Dyskusja użytkownika arcy
Skoro tęcze są okrągłe, to dlaczego widzimy tylko łuki?
___________________
Wpis jest tłumaczeniem artykułu "If Rainbows Are Circular, Why Do We Only See Arches?" / Mark Mancini / 01-03-2019 / https://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/rainbows-are-circular.htm / foto. Pixabay
___________________
Zobaczyć tęczę to jak dostać nagrodę. Po gwałtownej burzy, miło jest dostrzec kolorowy łuk przecinający uspokajające się niebo. Ale może (lub nie) zaskoczy Cię fakt, że tęcze nie są tak naprawdę łukami.
W rzeczywistości są to pełne okręgi.
Dlaczego więc widzimy tylko łuk?
Często tęcze, które widzimy, są częściowo zasłonięte przez ziemię i horyzont. Aby zaobserwować tęczę w całej jej kolistej okazałości, trzeba znaleźć ładny, wysoki punkt widokowy. Wyjaśnimy, jak dochodzi do tego zjawiska.
Medium ma znaczenie: w powietrzu światło porusza się z prędkością 186 000 mil na sekundę (300 000 kilometrów na sekundę). Ale ponieważ ciekła woda jest gęstsza, światło nie może się przez nią przemieszczać tak szybko. Kiedy więc wiązka światła, która mknie przez powietrze, trafi na zbiornik wodny, ulega znacznemu spowolnieniu.
W przypadku tęczy światło słoneczne, które dociera do pojedynczych kropel wody, ugina się - lub załamuje - wiele razy. Po pierwsze, ugina się po przejściu do kropli wody. Następnie światło odbija się od wewnętrznej ścianki po drugiej stronie kropli i ponownie przedostaje się do powietrza. Przy wyjściu światło ponownie ulega załamaniu.
Poprzez załamanie, kropelki rozdzielają światło słoneczne na jego kolory składowe. Promienie słoneczne, choć wyglądają na białe, są w rzeczywistości mieszaniną wszystkich kolorów widma światła widzialnego.
Każdy z nich ma inną długość fali; najdłuższa należy do światła czerwonego, natomiast najkrótsza zarezerwowana jest dla światła fioletowego. Z powodu tych idiosynkrazji, kiedy wiązka białego światła słonecznego wpada do kropli wody, jej kolory składowe załamują się - i wychodzą z wody - pod różnymi kątami. To dlatego wszystkie kolory w tęczy są podzielone na oddzielne warstwy.
Jeśli masz nadzieję być świadkiem tęczy, Twoje oczy muszą być skierowane z dala od słońca - a przed Tobą musi znajdować się duże skupisko unoszących się w powietrzu kropel wody. Gdy wiązka białego światła uderzy w nie, jej kolory składowe rozproszą się.
Twoja zdolność do postrzegania niektórych z tych kolorów jest podyktowana twoim fizycznym położeniem. Każda kropla w tej kurtynie ciekłej wody jest maleńkim pryzmatem. Wszystkie one rozbijają białe światło na wyraźne wiązki czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo i fioletowego światła. Ale twoje gałki oczne nigdy nie zobaczą więcej niż jeden kolor na kroplę (jeśli w ogóle). Wszystkie pozostałe wychodzą z kropli pod złym kątem, aby spotkać się z Twoimi źrenicami.
Fioletowy jest najniższym kolorem na tęczy, ponieważ fioletowe światło wychodzi z kropli wody pod najostrzejszym kątem: 40 stopni w stosunku do jego punktu wejścia. Tymczasem światło czerwone, które znajduje się na szczycie tęczy, jest wysyłane z powrotem w Twoim kierunku pod kątem 42 stopni.
Kluczowym czynnikiem jest tutaj położenie punktu antysolarnego. Jest to punkt na niebie - lub na ziemi - który znajduje się dokładnie 180 stopni od Słońca w stosunku do naszej perspektywy. W jasny, słoneczny dzień, głowa Twojego cienia wyznacza punkt antysolarny. Każda tęcza to idealnie okrągły pierścień skupiony wokół tego właśnie miejsca.
Jeśli jednak stoisz na poziomie ziemi, nie będziesz w stanie zobaczyć dolnej połowy tego okręgu. Z tego punktu widzenia w zasadzie każda część tęczy, która znajduje się poniżej horyzontu, jest niewidoczna. Jedną z przyczyn tego stanu rzeczy jest fakt, że bliskość powierzchni Ziemi ogranicza ilość i koncentrację kropel deszczu w obrębie linii wzroku.
W związku z tym, procent tęczy, który jest widoczny dla większości ludzi jest bezpośrednio skorelowany z pozycją Słońca. Kiedy nasz słoneczny sąsiad ledwo co zagląda za horyzont, punkt antysolarny będzie znajdował się dość wysoko, dając Ci szansę na zobaczenie znacznie większej tęczy niż wtedy, gdy Słońce wznosi się wyżej.
I odwrotnie, jeśli Słońce znajduje się ponad 42 stopnie nad horyzontem, dla naziemnych obserwatorów niemożliwe staje się zobaczenie jakiejkolwiek części tęczy. Ale kiedy wznosisz się w samolocie, sprawy stają się bardziej interesujące. W deszczowe lub mgliste dni, pasażerowie i piloci samolotów czasami widzą pełne, okrągłe tęcze. W 2013 roku fotograf Colin Leonhardt uchwycił zdjęcie okrągłej podwójnej tęczy podczas lotu wokół australijskiej plaży Cottesloe.
Zamkniemy temat mówiąc o niektórych okrągłych i kolorowych złudzeniach optycznych, które wyglądają jak tęcze, ale nimi nie są.
Zarezerwuj miejsce przy oknie podczas następnego lotu, a możesz być świadkiem glorii. Są to ciasne kręgi, które mogą pojawić się wokół punktu antysolarnego, gdy patrzysz w dół na chmurę lub koc mgły. W przeciwieństwie do tęczy, są one produktem fal elektromagnetycznych. Możliwe jest zobaczenie glorii z wysokich szczytów górskich.
Na uwagę zasługują również wielobarwne aureole, które czasami otaczają Słońce lub Księżyc. Te niesamowite pierścienie powstają w wyniku interakcji światła i zawieszonych kryształków lodu.
___________________
Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!
https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka
Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy
