80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

6
80 Fizica în jurul nostru FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005 CURCUBEUL Ion HOLBAN Când şi cum se formează curcubeul? Câte curcubee pot fi văzute odată? Curcubeul de noapte – de ce nu? Dar curcubeul de rouă? La aceste fenomene datorate picăturilor de apă din natură ne vom referi în cele ce urmează, luând în calitate de martori oculari clasicii literaturii noastre. „Peste lună şi hârtop / S-a dus ploaia, hopa-hop! / Şi pe cerul limpezit / Curcubeul a zâmbit.” (Grigore Vieru, "Coarda colorată"). „Când a ajuns acasă, mamele deschideau ferestrele, că peste ograda lui Guguţă răsărise curcubeul.” (Spiridon Vangheli, "Ploaia"). „O ploaie iute a stropit aici cuprinsul c-o clipă înaintea noastră; ş-acum totul scânteie în soare în mii de curcubeie mărunte...” (Mihail Sadoveanu, "Mărăşti") (fig. 1). Fig. 1 În popor curcubeului i se mai spune „Brâul Cosânzenei” care a fost „furat” de mândrul Soare. „Şi-n ceruri călătorul Soare / Râdea cu hohot repetat / Şi prin văzduhuri plutitoare / Izbea săgeţi răzbunătoare / De-a lungul brâului furat.” (George Coşbuc, "Brâul Cosânzenei”). Nu este om căruia să nu-i placă să admire acest "brâu ceresc" multicolor, care apare vara după ploaie pe fundalul norilor plumburii, pe care parcă î-i alungă. „Şi zic : Moldovo, -n mine cunoaşte-al tău stăpân! / Deci pune-ţi mari podoabe, frumoasa mea mireasă. / Îmbracă-a tale haine ţesute -n mii de flori, / Încinge curcubeul alungător de nori / Şi-ntinde pe-ai tăi umeri, în zi de sărbătoare, / Hlamida ta, ce poartă-o lună, - o stea şi-un soare...” (Vasile Alecsandri, "Despot-Vodă"). Grecii antici considerau că curcubeul este zâmbetul zeiţei Iris (Irisa, căreia i se mai spune şi Zeiţa Curcubeului), venită să împace Cerul cu Pământul după o ceartă cu fulgere şi tunete. „Irisa ca pre dânsul iubeşte pre o sută, / Pre care-i măguleşte cu zâmbete viclene / Şi tuturor aruncă câte un semn din ochi.” (Antioh Cantemir, "Satire") „Filen cu faţa tristă şi deznădejduit, / Când turma îşi adapă sau o păzeşte-n câmp, / Nemângăiet se află; ai săi ochi lacrimi varsă, / Păn-ce Irisa vine şi cu un gingaş zâmbet, / Ea mândră îi aţâţă văpaia cu amor.” (Antioh Cantemir, "Satira IV".) „Nădejdea să o punem în domnul Dumnezeu / Acela care-n nouri cu fulgerul trăsneşte, / Ce suflă şi furtuna îndată risipeşte, / Ce 'ncinge orizontul cu mândrul curcubeu.” (Antioh Cantemir, "Satire") „Jurământul pentru mine este mândrul curcubeu / Ce leagă josul cu susul şi pe om cu Dumnezeu!” (Bogdan Petriceicu Haşdeu, "Povestea crinului"). De la Iris provine şi cuvântul "a iriza" - a emite culori asemănătoare cu cele ale curcubeului. „Culoarea e aceea a „no man's land”-ului dintre verdele şi violetul

Transcript of 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

Page 1: 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

80 Fizica în jurul nostru

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005

CURCUBEUL Ion HOLBAN

Când şi cum se formează curcubeul? Câte curcubee pot fi văzute odată? Curcubeul de noapte – de ce nu? Dar curcubeul de rouă? La aceste fenomene datorate picăturilor de apă din natură ne vom referi în cele ce urmează, luând în calitate de martori oculari clasicii literaturii noastre.

„Peste lună şi hârtop / S-a dus ploaia, hopa-hop! / Şi pe cerul limpezit / Curcubeul a

zâmbit.” (Grigore Vieru, "Coarda colorată"). „Când a ajuns acasă, mamele deschideau ferestrele, că peste ograda lui Guguţă răsărise curcubeul.” (Spiridon Vangheli, "Ploaia"). „O ploaie iute a stropit aici cuprinsul c-o clipă înaintea noastră; ş-acum totul scânteie în soare în mii de curcubeie mărunte...” (Mihail Sadoveanu, "Mărăşti") (fig. 1).

Fig. 1

În popor curcubeului i se mai spune „Brâul Cosânzenei” care a fost „furat” de mândrul

Soare. „Şi-n ceruri călătorul Soare / Râdea cu hohot repetat / Şi prin văzduhuri plutitoare / Izbea săgeţi răzbunătoare / De-a lungul brâului furat.” (George Coşbuc, "Brâul Cosânzenei”).

Nu este om căruia să nu-i placă să admire acest "brâu ceresc" multicolor, care apare vara după ploaie pe fundalul norilor plumburii, pe care parcă î-i alungă. „Şi zic : Moldovo, -n mine cunoaşte-al tău stăpân! / Deci pune-ţi mari podoabe, frumoasa mea mireasă. / Îmbracă-a tale haine ţesute -n mii de flori, / Încinge curcubeul alungător de nori / Şi-ntinde pe-ai tăi umeri, în zi de sărbătoare, / Hlamida ta, ce poartă-o lună, - o stea şi-un soare...” (Vasile Alecsandri, "Despot-Vodă").

Grecii antici considerau că curcubeul este zâmbetul zeiţei Iris (Irisa, căreia i se mai spune şi Zeiţa Curcubeului), venită să împace Cerul cu Pământul după o ceartă cu fulgere şi tunete. „Irisa ca pre dânsul iubeşte pre o sută, / Pre care-i măguleşte cu zâmbete viclene / Şi tuturor aruncă câte un semn din ochi.” (Antioh Cantemir, "Satire") „Filen cu faţa tristă şi deznădejduit, / Când turma îşi adapă sau o păzeşte-n câmp, / Nemângăiet se află; ai săi ochi lacrimi varsă, / Păn-ce Irisa vine şi cu un gingaş zâmbet, / Ea mândră îi aţâţă văpaia cu amor.” (Antioh Cantemir, "Satira IV".) „Nădejdea să o punem în domnul Dumnezeu / Acela care-n nouri cu fulgerul trăsneşte, / Ce suflă şi furtuna îndată risipeşte, / Ce 'ncinge orizontul cu mândrul curcubeu.” (Antioh Cantemir, "Satire") „Jurământul pentru mine este mândrul curcubeu / Ce leagă josul cu susul şi pe om cu Dumnezeu!” (Bogdan Petriceicu Haşdeu, "Povestea crinului"). De la Iris provine şi cuvântul "a iriza" - a emite culori asemănătoare cu cele ale curcubeului. „Culoarea e aceea a „no man's land”-ului dintre verdele şi violetul

Page 2: 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

Fizica în jurul nostru 81

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005

curcubeului irizat de după ploaie.” (Nichita Stănescu, „Gheorghe Tomozei”). Pe timpuri existau o mulţime de superstiţii legate de curcubeu. Bunăoară, englezii

credeau că la poalele curcubeului poate fi găsit un vas cu aur. Pe când eram mic, auzeam de la cei mari că dacă te dai de-a tumba până la curcubeu, băiatul se transformă în fată şi fata în băiat. Ceva mai jos vom vedea dacă curcubeul este „de apucat cu mâna”.

Primul dintre oamenii de ştiinţă care a înţeles în esenţă cum se manifestă curcubeul a fost Rene Descartes (1596 - 1650) [1] . Savantul francez a efectuat o experienţă pe cât de simplă, pe atât şi de ingenioasă, care a arătat cu claritate că fenomenul de curcubeu se datorează reflexiei şi refracţiei razelor solare în picăturile de ploaie. El a luat un balon sferic de sticlă cu pereţii subţiri şi l-a umplut cu apă. Stând cu spatele spre Soare, el ridica în sus şi cobora în jos balonul, ţinându-l în bătaia razelor. În două poziţii ale balonului - ale acestei mari „picături” - Descartes a observat fenomenul de curcubeu. În primul caz, curcubeul şi-a făcut apariţia în partea inferioară a balonului. Razele de lumină ce veneau de la curcubeu formau cu linia Soare-ochi un unghi de aproximativ 420 (mai precis 42022' pentru raza roşie şi 40036' - pentru cea violetă, celelalte culori situându-se între acestea). În cazul al doilea, curcubeul apărea în partea de sus a balonului. Razele de lumină ce veneau de la curcubeu formau deja un unghi de circa 520 (fig. 2). (Al doilea curcubeu era concentric cu primul.) Astfel, curcubeul a fost reprodus în condiţii de laborator.

Primul curcubeu, principal, avea culorile dispuse astfel că roşu era în exterior şi albastru în interior. În curcubeul al doilea, secundar, ordinea culorilor era inversată, întocmai cum se întâmplă în natură. De altfel, fenomenul celor două curcubee a fost observat şi de Eminescu: „Uimit priveam la ploaia de pietre scumpe eu / Spre răsărit văzut-am deodată curcubeu / Juca în şapte feţe şi-n acelaşi răstimp / de la un colţ la altul prindea acelaşi câmp, / Deodată văd un altul mai mare, mai frumos / Pe cel întâi se-nalţă cu fală, luminos.” (Mihail Eminescu „Bogdan Dragoş”, Opere alese, v. 2, p. 418)

Razele de lumină care vin de la curcubeu în ochiul nostru, unde se întâlnesc, formează o suprafaţă conică cu axa pe linia ochi - Soare (şi cu unghiul de la vârf de 420 sau 520, fig. 2). Curcubeul, aflându-se la baza acestui con, pare a fi o roată multicoloră axată pe această linie. Dat fiind faptul că centrul acestei „roţi” se află sub orizont, totdeauna se vede mai puţin de jumătate din ea. „Dar negura cu-ncetul se trage, se răreşte, / Şi raza, într-o clipă, archează curcubeu.” (Cezar Bolliac, "O dimineaţă pe Caraiman"). Cu cât Soarele e mai sus pe cer (mai aproape de zenit), cu atât arcul curcubeului e mai mic. La o înălţime a Soarelui mai mare de 420, curcubeul principal nu mai poate fi observat (fapt pentru care nu vedem curcubeu în timpul amiezii), iar la o înălţime mai mare de 520 - nici cel secundar. Curcubeul poate atinge mărimea sa maximă, o jumătate din lungimea circumferinţei, atunci când Soarele se află la orizont (adică dimineaţa la răsăritul Soarelui şi seara la asfinţitul Soarelui). Curcubeul poate fi văzut în dimensiuni mai mari decât aceasta numai de la înălţime: dintr-un avion sau aerostat. În cazul acesta el poate fi văzut chiar şi sub formă de cerc.

La baza fenomenului de curcubeu stau trei procese fizice : refracţia luminii la hotarul aer-apă, apă-aer; reflexia luminii la hotarul apă-aer şi dispersia luminii, adică fenomenul descompunerii luminii albe studiat detaliat de Isaac Newton (1643 - 1727). Preocupat de refracţia luminii, marele fizician englez a lăsat lumina Soarelui să treacă printr-o prismă

Fig. 2

Page 3: 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

82 Fizica în jurul nostru

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005

triunghiulară. Pe ecranul aşezat în spatele prismei s-a proiectat o bandă coloră, numită spectru, în care erau prezente toate culorile curcubeului: roşie, portocalie, galbenă, verde, albastră, indigo, violetă. „O prismă cu mii de colori, un curcubeu cu mii de nuanţe.” (Mihai Eminescu, "Geniu pustiu").

Dat fiind faptul că lumina albastră se refractă mai puternic decât cea roşie, picăturile responsabile de culoarea albastră în curcubeul secundar trebuie să fie văzute sub un unghi mai mare, decât picăturile responsabile de lumina roşie. În cazul curcubeului principal situaţia este inversă, deoarece la formarea acestuia razele de lumină se reflectă în interiorul picăturii o singură dată. De aceea ordinea repartizării culorilor în curcubeul principal şi în cel secundar este inversată.

În cazul curcubeului principal lumina suferă două refracţii, la intrare în picătura de ploaie şi la ieşire, şi o reflexie totală - pe partea interioară a picăturii [2-5]. Raza de lumină intră în picătură prin partea de sus a ei şi iese spre observator prin partea de jos (fig. 3). Dacă curcubeul s-ar datora numai refracţiei luminii, apoi culorile ar fi tot atât de clare ca cele obţinute cu ajutorul prismei. În realitate, din cauza reflexiei totale a luminii în interiorul picăturii de apă, culorile curcubeului sunt mai „dizolvate” unele în altele. Datorită fenomenului de interferenţă, uneori în interiorul curcubeului principal mai apar şi nişte arcuri suplimentare, de regulă, de culoare roz şi verde.

În cazul curcubeului secundar, lumina intră în picătură prin partea inferioară şi iese prin cea superioară, suferind pe parcurs două refracţii, la intrare şi la ieşire din picătură, şi două reflexii totale (fig. 3). O reflexie în plus duce la o slăbire esenţială a luminii, din care cauză curcubeul secundar ori nu se vede, ori se vede rar [2 - 5].

Dacă curcubeul principal se datorează unei singure reflexii totale a luminii în interiorul picăturii, cel secundar se formează în urma a două reflexii totale a luminii în interiorul picăturii, de ce nu ar exista curcubee datorate mai multor reflexii interioare? Adică de ce pe cer nu apare şi un al treilea, un al patrulea curcubeu concentric cu primul? După cum am spus, fiecare reflexie în plus duce la o slăbire puternică a luminii. Comunicările unor martori oculari că ar fi observat în natură trei curcubee concentrice au fost atât de nebuloase încât n-au fost crezute de specialişti. În condiţii de laborator însă au fost observate şi curcubee de ordinul trei (ce corespund unei reflexii interioare triple a luminii în picătura de apă) [4].

La formarea curcubeului participă milioane de picături. Densitatea şi mărimea lor determină luminozitatea şi lărgimea arcurilor colorate ale curcubeului. Fenomenul e mai bine pronunţat dacă picăturile au o formă cât mai apropiată de cea sferică. Din cauza rezistenţei aerului întâlnit în cale însă picăturile de ploaie în cădere devin „turtite” în faţă. Forma turtită a picăturii afectează cel mai mult lumina roşie, lucru care explică repartiţia neuniformă a acesteia în curcubeu, deplasarea ei în interior. Fluxul de aer influenţează mai puţin picăturile mici, de aceea curcubeul format de acestea e mai pronunţat (mai clar). Odată cu micşorarea picăturilor de apă, însă, lăţimea benzilor colorate creşte şi ele încep să se suprapună, făcând ca culorile curcubeului să devină tot mai spălăcite. Astfel se întâmplă în cazul ceţei. Curcubeul de ceaţă se vede sub acelaşi unghi ca şi cel obişnuit, dar culorile lui aproape că nu pot fi distinse, el apare observatorului sub forma unor dungi albicioase (aproximativ de două ori mai late decât cele ale curcubeului obişnuit), portocalii pe dinafară şi albastre pe dinăuntru.

Din cele expuse rezultă că există anumite condiţii optime pentru formarea unor curcubee clare. Curcubeul se vede bine atâta timp, cât picăturile de ploaie sunt dese şi cad

Fig. 3

Page 4: 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

Fizica în jurul nostru 83

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005

uniform. Fiecare picătură de ploaie aflată în cădere îşi trimite raza sa (roşie, galbenă, albastră ori de altă culoare, fiecare picătură cu raza ei) spre ochiul observatorului numai timp de o fracţiune de secundă pentru ca mai apoi locul ei să fie luat de o altă picătură... şi tot aşa mai departe, de parcă în faţa observatorului s-ar perinda cadrele unui film. Drept rezultat observatorul rămâne cu impresia că vede în faţa sa nişte arcuri colorate statice. Fiecare observator vede curcubeul său. Se mişcă observatorul, se mişcă şi curcubeul.

Curcubeul totdeauna se observă în partea opusă Soarelui. „Când soarile se află la spatele privitorului, atunci razile sale, răzbătând printre picăturile apei căzătoare, înformează plăcutul arc în ceriu sau curcubeul.” (Gheorghe Asachi, "Jurnalul călătorului moldovan"). Prin aceasta uşor îl deosebim de halou care este văzut în jurul Soarelui.

Cât de departe de observator se formează curcubeul, cu alte cuvinte, cât de departe se află picăturile în care ia naştere fenomenul de curcubeu? Distanţa dintre picăturile care generează curcubeul şi observator nu joacă nici un rol. Curcubeul este un fenomen care se vede într-o anumită direcţie şi observarea lui nu depinde de distanţa la care se află picăturile de apă de la observator. Picăturile care produc curcubeul se pot afla la distanţă de câţiva kilometri de observator. "Oamenii mâncau păstramă cu pită de grâu, privind la un curcubeu depărtat în miazănoapte" (Mihail Sadoveanu, "Fraţii Jderi"). Autorul acestor rânduri a avut ocazia să vadă un arc de curcubeu format sus în nori de picăturile unei ploi dense ce cădeau în înaltul cerului fără a ajunge la pământ, care părea un fragment de brâu ceresc cu adevărat brodat pe nori.

Picăturile ce formează curcubeul se pot afla şi în apropiere de observator, chiar la câţiva metri de acesta. Lucru uşor de observat atunci când curcubeul se vede pe fundalul unor copaci. „Era o arşiţă mare şi apăsătoare în văzduh - şi se iscase un nour de dincolo de asfinţit. Până ce urcă încet la deal, subt poiană, nourul crescu,- îl împinseră şi-l răsfirară în cer tunete depărtate. ... Sosi cu mare răpeziciune şi oblic ploaia din munte. Trecu sunând peste păduri. O clipă luci soarele. Apoi veni altă ploaie mai deasă, întunecând lumina. /.../ Văzduhul se răcori. Ploaia se duse ca un fum spre câmpii depărtate şi cerul începu să se însenineze. Dar monahul şi ucenicul său rămaseră încă o vreme în adăpostul lor, privind spre curcubeul care apăruse foarte aproape, în marginea pădurii.” (Mihail Sadoveanu, "Demonul tinereţii").

Dacă toate picăturile care creează curcubeul se află la o distanţă de câţiva metri de observator, ca de exemplu în cazul furtunului cu care se udă în grădină, apoi fiecare ochi al observatorului vede curcubeul său, astfel că se observă concomitent două curcubee, unul deplasat faţă de altul, care se intersectează. În cazul acesta apare tentaţia de a spune că curcubeul este „de apucat cu mâna”, dar nu e să fie. E de ajuns să facem un pas spre curcubeu şi el dispare. În cazul curcubeului importă nu distanţa, ci direcţia. Poalele curcubeului la care oamenii din vechime doreau să ajungă nu se află într-un anumit loc, ci într-o anumită direcţie: razele care vin de la curcubeu spre ochi formează o suprafaţă conică cu un unghi de 420 în jurul axei Soare – observator. Prin urmare, fenomenul de curcubeu depinde de punctul de observaţie. A schimbat observatorul punctul de observaţie şi curcubeul a dispărut: „pătrunseră în pădure pe subt arcul curcubeului care se stânse imediat după trecerea lor.” (Mihail Sadoveanu, "Demonul tinereţii"). „Lumea aceasta mai este apoi pentru noi ca un fel de curcubeu care nu există decât pentru oamenii puşi într-o poziţiune anumită, pe când acolo unde el ne apare nu sunt decât picături de ploaie.” (Mihai Eminescu, „Prelegerea dlui A. D. Xenopol despre criticism”, v. 5, p. 328). Iată, deci, care este cauza că nimeni nu poate găsi (ajunge la) „apa din care bea curcubeul”. „Şi au trimis ei pe biata domniţă să cerce îngenunchiată marginile pământului, în sudoare şi în neodihnă, minunata apă a curcubeului, pe care n-o găsea nicăierea.” (Bogdan Petriceicu Haşdeu, "Povestea crinului"). „El caută apa, / din care curcubeul / îşi bea frumuseţea şi nefiinţa.” (Lucian Blaga, "Autoportret"). Punctul de observaţie al observatorului este izvorul din care curcubeul îşi „bea frumuseţea şi nefiinţa”.

Sunt cazuri după ploaie când pot fi văzute mai multe curcubee. "În pulberea fină a

Page 5: 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

84 Fizica în jurul nostru

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005

cascadei am văzut câteva curcubeie trecătoare." (Mihail Sadoveanu "Păstravii se duc cătră izvoarele vieţii"). Chiar şi şapte. De regulă, acest lucru se întâmplă când ne aflăm la mare sau pe malul unei ape. „Văd râuri lungi de aur cu punţi de curcubei” (Vasile Alecsandri, "Murad Gazi Sultanul"). Pe lângă razele ce vin direct de la Soare, curcubeie pot să mai formeze şi razele solare reflectate înainte de asta de suprafaţa unei ape, de un nor sau de un alt obiect strălucitor. Şi autorul acestor rânduri a avut ocazia să vadă odată, aflându-se pe malul Mării Negre, concomitent cinci curcubeie. „Să videţi, unicii mei, / Ceruri plini de curcubei.” (Vasile Alecsandri, "Înşiră-te mărgărite"). „Şi valuri peste valuri s-azvârl spumegătoare, / Se sparg ţâşnind în aer şi fierb scoţând scântei, / Şi pulberea de apă, alin plutind la soare, / Se -ncinge, ca o nimfă, cu brâu de curcubei.” (Vasile Alecsandri, "Căderea Rinului"). Fenomenul curcubeielor multiple e mai lesne de observat în apropierea unor havuzuri sau căderi de apă. „Cascade se aruncă şi se opresc în cale; / Se frâng în curcubeie, căzând din lac în lac” (Ion Pillat, "Cithera").

Un fenomen interesant este cel al curcubeului roşu. Se observă seara cu cinci-şase minute înainte de asfinţitul Soarelui. Fenomenul se datorează difuziei puternice în atmosfera terestră a razelor de lumină cu lungimea de undă mai mică decât cea a luminii roşii (dispariţia celorlalte culori, din care cauză la orizont Soarele se vede roşu). „Tot cerul în amurg îşi limpezise / Albastrul ud, acuma mai adânc. / Se liniştise vântul. Era pace / Pe ţărmul dintre ape şi câmpii. / Iar ploaia cu o mie de fuioare / Foşnindu-şi fuga peste lanuri verzi / Lăsase doar să tremure departe / Ţesut dintr-o urzeală de lumină / Un curcubeu târziu care sfârşea. / Pe drumul sfânt ce duce pe nisipuri / Treceam mergând spre casă cu copiii, / Şi ne-am oprit miraţi cum nu se poate, / Căci zborul lui puternic îl purta / Pe mare şi cu aripe tivite / De soare roş, venea vâslind văzduhul.” (Ion Pillat, "Norul").

Un alt fenomen, nu mai puţin interesant, este şi reflexia curcubeului în apă. Posibil ca scriitorul Barbu Delavrancea să fi văzut imaginea unui curcubeu în apele Dunării, deşi fenomenul e mai uşor de văzut în oglinda unei ape liniştite. „- Şervet vărgat, Pe Dunăre aruncat ? / ... / Curcubeul.” (Barbu Delavrancea, "Fata moşului"). Cine dintre cititori va observa un asemenea curcubeu să-l studieze cu multă atenţie. Unii observatori susţin că arcul reflectat e de aceiaşi mărime cu cel real, pe când alţii susţin că este mai mic, ceva mai turtit decât cel real.

Unui curcubeu pot da naştere şi picăturile de rouă. „O fată frumoasă e / cum ne-o arată soarele: / pe cale veche o minune nouă, / curcubeul ce sare din rouă.” (Lucian Blaga, "Cântecul fetei frumoase”). Curcubeul de rouă este în fond acelaşi curcubeu despre care am vorbit până acum, numai că e format de picăturile de rouă din iarbă. Curcubeul principal se observă sub acelaşi unghi de aproximativ 420 faţă de axa ce uneşte Soarele cu observatorul. Dat fiind însă faptul că în cazul acesta picăturile de apă responsabile de irizarea luminii nu ocupă întreg spaţiul din faţa observatorului, ci se află numai în planul terestru (din care cauză fenomenului i se mai spune şi curcubeu orizontal), curcubeul de rouă are o formă hiperbolică. (Hiperbola este curba care se obţine la intersecţia unei suprafeţe conice cu un plan care trece prin baza conului.) Dbe regulă, acest fenomen se observă la răsăritul Soarelui. “Vin curcubeie / Roua să beie, / Seva vieţii / Şi-a dimineţii.” (Lucian Blaga, “Iarba”).

Un curcubeu orizontal pot să formeze şi micile picături de ceaţă aflate la suprafaţa unei ape, şi micile picături de apă formate pe suprafaţa unui câmp înzăpezit. „Ninsoarea încetase. Soarele se ivi într-o spărtură de nouri, aprinzând mii de curcubeie pe câmpurile înzăpezite.” (Liviu Rebreanu, "Iţic Ştrul, dezertor"). De regulă, curcubeul orizontal este format de lumina solară care cade paralel, de aceea el are forma de hiperbolă. Forma curcubeului orizontal devine însă ciudată în cazul în care fenomenul este generat de o sursă de lumină divergentă (de exemplu, un felinar de stradă a cărui lumină se răspândeşte radial), legile de formare a curcubeului rămânând aceleaşi (acelaşi unghi de 420).

Un fenomen cu totul fascinant e dispersia luminii în micile picături de rouă înşirate pe

Page 6: 80 Fizica în jurul nostru CURCUBEUL

Fizica în jurul nostru 85

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 3, nr. 1-2, 2005

fire de păianjen. În popor acestui fenomen i se spune mărgeluşe de rouă. “Găseam păianjeni mari cu pânze minunate în care se prindea roua şi strălucea ca boabele de mărgăritar.” (Ion Vlasiu, “Unde-i lumea?”). “Mă simt fată de împărat dintr-o poveste /…/, cea care vroia mărgele de rouă!” (Claudia Partole, “Dimineaţa cu ochi de peruzea…”).

Poate fi văzut fenomenul de curcubeu noaptea? Da. E curcubeul lunar, fenomen misterios născut de razele blânde ale reginei nopţii, ale Lunii. „Din nori curge o bură, un colb de diamante, / Pe văi se aşează, pe dealuri înante; / În faţă li-i luna, prin şuiet de şoapte / S-ardică pe cer curcubeie de noapte...” (Mihai Eminescu, "Diamantul nordului").

Curcubeele lunare (fig. 4) sunt fenomene cu mult mai rare. Motive sunt câteva: ploile au loc mai frecvent la sfârşitul zilei decât noaptea; lumina Lunii pline e mult mai slabă decât a Soarelui şi fenomenul e mai greu de observat; intensitatea razelor Lunii depinde de fazele Lunii; în faza de lună plină ea se află puţine zile în an care şi acelea pot fi fără ploaie. Practic, curcubeul de noapte poate fi observat numai atunci când pe cer e lună plină, dar şi atunci culorile lui aproape că nu se desluşesc, atât de palide şi şterse sunt ele. Din cauza aceasta curcubeele de noapte sunt văzute foarte rar şi numai de oamenii cu spirit de observaţie. "Stelele păzeau tăria, luna trecea ca un scut de argint prin întunericul nourilor, în aer era aur şi în grădine miros ş-o umbră adânc-viorie, ruptă de dungi de lumină albă, care trecea prin mreje de frunze ca prin strecurători de lumină". (Mihai Eminescu, "Sărmanul Dionis"). Cel care admira noaptea "strecurătorile de lumină" nu putea să nu vadă şi curcubee de noapte. Altul care a observat fenomenul pare a fi subtilul filozof-poet Lucian Blaga: „Ochiul prinde curcubee discrete ca cele de lună.” (Lucian Blaga, "O expoziţie"). Două curcubee, principal şi secundar, care să fie datorate luminii Lunii n-a observat încă nimeni.

În timpul celui de al doilea război mondial şi îndată după acesta, militarilor care vegheau noaptea spaţiul aerian cu ajutorul proiectoarelor puternice li se întâmpla, în timpul unor ploi mărunte, să observe curcubee de noapte, de data aceasta datorate nu Lunii, ci proiectoarelor. Când razele de lumină ale proiectorului se deplasau pe cer, curcubeul alerga şi el pe bolta cerului în sus şi în jos, formând un tablou de basm.

Curcubeul de noapte, ca şi cel de zi, se vede în partea opusă sursei de lumină, adică în partea opusă Lunii. Prin aceasta el se deosebeşte de halou care se vede ca un "cerc brumos" în jurul Lunii.

BIBLIOGRAFIE 1. Матвиевская Г. П. Рене Декарт. Москва. «Наука», 1976. 272 с., с. 232 - 235. 2. Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Беседы о преломлении света. Москва. «Наука», 1982. 175 с., с. 79 – 94. 3. WALKER Jearl. The flying circus of physics with answers; УОКЕР Дж. Физический фейерверк». Москва. «МИР». 1989. 299 p. (5.32 – 5.41, 5.44). 4. Minnaert M. Lumina şi culorile în natură. Bucureşti. „Editura ştiinţifică”. 1962. – 392 p., p. 191 – 214. 4. Миннарт М. Свет и цвет в природе. – М. «Наука», 1969. 5. Holban Ion. Soare, Lună şi Luceafăr. Chişinău. „Hyperion”. 1991.158 p., p. 43 – 46, 104 – 105.

Fig. 4