Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 9 dotazů obsahujících »duha«
1) Duha, když padá sníh
23. 02. 2011
Dotaz: Dobrý den,
může být duha, když svítí slunce a sněží?
Děkuji za Váš čas. Komárová (Karla Komárová)
Odpověď:
Dobrý den. Anglický výraz pro duhu, čili "rainbow" - "dešťový oblouk", již může napovědět, jaká bude odpověď na Vaší otázku. Za vznikem tohoto jevu stojí fakt, že sluneční paprsky se lámou na rozhraní vzduch-voda (tedy vzduch-kapka). Úhel lomu je odvislý od vlnové délky, čímž se právě světlo rozloží na jednotlivé barvy. Výsledný optický efekt závisí na tvaru kapky, která je víceméně kulový. Tvar sněhových vloček je mnohem komplikovanější, a to je primární důvod, proč nevzniká duha tak, jak jí známe.
Na internetu sice můžete najít různé obrázky "sněhových duh" ("snowbow"), ale tyto jevy bych zařadil spíše mezi tzv. jevy halové, které jsou způsobovány lomem a odrazem slunečních paprsků na drobných krystalcích v atmosféře.
Dotaz: Dobrý den, jak vzniká duha víme, ale není nám jasné, proč má tvar
oblouku. Je poloměr tohoto oblouku vždy stejný? Děkuji předem za odpověď (Lucie Zárubová)
Odpověď: Duha je optický jev, který se skládá ze světla různých barev přicházejících do oka (či jiného čidla) z různých směrů v důsledku odrazu slunečního světla na kapičkách deště. Aby došlo k těm "správným" (duhu tvořícím) odrazům, je třeba, aby se kapičky deště nacházely zhruba 42° (resp. okolo 50° pro sekundární duhu) odkloněny od osy Slunce-pozorovatel. Tuto podmínku splňuje kružnice (tedy přesněji hranice prostorového úhlu) se středem na ose Slunce-pozorovatel, na opačné straně, od pozorovatele, než je Slunce. Z letadla, vysoké věže, ... by tedy bylo možné pozorovat duhu jako kružnici (přesněji mezikruží) s rozměrem zhruba 85 úhlových stupňů (2x 42°).
Odpověď: Duha je optický jev způsobený lámáním světla na kapkách vody. Světlo různých
barev se na povrchu kapek láme pod různými úhly (index lomu vody je např.
pro červené světlo nepatrně menší než pro světlo modré) a dochází tak k
rozkladu světla na jeho jednotlivé barevné složky.
Dotaz: Chtěl bych se zeptat, proč se duha na oblohu promítá jako kružnice a jak je to
s její výškou nad horizontem během dne. Děkuji (Karel Zíval)
Odpověď: Na připojeném obrázku je kružnicí znázorněn řez kulovou kapkou obsahující její střed. Tímto středem prochází osa x položená do směru dopadajícího svazku rovnoběžných slunečních paprsků. Z tohoto svazku je zakreslen jeden paprsek, jenž na kapku dopadá s úhlem dopadu
α, lomí se dovnitř kapky (úhel lomu β) podstupuje jeden vnitřní odraz a posléze se lomí z kapky ven. Úhel, který svírá vystupující paprsek se směrem původně dopadajících paprsků, je označen δ. Jev duhy působí ty paprsky, které splňují podmínku minimální odchylky, tj. pro něž ve funkční závislosti úhlu na úhlu existuje lokální minimum.
Předpokládejme, že náš zakreslený paprsek právě splňuje tuto podmínku. Promítneme-li si stopu paprsku vystupujícího z kapky zpětně na nebeskou klenbu dostaneme zde světelný bod. Vzhledem k tomu, že při lomu paprsku dovnitř a ven z kapky dochází k disperzi světla, bude tento světelný bod rozložen do spektra barev. Od našeho plošného řezu k prostorovému obrazu dospějeme tak, že provedeme rotaci dle zakreslené osy x. Zmíněná zpětná stopa vystupujícího paprsku pak opíše po nebeské klenbě oblouk duhy. Nejvyšší bod má úhlovou výšku nad ideálním obzorem 42-α , když α je úhlová výška Slunce nad obzorem.
Uvedený výklad se týká tzv. hlavní (primární) duhy. Duhy vyšších řádů pak dostaneme při vícenásobných vnitřních odrazech paprsků v kapkách.
Dotaz: Včera ráno jsem na obloze viděla zajímavý úkaz a chtěla bych se zeptat, zda-li
je možné vidět trojitou duhu v tak intenzivní barvě a za ní ještě jednu
inverzní? (Marie Dekojová)
Odpověď: To je spíš otázka etiky: pokud říkáte, že jste to viděla, tak Vám věřím.
Je samozřejmě možné i to, že šlo jen o Váš subjektivní vjem (způsobený
třeba, nedej bůh, drogou, anebo prostě fantazií - asi jako něco naprosto
jasně vidíme ve snu).
Ale dovedu si docela dobře představit, že jste se dostala k dešti o
správně velkých kapkách na správném místě, takže klasická duha (se 2
lomy a 1 odrazem uvnitř kapky vody) i druhá duha opačného pořadí barev
(se 2 lomy a 2 odrazy) se projevily s nezvyklou intenzitou. Obě by měly
mít společný střed na přímce procházející vaším okem a Sluncem;
podrobnosti se dočtete v každé učebnici fyzikální optiky (a ovšem i ve
Fyzice - Halliday, Rewnick, Walker - kap. 34, foto a obr. 34-22 a Otázka
14).
