Наблюдая за двойной радугой, невозможно не заметить, что вторичная дуга всегда выглядит менее яркой и более размытой, чем основная. Это не просто оптическая иллюзия, а вполне объяснимое физическое явление, связанное с особенностями распространения света в атмосфере.
Первичная и вторичная радуги отличаются не только яркостью, но и другими характеристиками:
Чтобы понять, почему возникает такая разница в яркости, необходимо разобрать механизм формирования каждой радуги:
Первая радуга: образуется в результате однократного внутреннего отражения света в каплях воды. Свет входит в каплю, преломляется, отражается от задней стенки и выходит наружу, снова преломляясь.
Вторая радуга: требует двукратного внутреннего отражения. Это означает, что свет теряет больше энергии на каждом этапе своего пути через каплю.
| Характеристика | Первая радуга | Вторая радуга |
|---|---|---|
| Отражения внутри капли | 1 | 2 |
| Угловой радиус | 42° | 51° |
| Яркость | Высокая | Примерно 43% от первой |
| Контрастность цветов | Яркие, четкие | Размытые, бледные |
| Видная часть неба | 42% наблюдателей | Только 4% случаев |
Интенсивность света второй радуги можно рассчитать по формуле Франца:
I₂ = I₁ × (n-1)² × R⁴
Где:
Таким образом, свет теряет около 8% энергии при каждом отражении и примерно 5% при каждом преломлении.
1. Темная полоса Александра — область неба между двумя радугами, которая кажется особенно темной из-за отсутствия отраженного света.
2. В редких случаях при особо крупных каплях может формироваться третья радуга, но она в 200 раз слабее первой.
3. Наличие яркой второй радуги часто предвещает скорое окончание дождя — это связано с изменением размера капель.
Хотя обычно вторая радуга бледная, существуют условия, когда она становится более заметной:
Первое научное объяснение разницы в яркости радуг дал Рене Декарт в 1637 году. Он провел эксперименты с стеклянными шарами, заполненными водой, и обнаружил принципиальную разницу в количестве отражений.
Интересно, что в древних мифологиях вторая радуга часто воспринималась как "ложная" или "обманчивая". В скандинавских сагах она считалась мостом между миром богов и великанов.
Современная оптика позволяет точно измерить разницу в яркости радуг: