлению, что солнечный спектр состоит из полосок «отдельных цветов». Возможно, попытка привязать к наиболее интенсивным фраунгоферовым линиям традиционное (ньютоново) деление солнечного спектра на семь основных цветов и была бы несколько искусственной, но усиливая общее впечатление «разделённости» цветов спектра, вместе с другими психологическими механизмами, восприятие такой разделённости довольно правдоподобно могло бы быть одним из оснований традиционного деления цветов радуги.

Научное толкование процесса в явлении

Схема образования радуги
1) сферическая капля
2) внутреннее отражение
3) первичная радуга
4) преломление
5) вторичная радуга
6) входящий луч света
7) ход лучей при формировании первичной радуги
8) ход лучей при формировании вторичной радуги
9) наблюдатель
10) область формирования первичной радуги
11) область формирования вторичной радуги
12) облако капелек

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды (дождя или тумана), парящими в атмосфере, которые по-разному отклоняют поток фотонов с различными длинами волн света, так как показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) участка спектра меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), поэтому слабее всего отклоняется длинноволновый участок спектра воспринимаемый нами как красный свет — на 137°30’, а сильнее всего — коротковолновый участок спектра, воспринимаемый как фиолетовый — на 139°20’. В результате белый свет разлагается в непрерывнвй спектр (происходит дисперсия света). Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).

Радуга представляет собой каустику, возникающую при преломлении и отражении (внутри капли) плоскопараллельного пучка света на сферической капле. Как показано на рисунке (для пучка монохроматического света), отражённый свет имеет максимальную интенсивность для определённого угла между источником, каплей и наблюдателем (и этот максимум весьма «острый», то есть бо́льшая часть света выходит из капли, развернувшись практически точно на один и тот же угол). Дело в том, что угол, под которым уходит из капли отражённый и преломлённый ею луч, немонотонно зависит от расстояния от падающего (первоначального) луча до оси, параллельной ему и проходящей через центр капли (эта зависимость довольно проста, и её нетрудно явно вычислить), и зависимость эта имеет гладкий экстремум. Поэтому больше всего света капля разворачивает именно на этот угол и близкие к нему. При этом угле (значения которого немного различаются для разных показателей преломления, соответствующих лучам разного цвета) и возникает отражение-преломление максимальной яркости, составляющее (от разных капель) радугу («яркие» лучи от разных капель образуют конус с вершиной в зрачке наблюдателя и осью, проходящей через наблюдателя и Солнце).

Для одного отражения внутри капли такой угол имеет одно значение, для двух — другое, и т. д. Этому соответствует первичная (радуга первого порядка), вторичная (радуга второго порядка) и т. д. радуга. Первичная — самая яркая, она уносит из капли большинство света. Радугу большего порядка обычно не удаётся увидеть, так как она очень слаба.

Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет претерпевает одно внутреннее отражение. Ход лучей показан на рисунке справа вверху. В первичной радуге красный цвет находится снаружи дуги, её угловой радиус составляет 40‒42°.

Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой. Это вторичная радуга, которая образована светом, отражённым в каплях два раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов — снаружи находится фиолетовый, а внутри красный. Угловой радиус вторичной радуги 50‒53°. Небо между двумя радугами обычно заметно более тёмное, эту область называют полосой Александра.

Первичная и вторичная радуги с полосой Александра между ними

Появление радуги третьего порядка в естественных условиях случается чрезвычайно редко. Считается, что за последние 250 лет было только пять научных сообщений о наблюдении данного феномена. В то же время благодаря применению специальных методов фотосъёмки и последующей обработки полученных фотографий удаётся зарегистрировать радуги четвёртого, пятого и даже, как предполагается, седьмого порядков.

В лабораторных условиях удаётся получать радуги гораздо более высоких порядков. Так, в статье, опубликованной в 1998 г., утверждалось, что авторам, используя лазерное излучение, удалось получить радугу двухсотого порядка.

Свет первичной радуги поляризован на 96 % вдоль направления дуги. Свет вторичной радуги поляризован на 90 %.

В яркую лунную ночь можно наблюдать лунную радугу. Поскольку рецепторы человеческого глаза, работающие при слабом освещении, — «палочки» — не воспринимают цвета, лунная радуга выглядит белёсой; чем ярче свет, тем «цветнее» радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы — «колбочки»).

Ошибочные наименования в явлениях

Перевёрнутая радуга

При определённых обстоятельствах можно увидеть двойную, перевёрнутую или даже кольцевую радугу. На самом деле это явления другого процесса — преломления света в кристаллах льда, рассеянного в атмосфере, и относятся к гало. Для появления в небе «перевёрнутой радуги» (околозенитной дуги, зенитной дуги — одного из видов гало) необходимы специфические погодные условия, характерные для Северного и Южного полюсов. «Перевёрнутая радуга» образуется за счёт преломления света, проходящего через льдинки тонкой завесы облаков на высоте 7‒8 тысяч метров. Цвета в такой радуге располагаются тоже наоборот: фиолетовый вверху, а красный — внизу.

Мнемотехника запоминания

Радужные цвета расположены в последовательности, соответствующей спектру видимого света. В русской словесности существуют несколько мнемонических методов в виде фраз, способствующих запоминанию последовательности этих цветов. Самый распространённый — акростих: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан, — отражая в начале каждого слова соответствующую, начальную букву наименования цвета (Красный • Оранжевый • Жёлтый • Зелёный • Голубой • Синий • Фиолетовый).

Известны и другие мнемотехнические формы в запоминании цветов:

Радуга

Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь (как-то однажды Жан-звонарь городской сломал фонарь / как однажды Жак-звонарь головою сбил фонарь).

Крот овце, жирафу, зайке гладил старые фуфайки.

Каждый оформитель желает знать, где скачать фотошоп.

Кем ощущается жестокий звон гонга сопротивления фатальности?

Кварк окружает жаркий занавес глюонов, создающих флюиды.

Историко-культурологические и религиозные аспекты

• В скандинавской мифологии радуга, это — мост Биврёст, соединяющий Мидгард (мир людей) и Асгард (мир богов); красная полоса радуги — вечный огонь, который безвреден для Асов, но сожжёт любого смертного, который попытается подняться по мосту. Охраняет Биврёст Ас Хеймдалль.
• В древнеиндийской мифологии — лук Индры, бога грома и молнии.
• В древнегреческой мифологии — дорога Ириды, посланницы между мирами богов и людей.
• В армянской мифологии радуга — пояс Тира (первоначально бог Cолнца, потом — бог письменности, искусств и наук).
• По славянским поверьям, радуга пьёт воду из озёр, рек и морей, которая потом проливается дождём. Иногда она заглатывает вместе с водою рыб и лягушек, поэтому порою они с неба падают. Появление радуги предвещало несчастье, а если человеку удастся пройти под радугой, то мужчина станет женщиной, а женщина — мужчиной.
• Согласно поверьям многих африканских народов, в тех местах, где радуга касается земли, можно найти клад (драгоценные камни, раковины каури или бисер).
• В мифологии австралийских аборигенов Радужный змей считается покровителем воды, дождя и шаманов.
• Ирландский лепрекон прячет горшок золота в месте, где радуга коснулась земли.
• В Библии радуга появилась после «всемирного потопа» как символ прощения человечества, союза Бога и человечества (в лице/через Ноя) и того, что потопа никогда больше не будет (Быт.9:12-17).
  «Я полагаю радугу Мою в облаке, чтоб она была знамением завета между Мною и между землею. И будет, когда сгущу Я тучи над землею, покажется радуга в облаке». Эту фразу толкователь Пятикнижия Раши объясняет так: «Когда сгущу Я тучи над землею», — когда Мой Атрибут Суда будет подсказывать Мне навести на землю тьму и гибель, тогда… «появится радуга в облаке». То есть радуга показывается на небе тогда, когда человечество заслуживает гибели за свои грехи. «И будет, когда Я наведу облако на землю, то явится радуга в облаке; и Я вспомню завет Мой, который между Мною и между вами и между всякою душею живою во всякой плоти; и не будет более вода потопом на истребление всякой плоти». Согласно Талмуду, при жизни больших праведников нет нужды в этом знаке, так как Вселенная защищена от гибели их присутствием.

Героический ландшафт с радугой с картины художника по имени Йозеф Антон Кох (1805)

• В японской мифологии боги Идзанаги и Идзанами стояли на небесном мосту, окуная с него копье, капли с которого стали островами.
• Изображение радуги было личной эмблемой Екатерины Медичи.
• В книге Фрэнка Баума «Удивительный волшебник из страны Оз» и в фильме, снятом на её основе, девочка Дороти, пройдя под радугой, попадает в Волшебную страну.

Ассоциации и символизм

• Ирис — цветок с богатой гаммой цветов;
• Иридий — металл, цвета соединений которого дают практически полную радугу;
• Радужная оболочка глаза по-латыни — ирис;
• Ирисовая диафрагма напоминает радужную оболочку глаза;
• Присутствует в названиях муз. групп (англ. Rainbow).

Радуга как символ

• В XX веке флаг цветов шестицветной радуги стал символом гомосексуального движения.
• Семицветная радуга изображена на флаге Еврейской автономной области.
• Корабли всемирной природоохранной организации «Гринпис» носят название «Воин Радуги» (англ. Rainbow Warrior).
• В 1970-х годах семицветный радужный флаг стал символом движения коренных народов Южной Америки в Боливии, Перу, Чили и Эквадоре. Он также является официальным флагом перуанского города Куско.

См. также

• Гора
• Дождь
• Снег
• Туман

Примечания и сноски

1. перенаправление шаблон:цвета радуги