Curcubeu în ajutoarele de învățare a dicționarelor de chimie
Un curcubeu este cel mai cunoscut fenomen natural atmosferic. Poate fi observat atunci când aveți soarele în spate și un nor de ploaie care se retrage este luminat de soare. O bandă de culori cu culorile spectrale roșu, portocaliu, galben, verde, albastru și violet este caracteristică unui curcubeu, prin care culorile apar întotdeauna în aceeași ordine.
Uneori, un al doilea curcubeu secundar mai slab poate fi observat deasupra unui curcubeu, în care poate fi văzută o secvență de culoare inversă.
Cel mai cunoscut fenomen atmosferic este curcubeul. Toată lumea l-a mai văzut și este fascinat de jocul său de culori. Cu toate acestea, curcubeul este de obicei văzut întâmplător. Dacă doriți să căutați special un curcubeu, trebuie să cunoașteți condițiile în care poate fi găsit un curcubeu. Un curcubeu este vizibil numai atunci când soarele strălucește atunci când plouă.
Curcubeul face parte dintr-un arc, al cărui centru se află pe linia dreaptă trasată de soare prin ochiul observatorului. La exterior este roșu, urmat de portocaliu, galben, verde, albastru și violet cu tranziții curgătoare.
DESCARTES a constatat că devierea luminii depinde foarte mult de unghiul de incidență al luminii solare paralele. Unghiul dintre razele emergente și cele incidente nu este niciodată mai mare de 42 °.
Adică înălțimea soarelui trebuie să fie mai mică de 42 °. Dacă soarele este mai înalt, nu se vede nici un curcubeu. Vara soarele răsare până la 60 °. Cele mai bune condiții de observare pentru un curcubeu sunt, prin urmare, seara și dimineața, când soarele este plat, sub 42 °. Apoi curcubeul este deosebit de înalt deasupra orizontului. Pe de altă parte, în lunile de iarnă, soarele nu răsare niciodată mai mult de 42 °, astfel încât un curcubeu poate apărea pe tot parcursul zilei.
Dacă lumina soarelui cade pe picăturile de ploaie, o parte din lumină apare de preferință din nou la un anumit unghi.
Când lovește picătura de ploaie, fasciculul de lumină este parțial reflectat, parțial refractat, partea ruptă strălucește apoi prin picătură și este din nou reflectată într-o mică măsură pe „spatele” (partea orientată spre distanță de observator) a picăturii, în timp ce cea mai mare parte a luminii este reflectată lasă picătura cu refracție reînnoită și nu este vizibilă pentru observator. Fasciculul reflectat traversează picătura încă o dată și, de asemenea, lasă picătura cu refracție. Această radiație, care apare după o singură reflecție, creează curcubeul principal (Fig. 3).
Uneori puteți vedea un al doilea curcubeu mai slab, curcubeul secundar, deasupra curcubeului, care este, de asemenea, cunoscut sub numele de curcubeul principal (Fig. 1). Curcubeul secundar poate fi observat la un unghi de aproximativ 52 °.
Un curcubeu secundar apare deoarece o mică parte a radiației nu iese imediat după reflecție, ci este reflectată a doua oară și abia apoi părăsește picătura după refracție. Această radiație reflectată de două ori creează al doilea arc mai slab, curcubeul secundar. Secvența de culoare este opusă celei din curcubeul principal, deoarece a doua reflexie inversează secvența. Acest proces ar putea fi continuat, deoarece o mică parte din radiație este reflectată din nou și din nou, în timp ce restul apare. Acest lucru ar putea duce de fapt la o mulțime de curcubee din ce în ce mai slabe. Cu toate acestea, al treilea arc este deja de o intensitate atât de mică încât nu poate fi văzut cu ochiul liber.
Matematicianul și astronomul britanic GEORGE AIRY (1801-1892) a dezvoltat o teorie modificată a curcubeului, deoarece abordarea DESCARTES nu ar putea explica de ce curcubeele sunt uneori mai intense, uneori mai slabe, alteori mai largi, alteori mai înguste, alteori mai clare și alteori mai încețoșate. În timp ce modelul DESCARTES s-a bazat pe optica cu raze pure, AIRY abordează și natura undelor luminii. Mai întâi se uită la un pachet de raze care cad paralel cu picătura, care lasă picătura după refracție, reflexie și refracție. Deoarece razele lovesc picătura la înălțimi diferite, fiecare dintre aceste raze a parcurs o distanță diferită după ieșire și există o diferență de cale între valuri, astfel încât creastele valurilor sunt deplasate una împotriva celeilalte.
Refracție și reflexie totală a luminii într-o picătură de ploaie
Interferența apare, adică undele se slăbesc reciproc, cu excepția celor a căror diferență de cale este un multiplu al lungimii de undă. Intensitatea maximă apare în aceste unghiuri. Numărul total de maxime depinde de curbura de suprafață a picăturilor și deci de raza lor. O mică curbură, care este prezentă în cazul picăturilor mari, duce adesea doar la maxim. Cu picături mai mici, există câteva maxime de intensitate descrescătoare. Poziția maximă diferă, de asemenea, pentru diferite culori. Poziția lor relativă este din nou dependentă de dimensiunea picăturii: cu picături mari, maximele sunt mai departe și se obțin dungi mai largi și mai clare decât cu picături mici de apă. Aceasta explică observația că, uneori, culoarea roșie din interiorul curcubeului este urmată de a doua oară și posibil de mai multe ori de culorile spectrale.