Sonce in dež: recept za mavrice

Ne glede na to, ali verjamete, da so znamenje božje obljube, ali pa vas na koncu čaka lonec zlata, so mavrice eden najbolj veselih prikazov narave.

Zakaj tako redko vidimo mavrice? In zakaj so eno minuto tu, drugo pa jih ni več? Kliknite, če želite raziskati odgovore na ta in druga vprašanja, povezana z mavrico.

Kaj je mavrica?

Naš novi dan / Wikimedia Commons

Ste kdaj opazili, kako mavrične barve (od zunanjega roba proti notranjosti) vedno prehajajo v rdečo, oranžno, rumeno, zeleno, modro, indigo, vijolično?

Da bi ugotovili, zakaj je tako, si oglejmo dežne kaplje na dveh ravneh, eno nad drugo. V prejšnjem diagramu vidimo, da se rdeča svetloba lomi iz vodne kapljice pod večjimi koti glede na tla. Torej, ko nekdo gleda pod strmim kotom, rdeča svetloba iz višjih kapljic potuje pod pravilnim kotom, da se sreča z našimi očmi. (Druge barvne valovne dolžine zapuščajo te kapljice pod bolj plitvimi koti in tako prehajajo nad glavo.) Zato se na vrhu mavrice pojavi rdeča. Zdaj razmislite o spodnjih dežnih kapljicah. Pri gledanju pod manjšimi koti vse kapljice v tem vidnem polju usmerjajo vijolično svetlobo v oko, medtem ko je rdeča svetloba usmerjena izven perifernega vida in navzdol k nogam. Zato se na dnu mavrice pojavi vijolična barva. Dežne kapljice med tema dvema nivojema odbijajo različne barve svetlobe (v vrstnem redu od naslednje najdaljše do naslednje najkrajše valovne dolžine, od zgoraj navzdol), tako da opazovalec vidi celoten barvni spekter.

Ali so mavrice res v obliki loka?

Horst Neumann/Banka slik/Getty Images

Zdaj vemo, kako nastanejo mavrice, kaj pa, kje dobijo obliko loka?

Ker so dežne kaplje relativno okrogle oblike, je tudi odsev, ki ga ustvarijo, ukrivljen. Verjeli ali ne, polna mavrica je pravzaprav poln krog, le da druge polovice ne vidimo, ker nas tla ovirajo.

Nižje kot je sonce na obzorju, večji del celotnega kroga lahko vidimo.

Letala ponujajo popoln pogled, saj lahko opazovalec pogleda navzgor in navzdol, da vidi celoten krožni lok.

Dvojne mavrice

Mansi Ltd/Banka slik/Getty Images

Pred nekaj diapozitivi smo izvedeli, kako gre svetloba skozi tristopenjsko pot (lom, odboj, lom) znotraj dežne kapljice, da nastane primarna mavrica. Toda včasih svetloba zadene dežno kapljo dvakrat namesto le enkrat. Ta 'ponovno odbita' svetloba izstopa iz padca pod drugačnim kotom (50° namesto 42°), kar ima za posledico sekundarno mavrico, ki se pojavi nad primarnim lokom.

Ker se svetloba znotraj dežne kapljice dvakrat odbije in gre skozi 4-stopenjsko manj žarkov, se njena intenzivnost zmanjša zaradi tega drugega odboja in posledično njene barve niso tako svetle. Druga razlika med enojno in dvojno mavrico je, da je barvna shema dvojne mavrice obrnjena. (Njegove barve so vijolična, indigo, modra, zelena, rumena, oranžna, rdeča.) To je zato, ker vijolična svetloba iz višjih dežnih kapelj vstopi v oči, medtem ko rdeča svetloba iz iste kapljice prehaja čez glavo. Hkrati rdeča svetloba iz nižjih dežnih kapelj vstopi v oči in rdeča svetloba iz teh kapljic je usmerjena v naše noge in je ne vidimo.

In tisti temni pas med obema lokoma? To je posledica različnih kotov odboja svetlobe skozi vodne kapljice. ( Meteorologi pokliči Aleksandrova temna skupina .)

Trojne mavrice

Mark Newman/Lonely Planet Images/Getty Images

Spomladi 2015 so družbeni mediji zaživeli, ko je prebivalec mesta Glen Cove v New Yorku delil mobilno fotografijo nečesa, kar je bilo videti kot štirikratna mavrica.

Čeprav so teoretično možne, so trojne in štirikratne mavrice izjemno redke. Ne samo, da bi zahtevalo več odbojev znotraj dežne kaplje, ampak bi vsaka ponovitev povzročila šibkejši lok, zaradi česar bi bilo težko videti terciarne in kvartarne mavrice.

Ko nastanejo, so trojne mavrice običajno vidne proti notranjosti primarnega loka (kot je prikazano na zgornji fotografiji) ali kot majhen povezovalni lok med primarnim in sekundarnim.

Mavrice niso na nebu

www.bazpics.com/Moment/Getty Images

Mavrice ne vidimo le v nebo . Dvoriščna brizgalna voda. Meglica ob vznožju brizgajočega slapa. Vse to so načini, kako lahko opazite mavrico. Dokler je prisotna močna sončna svetloba, lebdeče vodne kapljice in ste postavljeni pod pravilnim kotom gledanja, je možno, da je v vidnem polju mavrica!

Možno je ustvariti tudi mavrico brez ki vključuje vodo. En tak primer je držanje kristalne prizme do sončnega okna.

Viri

• NASA SciJinks. Kaj povzroča mavrico? Dostopan 20. junija 2015.
• Nacionalna meteorološka služba NOAA Flagstaff, AZ. Kako nastanejo mavrice? Dostopan 20. junija 2015.
• Oddelek za atmosferske znanosti Univerze v Illinoisu WW2010. Sekundarne mavrice . Dostopan 21. junija 2015.