Мы привыкли видеть радугу как красивую разноцветную дугу, перекинувшуюся через небо после дождя. С детства нам рисуют ее именно такой в книжках, и мы воспринимаем эту форму как данность. Но на самом деле радуга по своей природе абсолютно круглая. То, что мы видим лишь половину, это не особенность света, а особенность нашего положения на Земле.
Чтобы понять, где прячется вторая половина, нужно заглянуть в простую, но изящную физику этого явления. Радуга рождается, когда солнечный свет попадает в капли воды, висящие в воздухе. Луч входит в каплю, преломляется, отражается от ее задней стенки и выходит наружу, снова преломляясь. При этом белый свет раскладывается на спектр, даря нам знакомые цвета.
Ключевой момент заключается в угле. Свет выходит из капли под строго определенным углом, примерно 42 градуса для основной яркой дуги. Это значит, что в ваш глаз попадает свет только от тех капель, которые находятся под именно таким углом относительно линии, соединяющей Солнце, вашу голову и точку на небе прямо напротив Солнца. Эта точка называется антисолярной и всегда находится в тени вашей головы.
Если мысленно провести линию от Солнца через вашу голову и дальше в пространство, все капли, отражающие свет под нужным углом, образуют вокруг этой линии идеальный конус. А сечение этого конуса небесной сферой дает идеальный круг.
Так почему же мы видим дугу? Виновник торжества горизонт. Земля просто закрывает от нас нижнюю часть этого светового кольца. Чем выше находится Солнце над горизонтом, тем ниже опускается антисолярная точка и тем меньшую часть круга мы можем наблюдать. Если Солнце поднимается выше 42 градусов над горизонтом, радуга с поверхности земли исчезает полностью, потому что весь круг оказывается ниже линии горизонта. Именно поэтому радугу чаще всего можно увидеть рано утром или ближе к закату, когда солнце низко.
Но невидимая половина никуда не девается. Она существует прямо под вашими ногами, скрытая ландшафтом. Изменить перспективу и увидеть радугу во всей ее круглой красе вполне реально. Пилоты и пассажиры самолетов часто наблюдают полные кольцевые радуги, когда смотрят вниз на облака или дождь с большой высоты. То же самое происходит на вершинах высоких гор или рядом с мощными водопадами, где брызги воды поднимаются высоко, а горизонт опущен максимально низко.
Даже на собственном дачном участке можно стать свидетелем этого чуда. Если встать спиной к низкому солнцу и распылить воду из шланга мелкой дисперсией, вы увидите маленькую, но абсолютно полную круглую радугу прямо перед собой.
Радуга это не физический объект, висящий в небе на фиксированном расстоянии, а оптический эффект, который существует только в восприятии конкретного наблюдателя. У каждого человека своя собственная радуга, созданная уникальным набором капель и точкой обзора. Невидимая половина дуги это напоминание о том, что мир устроен гораздо симметричнее и логичнее, чем нам кажется на первый взгляд. Иногда для того, чтобы увидеть полную картину, нужно просто подняться чуть выше над горизонтом.
Почитать ещё здесь: