Mlhavá duha

Foggy rainbow (bílá duha, mlhavý oblouk)  - duha , což je široký lesklý bílý oblouk, způsobený lomem a rozptylem světla ve velmi malých kapičkách vody.

Objevuje se, když sluneční světlo osvětluje slabou mlhu skládající se z kapiček o poloměru asi 25 mikronů nebo méně .

Vnitřek bílé duhy může být mírně fialový a vnější trochu oranžový. Někdy je měsíčník nesprávně označován jako bílá duha .

Mechanismus vzdělávání

Bílá duha vzniká jako důsledek rozptylu světla vodními kapkami, které jsou mnohem menší než ty, které se vyskytují ve vzduchu při vzniku obyčejné duhy. Vymizení barev je v tomto případě způsobeno difrakcí světla , jejíž vliv se zvyšuje s klesající velikostí kapiček [1] [2] .

Difrakce je jev způsobený vlnovou povahou světla. Jedním z jeho projevů je, že zmenšení průřezu světelného paprsku vede ke zvětšení jeho divergence, tj. po zmenšení jeho průřezu se paprsek při dalším šíření rozšiřuje silněji než paprsek s počátečním řezem.

Difrakcí vyvolané zvětšení úhlu, který mezi sebou svírají extrémní paprsky paprsku, se nazývá difrakční divergence [3] . Vztahuje se k vlnové délce světla a průměru paprsku přibližným vztahem [2] :

kde je vyjádřeno v radiánech .

V našem případě je velikost paprsku určena tou částí povrchu kapky, která odráží světlo tvořící duhu a je tedy menší než průměr kapky. Jak je ze vzorce vidět, čím větší divergence, tím delší je vlnová délka světla. V souladu s tím jsou difrakční efekty nejvýraznější pro červené světlo a fialové v nejmenší míře.

Při velkých velikostech kapiček je divergence malá a paprsek světla každé barvy se šíří svým vlastním směrem, aniž by se mísil s paprsky jiných barev. Snížení kapek vede ke skutečnosti, že se situace změní: rozbíhavé paprsky se začnou mísit a barvy duhy jsou méně výrazné (vyblednou). S dalším zmenšením velikosti kapiček se promíchání paprsků dokončí a světlo rozptýlené kapičkami zbělá. K tomuto vymizení duhových barev dochází, když jsou velikosti kapiček 20-25 µm . Zvýšení divergence rozptýleného světla navíc vede i ke zvětšení úhlové šířky duhy: v mlžné duze je přibližně dvakrát větší než v normální [1] .

Dá se tedy říci, že pokud se v důsledku lomu a rozptylu světla ve vodních kapkách bílé světlo slunce rozdělí na složky různých barev, pak v důsledku difrakce dojde k opačnému procesu: spojení světelných paprsků s různými barvami do jednoho bílého paprsku.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Minnart M. Světlo a barva v přírodě. - M .: "Nauka", 1969. - S. 188-189, 193-194.
  2. ↑ 1 2 Trifonov E. D. Ještě jednou o duze  // Soros Educational Journal. - 2000. - T. 6 , č. 7 . - S. 53-58 . Archivováno z originálu 29. září 2015.
  3. ↑ Difrakční divergence - článek z Fyzické encyklopedie

Literatura