Горизонты техники для детей, 1963 №11 (18) | страница 12

Лучи, проходящие через множество водяных капель, расходятся в различные стороны, но на выходе каждой из капель направление некоторого пучка лучей одинаковое. Такой пучок лучей образует с направлением падающих на каплю лучей угол 41°. Но и эти лучи преломляются, в капле и выходят из неё расщеплёнными на различные цвета, распространяющиеся в разные стороны. Больше всех преломляются, как мы уже установили, фиолетовые лучи, меньше всех — красные. В результате пучок света занимает пространство, заключенное между углом 40° (фиолетовые лучи) и углом 42° (красные лучи). Между ними располагаются остальные цвета.

Таким образом, стоя спиной к солнцу, мы видим цветную дугу, возникшую от пучка лучей, расположенных между 40 и 42° (считая от направления падающих лучей).

Почему радуга имеет дугообразную форму? Это чисто геометрический вопрос. Чтобы лучше его понять, представим себе, что на большой стене перед вами написаны в различных точках большие буквы А, В, С, D и т. п. Каждую из букв, смотря на них с одного места, вы видите под другим углом, что показано на черт. 4. Подумайте теперь, как следовало бы расположить эти буквы, если бы мы их рассматривали под одним углом по отношению к падающим на стену лучам?

Из точки, в которой предположим находится глаз, достаточно провести несколько прямых, каждая из которых образует со стеной одинаковый угол (черт. 5).

Эти прямые образуют с вершиной конуса в точке, где находится глаз наблюдателя, конусообразную поверхность. Наши буквы в таком случае пришлось бы расположить по окружности круга, являющегося основанием конуса. Центр этого круга находился бы в том месте, где на стене падала бы тень головы наблюдателя. Но лучи солнца падают всегда сверху, и центр окружности был бы всегда ниже линии горизонта. В результате на стене может возникнуть лишь часть окружности, то есть, дуга. Только на закате, когда солнце находится на линии горизонта, его лучи параллельны поверхности земли и центр дуги расположен на линии горизонта.

Вот такой конус, с вершиной в нашем глазу, можно себе представить, рассматривая красочную радугу. Угол между образующими этого конуса и его осью равен 41°. Лучи каждого цвета радуги образуют ряд таких конусов, находящихся один внутри другого. Самый большой конус с углом в 42° соответствует красному цвету, а самый малый с углом в 40° — фиолетовому цвету. Между ними — конусы, соответствующие остальным цветам.

А как выглядела бы радуга с самолета? При благоприятных условиях можно увидеть радугу в виде круга. Такие наблюдения уже человеку удалось проделать!