Arcoíris
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 25 de enero de 2022; las comprobaciones requieren 27 ediciones .Un arcoíris es un fenómeno atmosférico , óptico y meteorológico observado cuando es iluminado por una fuente de luz brillante (en la naturaleza, el sol o la luna - ver arcoíris lunar ) de muchas gotas de agua ( lluvia o niebla ). El arcoíris parece un arco o círculo multicolor compuesto por los colores del espectro visible (desde el borde exterior: rojo , naranja , amarillo , verde , azul , índigo , violeta). Estos son los siete colores que generalmente se distinguen en el arcoíris en la cultura rusa (posiblemente siguiendo a Newton, ver más abajo ), pero debe tenerse en cuenta que, de hecho, el espectro es continuo y sus colores pasan suavemente entre sí a través de muchos intermedios. sombras _
El centro del círculo descrito por el arco iris se encuentra en una línea recta que pasa por el observador y el sol en el punto antisolar [1] ; el sol siempre está detrás del observador. El radio de la esquina del círculo es de 42 grados [1] . Para un observador en el suelo, un arcoíris generalmente se ve como un arco de círculo , cuanto más bajo está el sol sobre el horizonte, más cerca está el arco de la mitad del círculo, y la altura de la parte superior del arcoíris sobre la tierra es 42 grados Cuanto más alto sea el punto de observación, más completo será el arco (también puede ver un círculo completo desde un avión ). Cuando el sol sale por encima de los 42 grados sobre el horizonte, el círculo de posible aparición de un arco iris está por debajo del nivel del suelo, y un observador situado en su superficie no puede ver el arco iris [2] . Es imposible acercarse al arcoíris, así como al horizonte [3] . Cuando se ve desde un punto alto, es posible observar un arco iris circular.
Física del arco iris
Un arcoíris ocurre cuando la luz del sol es refractada y reflejada por gotas de agua ( lluvia o niebla ) que flotan en la atmósfera . Estas gotitas desvían la luz de diferentes colores de diferentes maneras ( el índice de refracción del agua para la luz de longitud de onda más larga (roja) es menor que para la luz de longitud de onda corta (violeta), por lo que la luz roja se desvía menos, en 137 ° 30 ', y la violeta es la más fuertemente desviado por 139 ° veinte'). Como resultado , la luz blanca se descompone en un espectro . El observador, de espaldas a la fuente de luz, ve un resplandor multicolor que viene del espacio a lo largo de círculos concéntricos (arcos).
Un arco iris es un cáustico que aparece en una gota esférica durante la refracción y reflexión (en su interior) de un haz de luz plano-paralelo. Como se muestra en la figura de un haz de luz monocromática , la luz reflejada tiene una intensidad máxima para un cierto ángulo entre la fuente, la gota y el observador. Este máximo es muy "nítido": la mayor parte de la luz sale de la gota, girando casi exactamente en el mismo ángulo. El punto es que el ángulo en el que el haz reflejado y refractado sale de la gota depende de forma no monótona de la distancia desde el haz incidente (inicial) hasta el eje paralelo a él y que pasa por el centro de la gota. Esta dependencia tiene un extremo liso . Por lo tanto, la mayor parte de la gota de luz se despliega precisamente en este ángulo y en los cercanos a él. Los valores de este ángulo son ligeramente diferentes para diferentes índices de refracción correspondientes a rayos de diferentes colores. En este ángulo se produce la reflexión-refracción de máxima luminosidad, constituyendo (a partir de diferentes gotas) un arco iris; los rayos "brillantes" de diferentes gotas forman un cono con un vértice en la pupila del observador y un eje que pasa por el observador y el sol [4] .
Para un reflejo dentro de la gota, dicho ángulo tiene un valor, para dos, otro, y así sucesivamente Esto corresponde al arco iris primario (arco iris de primer orden), secundario (arco iris de segundo orden), etc. El primario es el más brillante, saca la mayor parte de la luz de la gota. En la naturaleza, los arcoíris de orden superior al segundo no suelen verse, ya que son muy débiles.
El arco iris primario más comúnmente observado , en el que la luz sufre una reflexión interna. La trayectoria de los rayos se muestra en la figura en la parte superior derecha. En el arcoíris primario , el color rojo está fuera del arco, su radio angular es de 40-42°.
A veces puedes ver otro arcoíris menos brillante alrededor del primero. Este es un arco iris secundario , que está formado por la luz reflejada en gotas dos veces . En el arcoíris secundario, el orden de colores “invertido” es morado por fuera y rojo por dentro. El radio angular del arco iris secundario es de 50-53°. El cielo entre dos arco iris suele ser notablemente más oscuro, esta región se llama la franja de Alexander .
La aparición de un arco iris de tercer orden en condiciones naturales es extremadamente rara. Se cree que en los últimos 250 años ha habido sólo cinco informes científicos sobre la observación de este fenómeno [5] . Al mismo tiempo, gracias al uso de métodos especiales de fotografía y el procesamiento posterior de las fotografías obtenidas , es posible registrar arcoíris de cuarto [6] , quinto [7] e incluso, como era de esperar, séptimo [8] orden . .
En condiciones de laboratorio, es posible obtener arcoíris de órdenes mucho más altos. Así, en un artículo publicado en 1998, se afirmó que los autores, utilizando radiación láser , obtuvieron un arco iris del orden doscientos [9] .
La luz del arcoíris primario está polarizada en un 96% a lo largo de la dirección del arco [10] , la secundaria en un 90%.
En una noche de luna brillante, también puedes ver un arcoíris desde la luna . Dado que los receptores del ojo humano que funcionan en condiciones de poca luz -" bastones "- no perciben los colores , el arcoíris lunar luce blanquecino; cuanto más brillante es la luz, más "colorido" es el arco iris (los receptores de color - " conos " están incluidos en su percepción).
Arco iris de fantasía
La mayoría de las veces, se observa un arco iris simple, pero se conocen muchos otros fenómenos ópticos que ocurren por razones similares o se ven similares. Por ejemplo, un arcoíris nebuloso (blanco) que se produce en gotas muy pequeñas de niebla, y un arcoíris ardiente (un tipo de halo ) que se produce en nubes cirros . Parece un arco iris y un parhelio tenue : un halo a 22 ° a la izquierda y derecha del sol. Por la noche se puede ver el arcoíris lunar .
Cuando aparece un arco iris sobre la superficie del agua ( o sobre otra superficie reflectante, como la arena mojada [11] ) , se puede producir el llamado arco iris reflejado [12] . Aparece [13] cuando la luz del sol se refleja en la superficie del agua antes de golpear las gotas de lluvia, donde se produce la refracción. La superficie del agua debe ser lo suficientemente grande, tranquila y cerca de la pared de lluvia. Debido a la gran cantidad de condiciones, un arco iris reflejado es una ocurrencia rara.
El arco iris reflejado cruza el principal al nivel del horizonte, luego pasa sobre él. Dado que la luz del sol se refleja previamente en el agua, el brillo del arco iris reflejado es menor que el principal.
Fenómenos similares al arcoíris
En determinadas circunstancias, se puede ver un arcoíris doble, invertido o incluso anular. De hecho, estos son fenómenos de otro proceso: la refracción de la luz en cristales de hielo dispersos en la atmósfera, y pertenecen al halo [14] . Para la aparición en el cielo de un arco iris invertido (arco casi cenital, arco cenital , uno de los tipos de halo ), se requieren condiciones climáticas específicas que son características de los polos norte y sur. Un arco iris invertido está formado por la refracción de la luz que pasa a través de los carámbanos de una fina cortina de nubes a una altura de 7-8 mil metros. Los colores en dicho arcoíris también están invertidos: el púrpura está en la parte superior y el rojo en la parte inferior.
Historia de la investigación
El astrónomo persa Qutb ad-Din ash-Shirazi ( 1236-1311 ) , y posiblemente su alumno Kamal ad-Din al-Farisi [ ( 1260-1320 ), fue aparentemente el primero en dar una explicación bastante precisa del fenómeno [ 15] . Casi al mismo tiempo, el científico alemán Dieter de Friburgo y el teólogo inglés Roger Bacon propusieron una explicación similar del arcoíris .
La imagen física general del arco iris fue descrita en 1611 por Mark Antony de Dominis en el libro " De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride " [16] . Basado en observaciones experimentales, llegó a la conclusión de que se obtiene un arco iris como resultado de la reflexión desde la superficie interna de una gota de lluvia y la doble refracción, al entrar y salir de la gota [17] .
René Descartes dio una explicación más completa del arco iris en 1637 en Discurso sobre el método (parte de Meteora, capítulo Sobre el arco iris) [18] [19] . Habiendo considerado el camino de 10 mil rayos en una gota, encontró que los rayos de 8500 a 8600 salen en el mismo ángulo de 41.5 grados a su dirección original y, por lo tanto, este ángulo es predominante para los rayos [18] [ 3 ] . También estableció que el arco iris secundario surge como resultado de dos refracciones y dos reflexiones [20] , y en este caso los rayos salen de la gota principalmente en un ángulo de 51-52 grados con respecto a la dirección original [18] .
I. Newton en el tratado "Óptica" complementó la teoría de Descartes y de Dominis con una explicación de las causas de la aparición de los colores del arco iris y el orden opuesto de disposición de los colores en el arco iris primario y secundario [21] . Newton distinguió siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta [21] .
Aunque el espectro multicolor del arco iris es continuo, en muchos países hay 7 o 6 (por ejemplo, en países de habla inglesa [22] ) colores en él. Se cree que Newton fue el primero en elegir el número 7.
Frases mnemotécnicas
Los colores del arcoíris están dispuestos en una secuencia que corresponde al espectro de luz visible. En ruso, hay frases mnemotécnicas para memorizarlo, en orden desde el rojo ( luz visible con la longitud de onda más larga) hasta el violeta (luz visible con la longitud de onda más corta):
- Érase una vez , Zhak -z vonar derribó una linterna con la cabeza [ 23 ] .
- Todo cazador quiere saber adónde va el faisán . _ _ _ _ _
Las frases son un acróstico [24] donde la letra inicial de cada palabra corresponde a la letra inicial del nombre de un determinado color.
- Cada uno es rojo _
- O hotnik - naranja
- Zh elaet - amarillo
- Z natural - verde
- G de - azul
- C va - azul
- Phazán - púrpura _
El idioma inglés utiliza el acrónimo Roy G. Biv , que se compone de las letras iniciales de las flores.
Arcoíris en la historia, la mitología y la cultura
- En la mitología escandinava , el arcoíris es el puente Bivrest , que conecta Midgard (el mundo de las personas) y Asgard (el mundo de los dioses); la franja roja del arcoíris es el fuego eterno , que es inofensivo para los Aesir, pero quemará a cualquier mortal que intente escalar el puente. Bifrost está custodiado por As Heimdall .
- En la antigua mitología india , el arco de Indra , el dios del trueno y el relámpago.
- En la mitología griega antigua - el camino de Irida , un mensajero entre los mundos de los dioses y las personas.
- En la mitología armenia , el arco iris es el cinturón de Tyr (originalmente el dios del sol, luego el dios de la escritura, las artes y las ciencias).
- Según las creencias eslavas , el arco iris bebe agua de lagos, ríos y mares, que luego llueve. A veces se traga peces y ranas junto con el agua, por lo que a veces caen del cielo . La aparición de un arco iris presagiaba la desgracia, y al pasar por debajo del arco iris, un hombre se convertirá en mujer y una mujer se convertirá en hombre [25] .
- Según las creencias de muchos pueblos africanos , en aquellos lugares donde el arcoíris toca el suelo, se pueden encontrar tesoros (piedras preciosas, conchas de cauri o cuentas ).
- En la mitología aborigen australiana, la serpiente arcoíris es considerada la patrona del agua, la lluvia y los chamanes .
- Un duende irlandés esconde una olla de oro donde el arcoíris tocó el suelo.
- En la Biblia , el arcoíris apareció después del diluvio global como símbolo del perdón de la humanidad, la unión de Dios y la humanidad (en la persona o a través de Noé) y que el diluvio nunca volverá a ocurrir ( Gén. 9:12-17 ). ).
“Puse Mi arco iris en la nube, para que sea una señal del pacto entre Mí y entre la tierra. Y será cuando junte nubes sobre la tierra, un arco iris aparecerá en la nube. El intérprete del Pentateuco de Rashi explica esta frase de la siguiente manera: “Cuando reúna nubes sobre la tierra”, cuando Mi Atributo de Juicio Me impulse a traer oscuridad y muerte a la tierra, entonces... “aparecerá un arco iris en el nube." Es decir, se muestra un arcoíris en el cielo cuando la humanidad merece la muerte por sus pecados. “Y acontecerá que cuando yo traiga una nube sobre la tierra, aparecerá un arco iris en la nube; y me acordaré de mi pacto, que es entre mí y entre vosotros, y entre toda alma viviente en toda carne; Y no habrá más agua como un diluvio para destruir toda carne.” Según el Talmud, durante la vida de los grandes justos no hay necesidad de este signo, ya que el Universo está protegido de la muerte por su presencia. - En la mitología japonesa , los dioses Izanagi e Izanami se pararon en un puente celestial, sumergiendo una lanza en el mar, cuyas gotas se convirtieron en las islas japonesas.
- La imagen del arcoíris fue el emblema personal de Catalina de Médicis .
- En el libro de Frank Baum " El maravilloso mago de Oz " y en la película basada en él, la niña Dorothy, pasando bajo un arcoíris, se encuentra en una tierra mágica.
Arco iris y términos relacionados
- Iris : una flor con una rica gama de colores;
- El iridio es un metal cuyos colores compuestos dan un arcoíris casi completo;
- El iris del ojo en latín "iris";
- El diafragma del iris se parece al iris del ojo;
- Presente en los nombres de grupos musicales (por ejemplo, Rainbow ).
El arcoíris como símbolo
- El arco iris de siete colores está representado en la bandera de la Región Autónoma Judía .
- Los barcos de la organización medioambiental mundial " Greenpeace " se llaman " Rainbow Warrior " (ing. Rainbow Warrior).
- En la década de 1970, la bandera del arcoíris de siete colores se convirtió en el símbolo del movimiento indígena sudamericano en Bolivia , Perú , Chile y Ecuador . También es la bandera oficial de la ciudad peruana del Cusco .
- En 1978, la bandera del arcoíris (generalmente de seis colores, sin azul) se usó por primera vez en el Orgullo Gay de San Francisco como símbolo de apoyo a los derechos de la comunidad LGBT [26] .
Véase también
- Color
- Luz
- Espectro
- arcoiris brumoso
- luna arcoiris
- arco circunhorizontal
- raya alexander
- Gloria
- aureola
- Prisma (óptica)
- bandera arcoiris
Notas
- ↑ 1 2 Zvereva, 1988 , pág. 38.
- ↑ Minnart M. Luz y color en la naturaleza. - M. : "Nauka", 1969. - S. 182. - 344 p.
- ↑ 1 2 ¿Quién crea el arcoíris? (Fragmento del libro de Ya. E. Geguzin "La Gota") // Ciencia y Vida . - 2016. - Nº 10 . - S. 73-75 .
- ↑ Puedes ver (esto es claramente visible en la figura) que una cantidad notable de luz reflejada-refractada en las gotas también ingresa a la región interna del cono. Y aunque no hay un máximo de intensidad brusca en esta región, lo que hace que la luz en ella esté prácticamente desprovista de color, sin embargo, la cantidad total de luz que ingresa aquí es bastante grande. Al observar (y en las fotografías), a menudo puedes notar que el cielo (como el paisaje y todo en general) dentro del arco iris es notablemente más claro.
- ↑ Del mito a la realidad: las fotos prueban que existen los arcoíris triples Archivado el 24 de septiembre de 2015 en Wayback Machine - Artículo en el sitio web de The Optical Society (OSA)
- ↑ Theusner M. Observación fotográfica de un arco iris natural de cuarto orden // Óptica aplicada. - 2011. - vol. 50, núm. 28 . - P.F129-F133. -doi : 10.1364/ AO.50.00F129 .
- ↑ Edens HE Observación fotográfica de un arco iris natural de quinto orden // Óptica aplicada. - 2015. - Vol. 54, núm. 4 . - P.B26-B34. - doi : 10.1364/AO.54.000B26 .
- ↑ Edens HE, Können GP Detección fotográfica probable del arco iris natural de séptimo orden // Óptica aplicada. - 2015. - Vol. 54, núm. 4 . - P.B93-B96. - doi : 10.1364/AO.54.000B93 .
- ↑ Ng PH, Tse MY, Lee WK Observación de arcoíris de alto orden formados por una gota colgante // Journal of Optical Society of America B. - 1998. - Vol. 15, núm. 11 _ - Pág. 2782-2787.
- ↑ Rainbow - ¿Un arco polarizado? . Consultado el 21 de julio de 2013. Archivado desde el original el 9 de septiembre de 2013.
- ↑ Arcoíris de reflexión . Consultado el 20 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2015.
- ↑ Formación de arco de reflexión . Consultado el 20 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2015.
- ↑ Cómo aparece un arcoíris (enlace inaccesible) . Consultado el 9 de abril de 2018. Archivado desde el original el 9 de abril de 2018.
- ↑ http://ice-halo.net/theory Archivado el 5 de mayo de 2012 en Wayback Machine Cómo diferenciar un halo de un arcoíris
- ↑ Biografía de Al Farisi . Consultado el 24 de mayo de 2006. Archivado desde el original el 21 de julio de 2017.
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- ↑ 1 2 3 Golin G. M., Filonovich S. R. Sobre el arco iris / R. Descartes // Clásicos de la ciencia física (desde la antigüedad hasta principios del siglo XX): Libro de referencia. - M. : Escuela Superior , 1989. - S. 67-72. — 576 pág. — 50.000 copias. — ISBN 5-06-000058-3 .
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- ↑ Trifonov E. D. Una vez más sobre el arcoíris // Diario educativo de Soros. - 2000. - T. 6 , N º 7 . - S. 53-54 .
- ↑ 1 2 Newton I. Óptica o un tratado sobre reflejos, refracciones, curvaturas y colores de la luz / Traducido por Vavilov S.I. - 2ª ed. - M. : Estado. Editorial de literatura técnica y teórica , 1954. - S. 131. - 367 p. - (serie "Clásicos de las ciencias naturales").
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- ↑ Símbolos Archivado el 27 de marzo de 2013. . // An Encyclopedia of Gay, Lesbian, Bisexual, Transgender, and Queer Culture (Inglés) (Consultado el 2 de abril de 2011)
Literatura
En ruso
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- Minnart M. Luz y color en la naturaleza . - M. : "Nauka", 1969. - 344 p.
- Tarasov L. V. Tarasova A. N. Conversaciones sobre la refracción de la luz , M .: Nauka, 1982. 176 p., Serie Quantum Library, número 18.
- Zvereva SV En el mundo de la luz del sol. - L. : Gidrometeoizdat, 1988. - 160 p. - 151.000 ejemplares.
En inglés
- Robert Greenler Arcoíris , halos y glorias.— 1980 ISBN 0-521-38865-1
- Raymond L. Lee y Alastair B. Fraser , The Rainbow Bridge: Rainbows in Art, Myth and Science, (2001) Penn. Prensa de la Universidad Estatal y Prensa SPIE ISBN 0-271-01977-8
- David K. Lynch y William Livingston , Color y luz en la naturaleza, 2.ª edición (2001) ISBN 0-521-77504-3
- Minnaert MGJ Luz y color al aire libre, 1995 ISBN 0-387-97935-2
- Minnaert M. La naturaleza de la luz y el color al aire libre. 1973 ISBN 0-486-20196-1
- Naylor, John , Inesperadamente, 2002, ISBN 0-521-80925-8
- Bleicher, Steven (2004) Color contemporáneo: teoría y uso p6. Delmar. ISBN 1-4018-3740-9 : “Sin embargo, la mayoría de las personas solo pueden distinguir seis de estos tonos; tienen problemas para diferenciar entre índigo y violeta".
Enlaces
En ruso
- luz y color
- Etimología y semántica de la palabra 'arco iris'
- René Descartes "Sobre el arcoíris"
- Khaskelevich D.-B. Fenómeno óptico-místico del arcoíris (Testamento de Noé en la interpretación de la Cábala)
En inglés
- sobre arcoiris
- Arco iris supernumerarios y múltiples
- Espectacular arco iris en Elam Bend (McFall, Missouri)
- Encontrar y fotografiar el arcoíris.
- La explicación del arcoíris de Kamal Al-Din Al-Farisi
- ¡Creando arcoíris circulares y dobles! - el video cuenta los conceptos básicos de la física del arco iris, muestra un arco iris artificial por la noche, un arco iris doble y uno circular.
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