Когда бывает одноцветная радуга

Обычную радугу видел почти каждый. Но есть и другое, более редкое явление — одноцветная, или красная, радуга. Она возникает на закате или рассвете и выглядит совсем не так, как привычная разноцветная дуга.

Как появляется радуга

Сначала напомним, как появляется обычная радуга. Солнечный свет в пустоте движется с постоянной скоростью. Но когда он попадает в воду или воздух, то замедляется и меняет направление. Это явление называют преломлением. Белый солнечный свет на самом деле состоит из волн разной длины. Самые короткие волны мы видим как фиолетовый цвет, самые длинные — как красный. При прохождении через каплю воды фиолетовый свет замедляется и отклоняется сильнее, а красный — слабее.

Когда солнечный свет встречает в воздухе множество капель, часть лучей проникает внутрь, отражается от задней стенки капли и выходит наружу. Наблюдатель, который стоит под правильным углом к солнцу и дождю, видит этот рассеянный свет. Капли разного размера и положения отправляют в глаз человека лучи разного цвета. Красный свет приходит от капель, которые находятся чуть выше, а фиолетовый — от тех, что ниже. Так и получается разноцветная дуга.

Почему радуга становится одноцветной

Но иногда радуга кажется почти полностью красной. Дело в том, что перед восходом или во время заката солнечные лучи проходят через более толстый слой атмосферы, чем днем. Частицы воздуха при этом рассеивают свет с короткой длиной волны — синий, голубой, фиолетовый. А красный свет, у которого длина волны самая большая, рассеивается слабее всего. Поэтому солнце на горизонте выглядит красным или оранжевым.

Такой же красноватый свет попадает и на капли дождя. Они преломляют его точно так же, как и обычный солнечный свет. Но из-за того, что в падающих лучах почти нет синей и фиолетовой частей спектра, на выходе получается не полноцветная радуга, а одноцветная — красная или оранжево-красная. По сути, это та же самая радуга, просто освещенная закатным солнцем.

Когда можно увидеть красную радугу

Увидеть красную радугу можно нечасто. Для этого нужно, чтобы дождь шел на западе, а солнце садилось на востоке — или наоборот, в зависимости от времени суток. Еще одно условие: тучи не должны закрывать светило целиком, а капли в воздухе должны быть достаточно крупными. Если все совпадет, можно заметить на небе не привычную семицветную дугу, а одну широкую красную полосу.

Такое явление не считают отдельным видом радуги. Это просто редкое стечение обстоятельств, при котором цветной спектр сжимается до одного оттенка. Тем не менее зрелище получается очень красивым и необычным. И если когда-нибудь увидите на небе красную дугу вместо разноцветной — знайте, это та же самая радуга, но подсвеченная низким солнцем.

Когда можно увидеть белую радугу

Представьте себе необычный эксперимент: космонавт на орбите Меркурия создает внутри своей станции облако из водяных капель. К его удивлению, вместо привычного семицветного спектра он увидел бы совершенно белые дуги, лишь края которых были бы едва заметно окрашены. Это удивительное явление объясняется простой геометрией: для земного наблюдателя угловой размер Солнца составляет всего около 0,5°, что значительно меньше ширины самой радуги, в то время как на расстоянии Меркурия солнечный диск выглядит в 2,5 раза крупнее. Из-за такого большого углового размера источника света происходит наложение и смешивание разноцветных лучей, которое превращает знакомый нам спектр в однородное белое свечение.

Несмотря на то, что мы находимся далеко от Солнца, эффект белой радуги можно наблюдать и на Земле, например, сквозь иллюминатор корабля во время сильного тумана. В таких условиях слой водяной взвеси работает как мощный рассеиватель, превращая четкий солнечный диск в огромное светящееся пятно без ясных границ. Угловое расширение источника света становится настолько существенным, что радуга теряет свою привычную палитру, становясь призрачно-белой. Это явление доказывает, что внешний вид небесного спектра зависит не только от свойств воды, но и от того, насколько «компактным» является источник света для нашего глаза.

По материалу сайта iflscience.com.