Duha - seriál Optické jevy v atmosféře

Seriál Optické jevy v atmosféře
Díl 2. Duha

Vítám vás u druhého dílu tohoto seriálu. Dnes se dozvíte více informací o vůbec nejznámějším atmosférickém optickém jevu známém jako duha.

Snímek dvojté duhy

Proces, při kterém vzniká duha, je velmi složitý, ale pokusím se ho zde popsat co nejjednodušeji. Každý z vás jistě ví, že duha vzniká odrazem světla od dešťových kapiček. Zde ale většinou veškeré znalosti lidí o tomto celkem častém jevu končí. A ačkoli v dětských knížkách bývá dešťová kapka znázorňována jako protáhlá kulička s krátkým ocáskem, ve skutečnosti tak vůbec nevypadá. Ve skutečnosti má kapička vody tvar téměř dokonalé koule a při volném pádu se mírně zplošťuje. Může za to povrchové napětí vody.

Aby vznikla duha, musí dopadat sluneční paprsky na kapičky vody. Při tom se část paprsku odrazí, ale většina ho kapičkou projde a dojde k ohybu paprsku ke kolmici. Poté je tento paprsek opět donucen změnit směr – naráží na druhou stranu kapičky. Většina paprsku projde, ale jistá část se opět odrazí, zlomí a putuje k zemskému povrchu. A právě tato část paprsku se potom podílí na tvorbě duhy. To znázorňuje následující obrázek - ve skutečnosti je to ale mnohem složitější,

Zjednodušený obrázek znázorňující lom a odraz světla v kapičce vody

Abychom ale pochopili, proč při tomto jevu vidíme světelný oblouk a ne nějaký jiný tvar, musíme si uvědomit, že se tento děj odehrává v trojrozměrném prostoru. Ve skutečnosti může paprsek světla dopadnout na jakýkoli bod na této téměř dokonalé kouli pod téměř jakýmkoli úhlem.

Pokud budete zkoumat, kam se paprsky odrazí, pokud je vyšlete na různé místa kapičky vody a pod různými úhly, dojdete k zajímavému závěru - zjistíte, že se některé odražené paprsky shromažďují v jedné oblasti. A právě díky tomu můžeme na obloze vidět jasný světelný oblouk. Pokud totiž budeme zvyšovat úhel, pod kterým vyšleme, začne se od jistého úhlu vracet a právě zde se shromažďuje několik paprsků najednou. Pokud budeme počítat s mnoha kapičkami na nebi a mnoha různými paprsky, které na ně dopadají, zjistíme, že se paprsky budou shlukovat a vytvoří oblouk. Skutečnost, že přitom dochází k rozkladu světla a my tak pozorujeme různě zbarvené světelné oblouky, dělá celý tento jev ještě složitější.

Zajímavostí je, že se na některých podmínek mohou utvořit i tzv. podružné duhové oblouky. Ty vznikají jen tehdy, jsou-li přítomny velmi malé kapičky vody a jsou způsobeny interferencí světla.

Snímek duhy s výraznými podružnými duhovými oblouky

V příštím díle se zaměřím na další častý optický jev - irizaci oblaků.

Autor: PH