Ať už věříte, že jsou znamením Božího zaslíbení, nebo na vás čeká hrnec zlata na konci, duhy jsou jedním z nejšťastnějších indikačních prvků přírody.
Duhy jsou v podstatě slunečním světlem rozptýleným do svého spektra barev, abychom je mohli vidět. Protože duha je optický jev (pro vás fanoušky sci-fi, to je něco jako hologram), není to něco, čeho by se dalo dotknout, nebo které existuje na konkrétním místě.
Přemýšleli jste někdy, odkud pochází slovo "duha"? „Déšť“ je zkratkou pro dešťové kapky, které jsou potřebné pro jeho výrobu, zatímco „-bow“ označuje jeho tvar oblouku.
Duhy mají tendenci se objevovat během sluníčko (déšť a Slunce současně), takže pokud jste uhodli slunce a déšť jsou dvě klíčové ingredience pro výrobu duhy, máte pravdu.
Proces duhy začíná, když sluneční světlo svítí na a dešťová kapka. Jak paprsky světla ze slunce dopadají a vstupují do kapičky vody, jejich rychlost se trochu zpomalí (protože voda je hustší než vzduch). To způsobuje, že se dráha světla ohýbá nebo „lomuje“.
Když tedy paprsek světla vstoupí do dešťové kapky a ohne se, rozdělí se na své barevné složky vlnových délek. Světlo pokračuje v putování kapkou, dokud se neodrazí (neodráží) ze zadní kapky a neopustí opačnou stranu v úhlu 42 °. Když světlo (stále rozdělené do své škály barev) opouští kapičku vody, zrychluje se, když putuje zpět ven do méně hustého vzduchu a je refrakční (podruhé) směrem dolů do očí.
Použijte tento proces na celou sbírku dešťových kapek na obloze a voilá, dostanete celou duhu.
Všimli jste si někdy, jak duhové barvy (od vnějšího okraje k vnitřnímu) vždy přecházejí na červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, modrou, indigovou, fialovou?
Abychom zjistili, proč tomu tak je, uvažujme dešťové kapky na dvou úrovních, jedna nad druhou. V předchozím diagramu vidíme, že červené světlo se lomí z kapičky vody v strmějších úhlech k zemi. Když se člověk podívá na strmý úhel, červené světlo z vyšších kapek putuje ve správném úhlu, aby se setkalo s očima člověka. (Ostatní barevné vlnové délky opouštějí tyto kapky ve více mělkých úhlech, a tak přecházejí nad hlavou.) To je důvod, proč se červená barva objevuje na vrcholu duhy. Nyní zvažte nižší kapky deště. Při pohledu na mělčí úhly nasměrují všechny kapičky v této linii zraku fialové světlo do oka, zatímco červené světlo směřuje ven z periferního vidění a dolů u nohou. To je důvod, proč se fialová barva objevuje na dně duhy. Dešťové kapky mezi těmito dvěma úrovněmi odrazí různé barvy světla (v pořadí od nejdelší k další nejkratší vlnové délce, shora dolů), takže pozorovatel vidí celé barevné spektrum.
Protože dešťové kapky mají relativně kruhový tvar, odraz, který vytvářejí, je také zakřivený. Věřte tomu nebo ne, plná duha je ve skutečnosti celý kruh, ale druhou polovinu nevidíme, protože se země dostane do cesty.
Před několika skluzavkami jsme se dozvěděli, jak světlo prochází tříkrokovou cestou (lom, odraz, lom) uvnitř dešťové kapky za účelem vytvoření primární duhy. Ale někdy světlo zasáhne zadní kapku deště dvakrát, nikoli jen jednou. Toto „zpětně odražené“ světlo opouští kapku v jiném úhlu (50 ° místo 42 °), což má za následek sekundární duhu, která se objevuje nad primárním lukem.
Protože světlo prochází dvěma odrazy uvnitř dešťové kapky a méně paprsků prochází čtyřstupňovým stupněm, jeho intenzita je snížena tímto druhým odrazem a v důsledku toho nejsou barvy tak jasné. Další rozdíl mezi jednoduchými a dvojitými duhami spočívá v obráceném barevném schématu pro dvojité duhy. (Její barvy jsou fialové, indigo, modré, zelené, žluté, oranžové, červené.) Je to proto, že fialové světlo z vyšších dešťových kapek vchází do očí, zatímco červené světlo ze stejné kapky prochází hlavou. Současně se do očí dostane červené světlo z dolních dešťových kapek a červené světlo z těchto kapek směřuje na něčí nohy a není vidět.
Na jaře 2015 se sociální média rozzářila, když obyvatel Glen Cove, NY sdílel mobilní fotografii toho, co vypadalo jako čtyřnásobná duha.
Teoreticky jsou trojité a čtyřnásobné duhy extrémně vzácné. Nejen, že by to vyžadovalo vícenásobné odrazy uvnitř dešťové kapky, ale každá iterace by vytvořila slabší úklonu, což by terciární a kvartérní duhy docela dobře vidělo.
Když se tvoří, trojité duhy jsou obvykle vidět proti vnitřku primárního oblouku (jak je vidět na fotografii nahoře) nebo jako malý spojovací oblouk mezi primárním a sekundárním.
Duhy nejsou vidět pouze v nebe. Zahradní postřikovač. Mlha na základně stříkajícího vodopádu. To jsou všechny způsoby, jak můžete spatřit duhu. Dokud je jasné sluneční světlo, zavěšené kapičky vody a jste ve správném úhlu pohledu, je možné, že bude vidět duha!