ок: хай на краплі, що мають форму кулі, падає пучок паралельних сонячних променів. Луч, падаючий на поверхню краплі в точці А, заломлюється усередині неї за законом заломлення:
n sin О± = n sin ОІ , де n = 1, n ≈ 1,33 - відповідно показники заломлення повітря і води, О± - кут падіння, а ОІ - кут заломлення світла. Усередині краплі йде по прямий промінь АВ. У точці В відбувається часткове переломлення променя і часткове його віддзеркалення. Треба зауважити, що, чим менше кут падіння в крапці В, а отже і в крапці А, тим менше інтенсивність відбитого променя і тим більше інтенсивність переломленого променя.
Луч АВ після віддзеркалення в крапці У відбувається під кутом ОІ `= ОІ потрапляє в точку С, де також відбувається часткове віддзеркалення і часткове заломлення світла. Заломлений промінь виходить з краплі під кутом Оі, а відбитий може пройти далі, в точку D і т.д. Таким чином, промінь світла в краплі зазнає багатократне віддзеркалення і заломлення. При кожному віддзеркаленні деяка частина променів світла виходить назовні і інтенсивність їх усередині краплі зменшується. Найбільш інтенсивним з виходять в повітря променів є промінь, що вийшов з краплі в точці В. Але спостерігати його важко, так як він губиться на тлі яскравих прямих сонячних променів. Промені ж, заломлені в крапці З, створюють в сукупності на тлі темної хмари первинну веселку, а промені, що випробовують заломлення в точці D дають вторинну веселку, яка менш інтенсивна, ніж первинна. p> При розгляді освіти веселки потрібно врахувати ще одне явище - неоднакове заломлення хвиль світла різної довжини, тобто світлових променів різного кольору. Це явище носить назву дисперсії. Внаслідок дисперсії кути заломлення Оі і кута відхилення променів у краплі різні для променів різного забарвлення.
Веселка виникає внаслідок дисперсії сонячних променів в крапельках води. У кожній крапельці промінь випробовує багаторазове внутрішнє відображення, але при кожному відбитті частина енергії виходить назовні. Тому чим більше внутрішніх віддзеркалень випробують промені у краплі, тим слабкіше веселка. Спостерігати веселку можна, якщо Сонце знаходиться позаду спостерігача. Тому найяскравіша, первинна веселка формується з променів, що випробували одне внутрішнє віддзеркалення. Вони перетинають падаючі промені під кутом близько 42 В°. Геометричним місцем точок, розташованих під кутом 42 В° до падаючого променю, є конус, що сприймається оком у його вершині як окружність. При висвітленні білим світлом буде виходити кольорова смуга, причому червона дуга завжди вище фіолетовою.
Найчастіше ми спостерігаємо одну веселку. Нерідкі випадки, коли на небозводі з'являються одночасно дві веселкові смуги, розташовані одне за інший; спостерігають і ще більше число небесних дуг - три, чотири і навіть п'ять одночасно. Виявляється, що веселка може виникати не тільки від прямих променів; нерідко вона з'являється і у відбитих променях Сонця. Це можна бачити на березі морських заток, великих річок і озер. Три-чотири веселки - звичайні і відображені - створюють часом красиву картину. Так як відбиті від водної поверхні промені Сонця йдуть знизу вгору, то веселка утворюється в променях, може виглядати іноді абсолютно незвично.
Не слід думати, що веселку можна спостерігати тільки вдень. Вона буває і вночі, правда, завжди слабка. Побачити таку веселку можна після нічного дощу, коли з-за хмар вигляне Луна.
Деякий подобу веселки можна отримати на такому досвіді : Потрібно колбу, наповнену водою, освітити сонячних світлом або лампою через отвір в білій дошці. Тоді на дошці виразно стане видна веселка, причому кут розбіжності променів в порівнянні з початковим напрямком становитиме близько 41 В° - 42 В°. У природних умовах екрану немає, зображення виникає на сітківці очі, і око проектує це зображення на хмари.
Якщо веселка з'являється увечері перед заходом Сонця, то спостерігають червону веселку. В останні п'ять або десять хвилин перед заходом всі барви веселки, окрім червоного, зникають, вона стає дуже яскравою і видимою навіть через десять хвилин після заходу.
Красиве видовище є райдуга на росі. Її можна спостерігати при сході Сонця на траві, покритою росою. Ця веселка має форму гіперболи. p> Полярні сяйва
Одним з найкрасивіших оптичних явищ природи є полярне сяйво.
У більшості випадків полярні сяйва мають зелений або синьо-зелений відтінок з зрідка з'являються плямами або облямівкою рожевого або червоного кольору.
Полярні сяйва спостерігають в двох основних формах - у вигляді стрічок і у вигляді облакоподобних плям. Коли сяйво інтенсивно, воно набуває форми стрічок. Втрачаючи інтенсивність, воно перетворюється на плями. Однак багато стрічки зникають, що не встигнувши розбитися на плями. С...
