Почему нельзя потрогать радугу¶
Радуга — это оптическое явление, а не физический объект: она представляет собой набор видимых глазом лучей света, рассеянных каплями воды, и потому не имеет поверхности, которую можно коснуться. Попытка «потрогать радугу» не имеет смысла в принципе — руками можно удержать лишь воду, воздух и свет, но не саму цветную дугу, поскольку её положение в пространстве зависит от точки наблюдения.
¶Почему радугу нельзя коснуться
Радуга возникает, когда солнечный свет проходит сквозь капли воды (обычно дождевые) и преломляется, отражается внутри капли и снова преломляется при выходе. Каждая капля «рисует» свой фрагмент цветного круга, и вся дуга складывается из миллионов капель, каждая из которых отвечает за свой цвет в определённом направлении. Угол отклонения света в капле зависит от длины волны: для фиолетового света он составляет около 40°, для красного — около 42°. Именно поэтому наблюдатель видит красную полосу снаружи дуги, а фиолетовую — внутри.
Ключевой особенностью является то, что радуга «привязана» не к месту, а к наблюдателю. Центр радужного круга всегда расположен на противоположной от солнца точке неба (антицентре), а сама дуга находится на расстоянии около 42° от этой точки. Если человек подвинется на несколько шагов, радуга «сдвинется» вместе с ним — все капли останутся на месте, но изменится геометрия лучей между солнцем, каплями и глазом. Поэтому дождевая стена, в которой видна радуга, при приближении оказывается пустой: нужные капли находятся дальше, а новые, попадающие в нужный угол, появляются впереди.
¶Что произойдёт при попытке коснуться
Если человек войдёт в зону, где видна радуга, он физически столкнётся только с:
- каплями дождя — обычной водой, которая смочит одежду;
- воздухом — газовой средой, не имеющей ощутимой поверхности;
- солнечным светом — потоком фотонов, который не даёт тактильных ощущений (тепло от инфракрасной составляющей солнечного излучения ощущается, но это свойство солнца, а не радуги).
Сама цветная дуга исчезнет для данного наблюдателя, поскольку изменится угол между солнцем, каплями и его глазами. Другой человек, стоящий в нескольких метрах, по-прежнему увидит радугу — но в своём собственном месте.
¶Радуга как субъективное явление
Следует подчеркнуть, что радуга не существует объективно в том смысле, в каком существуют капли воды. Она является результатом интерпретации мозга сигналов от сетчатки: каждый глаз получает свет определённых длин волн от разных капель, а мозг собирает из этого «картинку». Даже у двух стоящих рядом людей радуга немного различается — у каждого своя, индивидуальная. Это подтверждается простым наблюдением: если нанести на стекло точку жирным маркером и смотреть на радугу через неё, то при закрытии одного глаза дуга останется видимой, а при переводе взгляда на другой глаз — сместится.
¶Можно ли потрогать «радугу» в других обстоятельствах
В ряде ситуаций цветную радужную плёнку действительно можно коснуться, но это будут уже другие явления:
- Мыльный пузырь — на его поверхности возникает интерференционная радуга из-за разности путей света в тонкой плёнке. Пузырь можно взять в руки, но коснуться придётся именно плёнке жидкости, а не световому эффекту.
- Радужная плёнка на нефти — тонкий слой нефти на воде создаёт радужные разводы по тому же принципу интерференции. Его можно потрогать, но это будет нефть.
- Радужные кристаллы (гетероструктуры) — оптические элементы, нанесённые на поверхность, которые отражают спектральные цвета. Их можно трогать руками.
- Лазерная радуга — световое шоу, где лучи лазеров формируют цветные фигуры. Луч лазера нельзя взять в руку, но оборудование, его создающее, физически доступно.
Во всех этих случаях трогают материальный носитель (плёнку, поверхность, оборудование), а не оптический эффект как таковой.
¶Радуга в культуре и символике
Неспособность потрогать радугу исторически сделалась метафорой недостижимого идеала. В древнегреческой мифологии Ирис была посланницей богов, спускавшейся по радужной дуге на землю. В библейской традиции радуга — знак завета между Богом и Ноем (Бытие 9:13). В христианском искусстве радуга изображается на иконах Страшного суда как «радуга праведного суда». В японской культуре радуга связана с мифом о Фудзивара-но-Хидэсато и драконе. В XX веке «конец радуги» стал распространённым символом мечты, недостижимой цели.
¶Интересные факты
- Иногда радуга видна не только с земли, но и с воздуха — пилоты наблюдали полные круглые радуги с кабины самолёта.
- Двойная радуга возникает при двукратном отражении света внутри капли; вторая дуга имеет обратный порядок цветов и более бледные тона.
- Лунная радуга — редкое явление, когда источником света служит Луна; она обычно слишком тусклая, чтобы различить цвета невооружённым глазом.
- В 1811 году итальянский физик Марио Николо Маральди описал тройную радугу, но её крайне трудно наблюдать.
Источники:
- Миннарт М. «Радуга» (пер. с англ., М., 1958)
- Ландсберг Г. С. «Оптика» (М., 1957)
- Ньютон И. «Оптика» (1704)
- Библия, книга Бытия, гл. 9