Sisu
- Mis põhjustab vikerkaarevärve
- Kuidas moodustatakse vikerkaareid
- Järk vikerkaarevärvide jaoks
- Isaac Newtoni värviteooria
- Muud tüüpi vikerkaar
- Meenutades vikerkaarevärve
- Tehke oma vikerkaar
Kreeka filosoofile Aristotelesele on vihjatud vikerkaare "avastusele" tagasi aastal 350 B.C. Isaac Newton istutas Isaac Newton kõigepealt umbes 1665. aasta paiku seemneid, millest hiljem sai teaduslik seletus, miks vikerkaare moodustab. Vikerkaare seitse värvi - punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne - ilmuvad alati samas järjekorras.
Mis põhjustab vikerkaarevärve
Kuigi vikerkaar võib tunduda nagu taevas fikseeritud kohas, siis seda ei tehta. Kõik näevad vikerkaart erinevas kohas, sõltuvalt nende asukohast maapinnal ja päikese (või muu valgusallika) asukohast. Veel üks lahe fakt vihmapiiskade kohta on see, et kaks inimest ei näe kunagi täpselt sama asja. See, mida näete, varieerub sõltuvalt sellest, kuidas valgus teie poole tagasi paindub ja tagasi peegeldub. Keegi, kes näib seisvat otse vikerkaare all, vaatab seda tegelikult ja näeb seda eemalt.
Ilusad värvid, mida vikerkaare ilmumisel põhjustavad, on valguse jagatud prisma kaudu erinevatele lainepikkustele, mis loob värvispektri. Vikerkaar ilmub tavaliselt pärast vihma, sest kui päikesevalgus (nähtav valge tuli, mis on tegelikult kõigi nähtavate värvide segu) läbib veepiisasid, siis see paindub ja jaguneb vikerkaare värvideks. Veepiisad on tavaliselt vihmapiisad, kuid need võivad pärineda ka jugapihustist, purskkaevust, udust, kastest või udust. Vikerkaar koosneb seitsmest värvist, kuna veepiisad purustavad valge päikesevalguse nähtava valguse spektri seitsmeks põhivärviks.
Kui aga vikerkaart lähemalt uurite, näete, et värve on rohkem kui seitse. Vikerkaar pole puhas spekter, vaid koosneb mitmest värvist, mis on kattunud ja omavahel segunenud. Inimsilmale on lihtsalt liiga palju värve, et neid kõiki eristada.
Kui vikerkaare värvid nende servades kattuvad, tekitavad need "valget" valgust, mis muudab vikerkaare siseosa palju heledamaks kui selle välispind.
Mõnede teadlaste arvates on indigo sinisele liiga lähedal, et seda tõeliselt eristada, mis annaks vikerkaarele vaid kuus eristatavat värvi.
Kuidas moodustatakse vikerkaareid
Kui päikesevalgus on vihmapiiskadest teie silmadesse hajutatud, moodustub vikerkaar. Vikerkaare nägemiseks peavad kehtima teatavad meteoroloogilised tingimused. Alustuseks peab päike olema teie taga, madal taevas ja horisondi kohal vähem kui 42 kraadi nurga all. Mida madalamal taevas on päike, seda suurem on vikerkaare kaar. Lisaks peab teie ees olema vihm, udu või mõni muu veepiiskade allikas.
Kui valgus tabab nurga all oleva veepiiska, aeglustub see ja muudab suunda. Seda nimetatakse murdumiseks ja see juhtub seetõttu, et vesi on õhust tihedam. Kui valgus läheb vette teatud nurga all, peegeldub osa sellest valgust veest ja lahkub seejärel tilgast. Õhku tagasi liikudes toimub refraktsiooniprotsess uuesti.
Kui näete vikerkaart, siis vaadatakse tegelikult erinevatest vihmapiiskadest tulevat ja peegeldunud valgust, mõnda vaadeldakse 42-kraadise nurga all (punane tuli), mõnda 40-kraadise nurga all (sinine tuli) ja mõnda vahel. Punase ja sinise valguse hälbimisnurk on erinev, kuna sinine tuli on painutatud (murdunud) rohkem kui punane tuli.
Parim aeg vikerkaare nägemiseks on vahetult pärast vihmasaju lõppu, kui õhus on veel veeauru. Vihmahoogude ajal ei näe te vikerkaart, sest pilved blokeerivad suurema osa valgust. Kui ootate pärast vihmasadu liiga kaua, on kõik õhus olevad veeaur aurustunud. Pärast talveilma ei näe te vikerkaart nagu lumesadu, sest veepiisad külmuvad jääosakesteks, mis hajutavad valgust erineval viisil.
Kui seisate õiges kohas, näete hajutatud päikesevalgust, mis peegeldub teie poole tagasi. Värviline vikerkaar ilmub, kui valgust hajutavad paljud veepiisad, kuna erinevad värvid väljuvad tilkadest erineva nurga all.
Vikerkaar on poolringikujuline, kuna veepiisad ei lange tasasse lehte, vaid erinevatel vahemaadel ja kiirustel. Kuid enamikul juhtudel ilmub vikerkaar kaare, poolringi või U-kuju osana. Poolringikujulist vikerkaart näete päikesetõusul või -loojangul ainult maapinna kohal, kui päike on otse silmapiiril. Vastasel juhul näete vikerkaare väiksemat osa. Tavaliselt näete ainult ühte vikerkaare poolringi, kuna teine poolring on horisondi all peidus. Kui olete aga veepiiskadest kõrgemal, näiteks kõrge hoone peal, on võimalik näha terve ringi vikerkaart.Vikerkaare kese asub otse päikese taeva kohal, mis tähendab, et kui päike horisondi lähenedes näeb rohkem vikerkaart.
Kui teil veab, näete võib-olla kahekordset vikerkaart (peamise kohal olev teisene vikerkaar). Värvid on sekundaarses vikerkaaris vastupidises järjekorras ja peamisest vikerkaarist õhemad, kuna kahest peegeldusest väljub rohkem valgust kui ühest. Teisene vikerkaar on hajutatud laiemas taeva piirkonnas, muutes selle peaaegu kaks korda laiemaks kui peamine vikerkaar.
Kahekordse vikerkaare esmastel ja sekundaarsetel vikerkaaridel on sageli tume riba. Seda nimetatakse Alexandersi ribaks pärast Aphrodisiasest pärit Aleksanderit, kes kirjeldas riba esimest korda aastal 200 pKr. Bändi pimedus on tingitud asjaolust, et ükski päikesevalgus ei hajuta teie poole veepiiskade abil primaar- ja põhinurga kõrvalekalde nurkade vahel. teisene vikerkaar.
Järk vikerkaarevärvide jaoks
Vikerkaarevärvide järjestus on alati sama - punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja vägivaldne -, kuna erinevatel valguse värvidel on erinevad lainepikkused. Punane ilmub alati esimesena, moodustades vikerkaare väliskaare, kuna selle lainepikkus on pikim - umbes 650 nanomeetrit. Kuna selle värvi saamiseks paindub valgus 42 kraadi juures 42 kraadi, näete seda peaaegu alati vikerkaaris, isegi kui muud vikerkaare värvid pole nii ilmsed.
Punane tuli, mida vikerkaaris näete, pärineb atmosfääri pisut kõrgematest tilkadest kui violetset valgust hajutavad tilgad. Lühemad lainepikkused läbivad veidi suurenenud suunamuutuse, st violetne ilmub vikerkaare sisekontuuril alati viimasena, kuna selle lühim lainepikkus on umbes 400 nanomeetrit.
Isaac Newtoni värviteooria
1665. aasta paiku läbis Isaac Newton valgust läbi prisma ja jälgis, kuidas tuli moodustab seitsmest erinevast värvist koosneva vikerkaare. Newton arvas, et värvid on analoogsed tähega D algava muusikalise skaala märkmetega ega sisalda teravusi ega kortereid. Kaks värvi - oranž ja indigo - vastasid skaala poolele astmele. Ehkki Newtoni muusikaline analoogia lükati hiljem ümber (kui teadlased avastasid, et muusikalised sagedused ja nähtava valguse lainepikkused pole võrdsed), näitas tema värviteooria, et valge valgus on segu eri värvi tuledest ja aitas tulevastel põlvedel valguse olemust paremini mõista.
Muud tüüpi vikerkaar
Vikerkaare asemel võite näha uduvitsa, kuukivi või punast vikerkaart.
Uduviker on sarnane traditsioonilise vikerkaarega, kuid moodustub päikesevalguse mõjul pigem vihmapiiskade asemel veepiiskadega, mis sisalduvad udus, udus või pilves. Uduvöötmes olevad veepiisad on 10–1000 korda väiksemad kui vihmapiisad ja peaaegu alati läbimõõduga alla 0,1 mm. Uduvikerkaare võib nimetada valge vikerkaareks, kuna erinevalt traditsioonilisest seitsme erineva värvitooniga vikerkaarist puudub sellel peaaegu värv. Seda seetõttu, et veepiisad on nii pisikesed. Kuigi valgus peegeldub endiselt veepisalt tagasi teie poole, on valguse difraktsiooni protsess tilga poolt domineeriv. Difraktsioon laiendab peegeldunud valguskiirt, hägustades värve ja andes valge või väga nõrgalt värvilise välimuse.
Kuukiviks nimetatakse mõnikord kuu vikerkaareks. See juhtub siis, kui valgus on Kuust tagasi tõmmatud õhus olevate veetilkade kaudu.
Kuupeenraid näeb väga harva, kuna nad on nii nõrgad. Isegi kõige eredama täiskuu toodetav valguse hulk on palju väiksem kui päikese poolt toodetava valguse hulk. Lisaks ei anna täiskuu piisavalt valgust, et stimuleerida koonusvärvi retseptoreid inimsilmas. Kuid värvid on endiselt alles ja neid saab pika säriajaga pildistada. Kuukingad on sagedamini levinud teatud maailma osades, näiteks Hawaiil.
Kuukaru nägemiseks peab kuu asuma taeva täies faasis või selle täielikus faasis ja alla 42-kraadise nurga all. Öine taevas peab olema ka väga pime ja kuu vastas või teises veepiiskade allikas, nagu juga, peab olema vihma.
Kuukivi nägemiseks peab kuu olema selja taga. Optimaalne kuutõve määrimise aeg on paar tundi pärast päikeseloojangut või enne päikesetõusu.
Kui näete päikesetõusul või -loojangul punast vikerkaart, siis olete märganud ühevärvilist vikerkaart. Nendel kellaaegadel läbib päikesevalgus atmosfääris suurema vahemaa, levitades lühemaid sinise ja violetse lainepikkusi. Inimsilm ei näe sinist ja violetset lainepikkust, nii et vikerkaar näib olevat täiesti punane.
Meenutades vikerkaarevärve
Lihtne viis vikerkaare värve õiges järjekorras meelde jätta on mnemoonikaga - fraasiga, mis võtab iga värvi esitähe ja moodustab uue sõna. Sõnad kokku moodustades moodustavad fraasi, mida on lihtne meelde jätta. Vikerkaarevärvide tavaline mnemoonika on Richard Of York andnud lahingu Vainis, kuid seda on lihtne luua, mis teile meeldiks.
Veel üks lihtne viis vikerkaare värvide järjestuse meeldejätmiseks on nimi "Roy G. Biv".
Tehke oma vikerkaar
Enda vikerkaare tegemiseks on vaja vaid päikest ja veevoolikut. Seisake seljaga vastu päikest, nii et oleksite päikesest eemale. Pihustage veevoolik õhku, et näha mini vikerkaart. Liigutage voolikut vajadusel üles või alla. See toimib kõige paremini väga päikeselistel päevadel.
Teine võimalus vikerkaare loomiseks on klaasist prisma hoidmine akna kohal, et valgus saaks sellest läbi paista.