Ime: Šifra:    Novi član?    Zaboravljena šifra?

- anatomija
- astronomija
- bakteriologija
- biohemija
- biologija
- botanika
- defektologija
- eksperimenti
- elektronika
- elektrotehnika
- energetika
- entomologija
- farmacija
- fizika
- genetika
- geografija
- geologija
- hemija
- informatika
- ishrana
- matematika
- mašinstvo
- medicina
- molekularna biologija
- okeanologija
- paleontologija
- pivarstvo
- poljoprivreda
- povrtarstvo
- programi
- psihologija
- robotika
- seizmologija
- stomatologija
- svemir
- termodinamika
- veterina
- voćarstvo
- zdravstvo
- zoologija
- šumarstvo













CENOVNIK
OZNAKA Cena čitanja CELOG teksta
Besplatno
1 dinar
50 dinara
100 dinara

Ukupno članova: 9046
Najnovi član: dudanena

Najnoviji tekstovi:

slika Kviz 35 (kviz 35)
slika Razvoj emocionalne inteligencije kod dece (psihologija)
slika Dobitnik i rezultati Kviza 34 (Dobitnici i rešenja)
slika Kviz 34 (kviz 34)
slika Znanje kao pasoš za budućnost (ICT)
slika Jedinstveni narod i zemlja Slavena (istorija)
slika Da li je ekcem kod dece povezan sa alergijama i astmom? (medicina)
slika Četvrta industrijska revolucija i proširena realnost na Sinergiji 17 (ICT)
slika Mihail Labkovski: Pustite decu da budu - deca! (psihologija)
slika Isidora Bjelica - Crnogorske princeze (istorija)





REGISTRUJTE SE
i èitajte CELE besplatne tekstove!
Obavestite prijatelja















Pretraži magazin po:
priroda:::fizika
arhiva

DUGA - Nebeska igra svetla


     Gotovo da nema čoveka koji ne oseti neku neobjašnjivu toplinu dok posmara dugu, jedan od najlepših prirodnih fenomena, ali retko ko zna kako ona nastaje i šta se sve dogadja sa svetlom pre nego što na nebu napravi taj bravurozni luk u jednom ili više izdanja.
     Većina nas zna da je duga vezana za kišu i da se pojavljuje najčešće po njenom prestanku, ali retko ko, dok posmatra dugu, obrati pažnju gde je sunce. Takodje, mnogi znaju da se duga uvek pojavljuje u obliku luka, da u njemu ima čitav spektar boja i da svi različito obojeni lukovi imaju zajednički centar, ali veoma malo ljudi može tačno i naučno da objasni kako do tog fenomena dolazi.

Prvi je naučno objasnio fenomen duge: Rene Dekart

     Ovaj optički problem prvi je jasno uočio Rene Dekart (Rene Descartes) 1637. godine. Jedan njegov intersantan istorijski proračun, pronadjen je u knjizi Karla Bojera (Carl Boyer) "DUGA OD MITA DO MATEMATIKE" u kojoj se opisuje kako je Dekart pojednostavio izučavanje duge, svodeći svoje istraživanje na analizu jedne kišne kapljice i interakciju sa svetlom koje prolazi kroz nju.
     "Imajući u vidu da ovaj luk ne dolazi samo sa neba, već ga ima i u vazduhu oko nas, kad god su kapljice vode osvetljene suncem, kao što možemo videti oko fontana, ja sam zaključio da to zavisi samo od načina na koji svetlosni zraci prolaze kroz kapljice vode i dolaze do naših očiju", napisao je Dekart.
     "Dalje, znajući da je kišna kap okrugla, što je nepobitno dokazano, i videći da njena veličina ne utice na pojavu duge, odlučio sam da napravim jednu veliku, da bih mogao da je bolje proučim", stoji u Dekartovom opisu nastanka duge.
     On, takodje, opisuje kako je podigao jednu široku kuglu i gledao kako se sunčeva svetlost reflekuje na nju. U opisu tog eksperimenta Dekart piše:
     "Pronašao sam, da ako sunceva svetlost dolazi, na primer, sa dela neba koje je označeno AF, a moje oko je na tački E, kada postavim kuglu na poziciju BCD, njen deo D postaje ceo crven i mnogo svetliji nego ostatak. Bez obzira da li joj se približavam ili udaljujem, stavljam je levo ili desno ili je okrećem u krug oko svoje glave, deo D će se uvek pojavljivati jednako crven, pod uslovom da linija DE uvek čini ugao od oko 42 stepena sa linijom EM - za koju smatramo da vodi od centra sunca da našeg oka.
     Ali, čim sam napravio da ugao DEM bude samo malo širi, crvena boja je nestala. Kada sam smanjio ugao boja nije nestala odjedanput, već se prvo podelila na dva dela, manje sjajna i u kojima sam mogao videti žutu, plavu i druge boje.

Slika 1. - Tradicionalni dijagram za ilustraciju - Humphreys, Fizika Vazduha
     Zrak koji je ovde nacrtan je značajan zato što predstavlja zrak sa najmanjim uglom devijacije od svih zraka koji padaju kroz kišnu kapljicu. Naziva se Dekartov ili Dugin zrak.

 Kada sam ispitivao mnogo preciznije u kugli BCD, šta je to bilo što je učinilo da deo D postane crven, pronašao sam da su to bili zraci sunca koji su se prelamali, dolazeći od A do B, gde su ušli u vodu i potom prolazeći do tačke C, pa se reflektovali na tačku D. Tu su se ponovo prelomili i izašli iz vode"
     Ovaj citat ilustruje kako je pojava duge objašnjena. Da bismo na ovom mestu  pojedostavili analizu razmotrimo put zraka monohromatskog svetla (Svetlost jedne boje iz duginog spektra) kroz jednu loptastu kišnu kapljicu.
       Odbijena svetlost iz kišne kapi je difuzna i slaba osim one u blizini putanje duginog zraka. Koncentracija bliskih zraka sa minimumom devijacije omogućava podizanje duginog luka.
     Sunce je dovoljno daleko, da mozemo radi približnosti, uzeti da sunčeva svetlost može da bude predstavljena kao grupa paralelnih zraka koji zajedno padaju na vodenu kap. Tu se prelamaju i odbijaju sa unutrašnje strane kapljice, a zatim, opet prelamaju kad se pojavljuju iz kapljice.
     Dekart u svom daljem opisu eksperimenta piše:
     "Uzeo sam olovku i napravio tačan proračun putanje zraka kojom treba da padnu na različite tačke vodene lopte, da bih odredio pod kojim uglom, posle dva prelamanja i jednog odbijanja, dolaze u oko. Pronašao sam da posle takvog odbijanja i prelamanja ima mnogo više zraka koji se mogu videti pod uglom od od 41 do 42 stepana, nego pod bilo kojim manjim uglom, kao i da nema nijednog zraka koji se može videti pri širim uglovima".

Slika 2 - Prelamanje monohromatske svetlosti u kišnoj kapljici

     Tipična kišna kapljica je okrugla i zato je njen efkat sa sunčevim svetlom simetričan, jer osa koja ide kroz centar kapljice je i pravac prolaska zraka. Zato bi na nebu trebalo da se pojavi pun krug. Medjutim, mi taj pun krug ne možemo da vidimo jer nam ga, naprosto zaklanja horizont. Bitno je, takodje, da se naše oko nalazi baš u centru rotacije položaja u kojoj učestvuju sunce i duga. Zbog toga, što je niže Sunce prema horizontu duga se odiže od njega pa može da se vidi veći deo kruga i obrnuto, što je Sunce višlje na nebu, to je manji luk duge iznad, a veći ispod horizonta. Naravno, kada sunce zadje sasvim, nema sunčevih zraka, pa nema ni duge, a u graničnom slučaju, kad je sunce na samom horizontu, vidi se tačno polovina kruga čiji vrh vidimo tačno pod uglom od 42 stepena u odnosu na horizont.

Kako vidimo dugu

     Naravno ceo predjašnji opis dat je za jednu kap i jedan zrak. Ako bi tako bilo u prirodi mi bismo videli samo jednu boju. Koja bi to boja bila zavisilo bi od mesta na kome se nalazimo u odnosu na kišnu kap, jer se svetlost različitih boja različito prelama i ima drugačiju putanju po izlasku iz kapljice, pa će do našeg oka stići samo svetlost jedne boje, a korak napred ili nazad druga. Medjutim, na nebu, odnosno u oblaku, ima beskonačno mnogo kišnih kapi i do njih se odbija beskonačno mnogo zrakova različitih boja.
Ovako vidimo dugu:


     Bitno je da se svi odbijeni zraci jedne boje kreću paralelnim putanjama i to pod tačno odredjenim uglom. Zato će po liniji koja spaja naše oko i oblak, a koja u odnosu na pravu koja spaja naše oko i centar duge zaklapa ugao od, recimo, 42 stepena putovati crvena svetlost i mi ćemo na tom mestu videti crveni deo duge. Pod uglom od 40 stepeni videćemo plavu boju koja dolazi iz nekih drugih kapi i od nekih drugih zrakova u odnosu na kapi i zrakove od kojih je do nas došla crvena boja. Plava boja iz tih "crvenih" kapi padaće nam na trepavice ili obraz, ali ne i u zenicu oka koju smatramo fizičkom tačkom.
     Dakle, zbog prelamanja i refleksije svetlosti unutar kapljice, neke kišne kapi vidimo kao crvene, druge kao plave, treće u nekoj drugoj boji, a one izvan najvećeg i najmanjeg ugla refleksije kao bele koja je skup svih boja. Otuda je i boja oblaka - bela.
     Prema tradicionalnom opisu, duga se sastoji od sedam boja - crvene, narandžaste, žute, zelene, plave, indigo i ljubičaste. Medjutim, duga sadrži sve boje od crvene do ljubičaste, a njene boje proizilaze iz dva osnovna faktora:

     1) Sunce stvara čitav asortiman boja koje oko može da registruje. Ali, kada se sve te boje pomešaju, naše oko vidi - belo. To svojstvo sunčeve svetlosti prvi je otkrio Ser Isak Njutn 1666.
     2) Svetlo različitih boja se različito prelama pri prolazku iz jedne sredine (npr. vazduh) u drugu (voda ili staklo npr.).
 


Slika 3 - Prelamanje svetlosti
različitih boja
Dekart i Vilbrord Šnel (Willebrord Snell) su odredili kako se zrak svetla krivi ili prelama, dok prelazi granicu izmedju sredina različitih gustina, kao što su voda i vazduh.
     Kada je kroz kišnu kap prolaze recimo plava i crvena svetlost, može se uočiti da je ugao devijacije različit za te dve boje i da se plavo svetlo više prelama nego crveno (slika 3).
     To znači da kada vidimo dugu i njene boje mi, u stvari, gledamo u svetlo koje je različito prelomljeno i odbijeno u kišnim kapima koje sunce (koje je u tom trenutku iza naših ledja) obasjava na horizontu ispred nas. Neke od tih boja vidimo pod uglom od 42 stepena, neke pod uglom od 40, a neke izmedju.
     (Iz istih razloga je i dnevno nebo plavo, a jutarnje ili večernje crveno, samo što je u tom slučaju kišna kap zamenjena celom atmosferom. Tu se prelamanje svetlosti ne obavlja pri prelasku iz vazduha u vodu i iz vode ponovo u vazduh, već pri ulasku svetlosti iz bezvazdušnog prostora u atmosferu. Da nema atmosfere, odnosno vazduha, nebo iznad nas bi bilo crno, što predstavlja odustvo bilo koje boje, jer svetlost ne bi imala od čega da se odbije i mi ne bismo videli ništa, odnosno, videli bismo samo crnilo.)

Dupla duga

     Ponekad se na nebu pojavi i dupla duga. Tada vidimo dva luka od kojih je jedan manjeg poluprečnika, ali svetliji, a drugi je širi i bledji. Takodje, u tom širem krugu boje su poredjane obrnutim redosledom. Duga koju mi normalno vidimo zove se PRIMARNA duga i nju proizvodi prvo prelamanje. SEKUNDARNA duga dolazi od drugog, unutrašnjeg prelamanja.

Fenomen dvostruke duge:


     Efekat duple duge nastaje zato što nije sva energija zraka istekla kroz kišnu kap jednim prelamanjem. Deo zraka se pri izlasku odbije od unutrašnje strane kapljice i napravi jednu izlomljenu putanju kroz kišnu kap, pre nego što konačno izadje iz nje. Putanja kojom ide crvena boja iz tog dela zraka od kišne kapi do nas u odnosu na horizont stoji pod uglom od 50 stepeni, za razliku od putanje kojim ide prvi crveni deo zraka, a koja, kako je već rečeno, stoji pod uglom od 42 stepena. Plavo svetlo u sekundarnoj dugi vidi se pod uglom nešto većim od 53 stepena.
     Čistoća duginih boja zavisi od veličine kišnih kapljica. Šire kapljice (prečnika nekoliko mm) daju sjajnu dugu, jasno definisanih boja, dok male kapljice (prečnika 0,01mm) i izmaglica stvaraju duge čije se boje preklapaju i mešaju, pa idu skoro do bele.

Olgica Krsmanović



Zasad nema komentara na ovaj tekst!

AKTIVNI OGLASI:

PosloviNudim znanjeTražim znanje
obuka20
administracija01

Najnoviji blogovi:

08. 02. 2015.
Staniša Krsmanović
- NEZNAM, NEŽELIM, NEMOGU: Ovo su najveće greške u pravopisu srpskog, hrvatskog, bosanskog ili ma-kako-ga-zvali jeziku
17. 01. 2015.
Staniša Krsmanović
- 5 istina koje znaju samo mentalno snažne osobe
22. 12. 2014.
Staniša Krsmanović
- Boris Dežulović: Adio pameti
04. 12. 2014.
Anita Momčilović
- "Noć knjige" 12. decembra 2014. od 17 do 24h
04. 11. 2014.
Anita Momčilović
- Uspešno završen 59. Međunarodni Sajam knjiga u Beogradu
03. 09. 2014.
Staniša Krsmanović
- Шта је полуинтелектуалац?
14. 07. 2014.
- Gde su ljudi?
12. 07. 2014.
Siniša Stamatović
- Multi Language - Univerzalni rečnik reči
16. 06. 2014.
- LUK I LIRA
12. 06. 2014.
- SCIENTIA SEXUALIS




Vaš ID :
Prisutni na sajtu:

stanko,
 


Ukupno prisutno na sajtu: 19
Prijavljeni: 1 ||| Gosti: 18




© 1999. - 2017.
Digitalna Srbija pravi
1Sva prava zadržana ||| All rights reserved