Jutro jest Dzień Świętego Patryka, pomyślałem, że byłoby interesujące rozwodzić się nad jednym z popularnych mitów tego dnia dotyczących pięknego zjawiska atmosferycznego: tęcza.
legenda głosi, że na końcu każdej tęczy siedzi Skrzat, opisany jako mający nie więcej niż 2 stopy wzrostu. Krasnoludy spędzają podobno cały swój czas na robieniu butów, a legenda głosi, że jeśli uda ci się skupić na nich wzrok na tyle długo, że będą zmuszeni ujawnić miejsce pobytu ich garnka ze złotem. Pomysł, że na końcu tęczy można znaleźć garnek ze złotem, zrodził się gdzieś w starej Europie.
w swojej ponad 30-letniej karierze jako meteorolog, widziałem wiele tęczy, ale nie znalazłem jeszcze żadnych skrzatów … albo garnek złota. Ale kolorowe widowisko samo w sobie z pewnością wygenerowało wiele podobnych legend i anegdot przez pokolenia.
według Biblii tęcza jest znakiem Bożej obietnicy dla ludzkości, że nigdy więcej nie zaleje Ziemi. Rzeczywiście, tęcze często wskazują, że deszcz minął. Ogólnie będzie słonecznie, gdy zobaczysz tęczę, ale chmury deszczowe (Zwykle cumulonimbus ) będą w niewielkiej odległości.
aby zobaczyć tęczę, potrzebne są dwa składniki: światło słoneczne i krople deszczu.
pryzmat wody
światło słoneczne jest mieszanką kolorów. Kiedy przechodzi przez szklany pryzmat, część światła jest wygięta lub załamana bardziej niż inne części. Światło wychodzące z pryzmatu rozprzestrzenia się na ciągłe pasmo kolorów zwane spektrum. Kolory przechodzą od czerwonego, który jest najmniej wygięty, przez pomarańczowy, żółty, zielony i niebieski aż do fioletowego, który jest najbardziej wygięty.
i tak jak światło słoneczne przechodzące przez pryzmat jest wygięte, tak światło słoneczne przechodzi przez krople wody. W ten sposób powstaje atmosferyczne widmo słoneczne na niebie dla wszystkich: tęcza.
tęcza to po prostu Grupa okrągłych lub prawie okrągłych łuków koloru, które pojawiają się jako ogromny łuk w niebie. Krople deszczu działają jak miniaturowe pryzmaty, załamują lub rozbijają światło słoneczne na różne kolory,a także odbijają je, tworząc widmo.
tęcze są często widoczne w wyniku burzy. Przychodzą, gdy światło słoneczne przebija się przez chmury deszczowe.
możesz stworzyć sztuczną tęczę dla siebie za pomocą węża ogrodowego. Po prostu stań plecami do słońca i dostosuj wąż do delikatnego sprayu. Tęcze można również zobaczyć przed rozpryskiem wodospadu.
pojedyncza, lub Główna, tęcza ma czerwone Na zewnątrz lub na górze łuku i niebieskie na środku. Zwykle promień łuku jest równy około jednej czwartej widzialnego nieba, czyli 42 stopni, do czerwonego. Kiedy w pobliżu są prysznice, wystarczy spojrzeć na część nieba naprzeciwko słońca pod kątem 42 stopni od swojego cienia; jeśli jest tęcza, to właśnie tam będzie.
główny łuk jest spowodowany światłem, które wchodzi do górnej części kropli i wychodzi po jednym wewnętrznym odbiciu, więc łuk ten jest zawsze jaśniejszy niż łuk wtórny, w którym światło słoneczne odbija się dwukrotnie w kroplach deszczu.
czasami łuk wtórny tworzy się poza głównym. Będzie słabszy, z odwróconymi kolorami: czerwonym w środku, Fioletowym Na Zewnątrz. Tęcza wtórna tworzy się pod kątem 51 stopni od cienia; jest zawsze słabsza i zwykle znika szybciej niż pierwotna.
obszar między dwoma łukami wydaje się stosunkowo ciemny, ponieważ brakuje mu całkowicie zarówno raz – jak i dwukrotnie odbijanych promieni.
istnieją nawet dowody na trzecią lub trzecią tęczę, która była widziana rzadko, a kilku obserwatorów zgłosiło nawet widzenie poczwórnych tęczy, w których ciemny zewnętrzny łuk miał falujący i pulsujący wygląd.
Snell czy Kartezjusz?
nie możemy z absolutną pewnością powiedzieć dokładnie, kto był pierwszą osobą, która dostarczyła poprawne wyjaśnienie przyczyn tęczy, chociaż kredyt jest zwykle udzielany Francuz René Descartes (1596-1650), filozof i pisarz, który napisał formalną i systematyczną dyskusję na ten temat w dodatku do swojej słynnej pracy „A Discourse On Method” w 1637 roku.
Kartezjusz rzekomo dokonał dokładnych obliczeń dotyczących ścieżek, które promienie świetlne pokonywały w różnych punktach przez szklaną kulę wody (symulując kroplę deszczu), określając tym samym ich kąty załamania światła; było to rozwiązanie matematycznego problemu, który wymykał się naukowcom przez dwa tysiąclecia i był kluczem do wyjaśnienia zjawiska tęczy.
ale zauważ, że powiedziałem, że Kartezjusz „rzekomo” dokonał tego obliczenia. Jak się okazało, Willebrord Snell, Holenderski astronom i matematyk, odkrył matematyczne prawo refrakcji 16 lat przed rozprawą Kartezjusza na ten temat. Snell jednak nie opublikował swoich odkryć i zmarł w 1626 roku. Następnie, około 80 lat później, po odkryciu notatek Snella, pojawiły się kontrowersje, gdy niektórzy oskarżyli Kartezjusza o to, że w jakiś sposób zobaczył rękopis Snella i wziął jego odkrycia dla siebie.
w rezultacie na Zachodzie, zwłaszcza w krajach anglojęzycznych, prawo załamania światła stało się znane jako prawo Snella, podczas gdy we Francji jest określane jako prawo Kartezjusza.
Tak więc, chociaż Kartezjusz mógł wyjaśnić, czym jest tęcza, tak naprawdę nie mógłby tego zrobić bez tych obliczeń załamania światła. Ale czy on lub Snell mogą być w pełni przypisane do tej części wyjaśnienia, możemy nigdy się nie dowiedzieć.
gdzie i kiedy szukać
żeglarze od dawna wiedzą, że tęcze można wykorzystać do przewidywania pogody. Ogólnie rzecz biorąc, deszcze i burze przemieszczają się z zachodu na wschód, weryfikując stare powiedzenie:
Tęcza rano, Ostrzeżenie żeglarza; Tęcza w nocy, Rozkosz żeglarza
rano słońce jest na Wschodzie; aby zobaczyć tęczę, musisz być zwrócony w kierunku zachodnim, gdzie pada deszcz. Ponieważ deszczowa pogoda zwykle pochodzi z zachodu, weź ostrzeżenie z porannej tęczy. Nocą (właściwie raczej późnym popołudniem, ale „popołudnie” nie rymuje się z „rozkoszą”) słońce jest na zachodnim niebie; po przejściu deszczu lub burzy z piorunami Zwykle wycofuje się na wschód, gdzie zobaczysz tęczę.
a ponieważ prysznice są częstsze późnym popołudniem niż wczesnym rankiem, późne popołudniowe obserwacje tęczy są znacznie częstsze niż rano i to z tego powodu pojawienie się tęczy zwykle wiąże się z początkiem poprawy pogody.
jeśli słońce zachodzi lub wschodzi, widać pełny łuk. Jeśli słońce znajduje się 42 stopnie lub wyżej nad horyzontem, nie będzie można zobaczyć tęczy, ponieważ znajduje się ona poniżej horyzontu.
twoja zaciśnięta pięść trzymana na długości ramienia jest w przybliżeniu równa 10 stopni; więc jeśli słońce znajduje się w przybliżeniu „cztery pięści” nad horyzontem, nie zobaczysz tęczy.
jedyna możliwość zaobserwowania tęczy w tym czasie byłaby z samolotu lub ze szczytu wysokiej góry. Samolot zapewniłby najlepszą okazję do uchwycenia pełnego 360-stopniowego rzutu tęczy na ziemię, ale to widok, który tylko nieliczni mieli przywilej zobaczyć.
inne rodzaje tęczy
inny rodzaj łuku w kolorze czerwonym lub czerwonym i zielonym może pojawić się z łukami pierwotnymi i drugorzędnymi. Czasami kilka pasm kolorów można zobaczyć tylko w obrębie pierwotnej tęczy. Te dodatkowe pasma są znane jako nadliczbowe tęcze i zostały wyjaśnione w 1803 roku przez brytyjskiego naukowca Thomasa Younga, kiedy zdał sobie sprawę, że światło składa się z fal. Są one spowodowane dyfrakcją (ugięciem) światła.
jak widzieliśmy, większość tęczy jest spowodowana światłem słonecznym i jest widoczna w ciągu dnia, ale czasami możemy zostać nagrodzeni przez przebłysk Księżyca spowodowany przez pełnię lub prawie pełnię księżyca. Moonbows są najczęściej widziane wokół tropikalnych wysp, takich jak na Karaibach, gdzie lokalne Prysznice mogą utrzymywać się również w nocy. Większość ludzi zgłasza je jako białe, ale Robert Greenler, który jest znany ze swoich popularnych wykładów na temat zjawisk optycznych, podejrzewa, że jest to czynnik fizjologiczny. Przy niskim poziomie oświetlenia wskazuje, że oko traci wrażliwość na kolor, tak że standardowy wielowarstwowy łuk wydaje się biały. I rzeczywiście, zdjęcia księżycowych kwiatów pokazują kolory, ale dla fotografa wyglądało to na białe.
wreszcie rozważ to małe (złoto?) nugget: żadne dwie osoby, choć mogą stać obok siebie, nigdy nie widzą tej samej tęczy. Dlaczego? Otóż, ponieważ krople deszczu są stale w ruchu, więc jego wygląd zawsze się zmienia, a łuk jest łukiem okręgu, którego środek znajduje się na linii rozciągającej się od Słońca do oka obserwatora. Ponieważ oczy dwojga ludzi nie mogą zajmować tego samego miejsca w przestrzeni w tym samym czasie, każdy obserwator widzi inną tęczę.
pamiętaj więc: za każdym razem, gdy widzisz tęczę, jest ona wyjątkowa na swój spektakularny sposób!
- A Glory-ous Rainbow Over Antarctica
- Why Can ’ t we Reach the End of the Rainbow?
- Galeria Zdjęć: Czytanie chmur