zítra jako Den svatého Patrika jsem si myslel, že by bylo zajímavé zabývat se jedním z populárních mýtů tohoto dne ohledně krásného atmosférického jevu: duhy.
legenda říká, že na konci každé duhy sedí skřítek, popisovaný jako ne více než 2 stopy vysoký. Leprechauns údajně tráví veškerý svůj čas pilně vyráběním bot, a legenda říká, že pokud na ně dokážete upřít svůj pohled natolik dlouho, že jsou nuceni odhalit místo pobytu svého hrnce zlata. Myšlenka, že na konci duhy lze najít hrnec zlata, vznikla někde ve staré Evropě.
v mé 30-plus-rok-kariéra jako vysílání meteorolog, viděl jsem mnoho duhy, ale ještě najít nějaké skřítky … nebo hrnec zlata, když na to přijde. Barevná podívaná však sama o sobě jistě vytvořila mnoho podobných legend a anekdot po generace.
podle Bible je duha znamením Božího slibu lidstvu, že už nikdy nebude zaplavovat zemi. Duhy často naznačují, že déšť prošel. Obecně bude slunečno, když uvidíte duhu, ale dešťové mraky (obvykle cumulonimbus)budou jen kousek odtud.
Chcete-li vidět duhu, budete potřebovat dvě složky: sluneční světlo a dešťové kapky.
Prism vody
sluneční světlo je směs barev. Když prochází skleněným hranolem, část světla je ohnutá nebo lomená více než jiné části. Světlo opouštějící hranol se rozprostírá do souvislého pásma barev zvaného spektrum. Barvy jdou od červené, která je nejméně ohnutá, přes oranžovou, žlutou, zelenou a modrou až po fialovou, která je nejvíce ohnutá.
a stejně jako sluneční světlo procházející hranolem je ohnuté, tak i sluneční světlo prochází kapkami vody. To vytváří atmosférické sluneční spektrum na obloze pro všechny vidět: duha.
duha je prostě skupina kruhových nebo téměř kruhových oblouků barvy, které se objevují jako obrovský oblouk na nebesích. Dešťové kapky působí jako miniaturní hranoly, lámání nebo lámání slunečního světla do různých barev, stejně jako odráží ji produkovat spektrum.
duhy jsou často vidět v důsledku bouřky. Přicházejí, když sluneční světlo prorazí dešťové mraky.
pomocí zahradní hadice si můžete vytvořit umělou duhu. Jednoduše postavte se zády ke slunci a upravte hadici na jemný sprej. Duhy lze také vidět proti spreji vodopádu.
jedna nebo primární duha má červenou na vnější nebo horní straně luku a modrou na vnitřní straně. Obvykle se poloměr oblouku rovná asi jedné čtvrtině viditelné oblohy nebo 42 stupňů červené. Když jsou v blízkosti sprchy, jednoduše se podívejte do části oblohy naproti slunci v úhlu 42 stupňů od vašeho stínu; pokud je duha, tam to bude.
primární luk je způsoben světlem, které vstupuje do horní části kapek a odchází po jednom vnitřním odrazu, takže tento luk je vždy jasnější než sekundární luk, kde se sluneční světlo odráží dvakrát v kapkách deště.
někdy se mimo primární vytvoří sekundární luk. Bude slabší, s obrácenými barvami: červená na vnitřní straně, Fialová na vnější straně. Sekundární duha se tvoří pod úhlem 51 stupňů od vašeho stínu; je vždy slabší a obvykle zmizí rychleji než primární.
oblast mezi oběma luky se jeví jako relativně tmavá, neboť zcela postrádá jak jednou, tak dvakrát odražené paprsky.
existují dokonce důkazy o třetí nebo terciární duze, která byla pozorována ve vzácných případech, a několik pozorovatelů dokonce uvedlo, že viděli čtyřnásobné duhy, ve kterých měl tlumený vnější oblouk vlnící se a pulzující vzhled.
Snell nebo Descartes?
nemůžeme s naprostou jistotou říci, kdo byl první, kdo poskytl správné vysvětlení toho, co způsobuje duhy, ačkoli zásluhu obvykle dává Francouz René Descartes (1596-1650), filozof a spisovatel, který napsal formální a systematickou diskusi na toto téma v dodatku k jeho slavnému dílu „diskurz o metodě“ v roce 1637.
Descartes údajně provedl přesný výpočet týkající se cest, které světelné paprsky vedly v různých bodech skleněnou koulí vody (simulující dešťovou kapku), čímž určil jejich úhly lomu; bylo to řešení matematického problému, který unikal vědcům po dvě tisíciletí a byl klíčem k vysvětlení fenoménu duhy.
ale všimněte si, že jsem řekl, že Descartes „údajně“ provedl tento výpočet. Jak se ukázalo, Willebrord Snell, holandský astronom a matematik, objevil matematický zákon lomu 16 let před Descartesovou disertační prací na toto téma. Snell však své nálezy nezveřejnil a zemřel v roce 1626. Pak, asi o 80 let později, poté, co byly objeveny Snellovy poznámky, vznikla kontroverze, když někteří obvinili Descarta, že nějak viděl Snellův rukopis a vzal si jeho nálezy pro své vlastní.
konečným výsledkem bylo, že na Západě, zejména v anglicky mluvících zemích, se zákon lomu světla stal známým jako Snellův zákon, zatímco ve Francii se označuje jako Descartesův zákon.
Takže zatímco Descartes mohl vysvětlit, co je duha, opravdu by to nemohl udělat bez těchto výpočtů pro lom světla. Ale zda on nebo Snell lze plně připsat za tuto část vysvětlení, možná se nikdy nedozvíme.
kde a kdy hledat
námořníci již dlouho vědí, že duhy lze použít k předpovědi počasí. Obecně řečeno, sprchy a bouřky se pohybují ze západu na východ, čímž ověřují staré pořekadlo:
Duha ráno, námořnické varování; Duha v noci, Námořnická radost
ráno je slunce na východě; Chcete-li vidět duhu, musíte směřovat k západu, kde prší. Vzhledem k tomu, že deštivé počasí obvykle přichází od západu, vezměte varování od ranní duhy. V noci (no, vlastně spíš jako pozdní odpoledne, ale „odpoledne“ se nerýmuje s „potěšením“) je slunce na západní obloze; poté, co vás již prošla sprcha nebo bouřka, obvykle ustupuje směrem na východ, kde uvidíte svou duhu.
a protože sprchy jsou častější v pozdním odpoledni než brzy ráno, pozdní odpolední pozorování duhy jsou mnohem častější než ráno, a proto je vzhled duhy obvykle spojen s nástupem zlepšujícího se počasí.
pokud slunce zapadá nebo stoupá, je vidět plná polovina luku. Pokud se slunce stane 42 stupňů nebo vyšší nad obzorem, nebudete moci vidět duhu, protože by byla pod obzorem.
vaše zaťatá pěst držená v délce paže je zhruba rovna 10 stupňům; takže pokud je slunce přibližně „čtyři pěsti“ nad obzorem, neuvidíte duhu.
jediná možnost pozorování duhy v té době by byla z letadla nebo z vrcholu vysoké hory. Letadlo by poskytlo nejlepší příležitost k zahlédnutí plné 360stupňové duhy promítané proti zemi, ale to je pohled, který jen málokdo měl tu čest vidět.
jiné druhy duh
u primárních a sekundárních luků se může objevit jiný typ luku zbarvený červeně nebo červeně a zeleně. Občas, několik barevných pásů lze vidět právě v primární duze. Tyto další kapely jsou známé jako nadpočetné duhy a byly vysvětleny v roce 1803 britským vědcem Thomasem Youngem, když si uvědomil, že světlo se skládá z vln. Jsou způsobeny difrakcí (průhybem) světla.
jak jsme viděli, většina duh je způsobena slunečním světlem a je vidět ve dne, ale občas můžeme být odměněni letmým pohledem na měsíční luk způsobený úplňkem nebo téměř úplňkem. Měsíční luky jsou nejčastěji pozorovány kolem tropických ostrovů, například v Karibiku, kde lokalizované sprchy mohou přetrvávat i do noci. Většina lidí je uvádí jako bílé, ale Robert Greenler, který je známý svými populárními přednáškami o optických jevech, má podezření, že se jedná o fyziologický faktor. Při nízkých úrovních osvětlení upozorňuje, že oko ztrácí citlivost na barvu, takže standardní vícevrstvý luk vypadá bíle. A opravdu, fotografie měsíčních luků ukazují barvy, ale fotografovi se zdálo, že je bílá.
konečně, zvažte to málo (zlato?) nugget: žádné dvě osoby, i když mohou stát vedle sebe, nikdy neuvidí stejnou duhu. Proč? No, protože dešťové kapky jsou neustále v pohybu, takže jeho vzhled se neustále mění a luk je oblouk kruhu, jehož střed je na linii táhnoucí se od Slunce k oku pozorovatele. Protože oči dvou lidí nemohou obsadit stejné místo ve vesmíru současně, každý pozorovatel vidí jinou duhu.
takže nezapomeňte: pokaždé, když uvidíte duhu, je jedinečná svým vlastním velkolepým způsobem!
- sláva duhy nad Antarktidou
- proč nemůžeme dosáhnout konce duhy?
- galerie obrázků: čtení mraků