16-5 Dúha

16-1 Rýchlosť svetla; 16-2 Fotometria; 16-3 Farby; 16-4 Farba oblohy; 16-8 Dúha; 16-6 Prečo sa láme svetlo?

16-5 Dúha

Po daždi, keď slnko zase zasvieti, často vidíme na náprotivnej strane slnka dúhu na pozadí tmavých mračien. Dúha je optický úkaz, ktorú vyvolá odraz a lom slnečných lúčov na kvapôčkach vody v tvare gule. Aby sa chod slnečného lúča otočil, musí vstúpiť do kvapky a musí sa odraziť od jej vnútornej steny, ako to ukazuje silné zväčšenie na obr. 16.8. Jeden z bielych lúčov prichádzajúcich zo Slnka je označené B. Súvislá čiara ukazuje lomený červený lúč, ktorý po prechode kvapkou sa odráža od vnútornej strany kvapky a znova sa láme pri prechode z kvapky späť do ovzdušia. Tento opačným smerom postupujúci červený lúč uzatvára s dopadajúcim bielym lúčom približne uhol 42°.

To, čo sme teraz slovne popísali, na pôvodnom Newtonovom náčrtku (obr. 16.9) je označený ako lomená čiara SFO. Priamka OP označuje smer vychádzajúci z oka pozorovateľa presne v opačnom smere, než je slnko. Pokiaľ od tohoto smeru sa pohľadom odkloníme o uhol 42°, na oblohe uvidíme červený oblúk všade tam, kde kvapky dažďa lámu a odrážajú túto farebnú zložku bieleho svetla smerom k nám. Vráťme sa k obrázku 16.8a. Je vidieť, že fialová zložka (zložka, ktorá sa láme najviac pri prechode, a je znázornená prerušovanou čiarou) po odraze a opakovanom lome vystupuje z kvapky, a uzatvára s bielym lúčom uhol 40°. Preto, keď lúčom odkláňajúcim sa od priamky OP o uhol 40° nakreslíme oblúk, nájdeme tenký fialový pás dúhy a pripadá teda na vnútornú stranu dúhy, kým červený pás na vonkajšiu stranu.

dúha - Newton — Obr. 16.9:Newtonovo vysvetlenie dúhy: „Predpokladajme, že O je oko pozorovateľa, priamka OP je rovnobežná so slnečnými lúčmi, a uhly POE, POF, POG a POH majú v tomto poradí hodnoty $40 \circ 1 7^{'}, 42 \circ 0 2^{'}, 50 \circ 5 7^{'},$ a $54 \circ 0 7^{'}$ , pričom jedno rameno uhlov je spoločná priamka OP, a druhé ramená sú OE, OF, OG a OH, ktoré popisujú dvojice okrajov oblúkov AFBE a CHDG dúhy. Vodné kvapky E, F, G a H môžu byť kdekoľvek na plášti kužeľa určenej priamkami OE, OF, OG a OH; tie sú osvetlené slnečnými lúčmi SE, SF, SG a SH a vtedy uhol SEO sa bude rovnať uhlu POE: $40 \circ 1 7^{'} .$ Toto je najväčší uhol, pod ktorým najviac sa lámajúci lúč sa po odraze môže dostať späť do oka, a preto všetky kvapky pozdĺž priamky budú posielať do oka najviac sa lámajúci lúč v hojnosti, a preto v tomto okolí budeme vidieť najtmavšiu fialovú farbu.“ (Prevzaté z Newtonovho diela Optica.)

Obrázok 16.8b ukazuje lom s dvojitým odrazom, ktorý vytvára zriedkavo pozorovanú väčšiu dúhu.

16-6 Prečo sa láme svetlo?