Vikerkaar

Vikerkaar- atmosfääri-, optiline ja meteoroloogiline nähtus, mida täheldatakse siis, kui Päike (või Kuu) valgustab paljusid veepiisku (vihm või udu). Vikerkaar näeb välja nagu mitmevärviline kaar või ring, mis koosneb spektri värvidest (välisservast: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo, violetne). Tegelikult on spekter pidev ja selle värvid lähevad sujuvalt üksteiseks läbi paljude vahepealsete toonide.

Vikerkaar Laadoga järve kohal

Vikerkaare nägemiseks peab päike asuma vaatleja taga ning samal ajal peavad päike, vaatleja ise ja ees nähtava vikerkaareringi keskpunkt asuma samal sirgel. Maapinnal vaatleja jaoks näeb vikerkaar tavaliselt välja nagu kaar, osa ringist ja mida kõrgem on vaatluspunkt, seda täidlasem see on (mäelt või lennukilt on näha ka terve ring). Kui Päike tõuseb horisondi kohal üle 42 kraadi, pole vikerkaar Maa pinnalt näha.

Täielik vikerkaar lennukist vaadatuna

Vikerkaared tekivad siis, kui päikesevalgus murdub ja peegeldub atmosfääris hõljuvatest veepiiskadest. Need tilgad suunavad erinevat värvi valgust erinevalt kõrvale. Inimsilmale nähtavatest värvidest on kõige vähem hälbinud punane valgus ja kõige tugevam violetne. Selle tulemusena laguneb valge päikesevalgus spektriks (mitmevärvilised ribad) ja vaatleja, kes seisab seljaga valgusallika poole, näeb mitmevärvilist kuma, mis tuleb kosmosest mööda kontsentrilisi ringe (kaare).

Heledal kuuvalgel ööl on näha vikerkaar kuust. Kuna hämaras töötavad inimsilma retseptorid - "vardad" - värve ei taju, tundub kuu vikerkaar valkjas; mida heledam on valgus, seda "värvilisem" on vikerkaar (värviretseptorid - "koonused" kuuluvad selle tajumisse).

kuu vikerkaar

Kõige sagedamini vaadeldakse lihtsat vikerkaarekaarti, kuid on teada ka palju muid optilisi nähtusi, mis tekivad sarnastel põhjustel või näevad sarnased välja. Nende hulgas näiteks udune (valge) vikerkaar, mis ilmub väga väikestele udupiiskadele ja tuline vikerkaar tekivad rünkpilvedel. Kui veepinna (või mõne muu peegeldava pinna, näiteks märja liiva) kohale ilmub vikerkaar, tekib nn. peegeldunud vikerkaar. See tekib siis, kui päikesevalgus peegeldub veepinnalt enne, kui see tabab vihmapiiska, kus see murdub. Vajalik on, et veepind oleks piisavalt suur, rahulik ja vihmamüüri lähedal. Tingimuste arvukuse tõttu on peegeldunud vikerkaar haruldane. Peegeldunud vikerkaar ületab horisondi tasemel peamist, seejärel läheb sellest üle. Kuna päikesevalgus peegeldub veest eelnevalt, on peegelduva vikerkaare heledus madalam kui peamisel.

Valge või udune vikerkaar

Peegeldub vikerkaar (üleval) ja peamine vikerkaar (all) päikeseloojangul

Teatud asjaoludel näete
kahekordne, tagurpidi või isegi ring vikerkaar. Tegelikult on need nähtused teisest protsessist - valguse murdumisest atmosfääris hajutatud jääkristallides ja on seotud halo (optiline nähtus, helendav rõngas valgusallika ümber). Pööratud vikerkaare taevasse ilmumiseks on vajalikud spetsiifilised ilmastikutingimused, mis on iseloomulikud põhja- ja lõunapoolusele. Pööratud vikerkaar tekib õhukese pilvekardina jääpurikaid läbiva valguse murdumise tõttu 7–8 tuhande meetri kõrgusel. Sellise vikerkaare värvid on samuti vastupidised: lilla on ülaosas ja punane on all.

Topeltvikerkaar (Novosibirsk)

Klassikaline halo ümber Päikese Himaalajas (Nepal)

Tagurpidi vikerkaar (Alaska)

Pärsia astronoom Qutb ad-Din tuhk-Shirazi(1236-1311) oli ilmselt esimene, kes andis nähtusele üsna täpse seletuse. Umbes samal ajal pakkus sarnase vikerkaare seletuse välja üks saksa teadlane Dieter Freiburgsky. Vikerkaare üldist füüsilist pilti kirjeldas 1611. aastal Horvaatia teadlane peapiiskop Mark Antony de Dominis. Eksperimentaalsete vaatluste põhjal jõudis ta järeldusele, et vikerkaar saadakse vihmapiisa sisepinnalt peegelduse ja kahekordse murdumise tulemusena - tilga sissepääsu juures ja sellest väljumisel. Rene Descartes andis vikerkaare kohta põhjalikuma seletuse 1635. aastal oma Meteoras, peatükis Vikerkaarest. Eelkõige selgitas ta õigesti sekundaarse vikerkaare tekkemehhanismi. Isaac Newton traktaadis Optika täiendas ta Descartes’i ja de Dominise teooriat, selgitades vikerkaarevärvide põhjuseid. Samas tõi I. Newton välja seitse värvi: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne. Kuigi vikerkaare mitmevärviline spekter on pidev, on paljudes riikides selles 7 või 6 (näiteks inglise keelt kõnelevates maades) värvi. Arvatakse, et I. Newton valis esimesena numbri 7.

Isaac Newton uuris oma laboris läbi kardina ümmarguse augu läbinud päikesekiirte lagunemist klaasprisma abil spektriks

Päike. Vihma. Vikerkaar.

Erinevate aegade teadlased püüdsid niiti selgitada, see on loomulik nähtus. Täielik ra-du-gi you-ho-dit teooria on väljaspool geo-met-ri-che-taevast ja jah, laine-uus-ulgub op-ti-ki ja tre-bu-et jõud -ei- mine ma-te-ma-ti-che-go-ap-pa-ra-ta. Filmis antakse esimene ettekujutus ra-du-gest, keegi siiski, for-me-cha-tel-aga ka from- mitte nii lihtne. See on os-no-va-but esitus Rene De-kar-ta ja Isa-a-ka New-to-on teostel.

Rene Descartes selgitas ra-du-gi geomeetriat: selle kuju ja rassi taevas. Isa-ak Newton "ras-kra-sil" ra-du-gu, andes selgituse selle mittevärvi-seal kohta.

Suurepärane Isa-ak Newton oma tead-mind-ei-kogemuses klaasist auhinnakaevandusega, ilma kellegi-ro-gota, nüüd pole asi -dyat-sya füüsikatundides, de-lo-elas valge päikeseenergia-nech- ny valgust värvi-kompositsioonidesse-la-u-schi ja pro-de-mon-stri-ro -võlli, et erinevad värvid vastavad erinevatele-isiklikele-for-the-the-break-le-tion. See on na-zy-va-et-sya dis-per-si-tema valguse ilming. Nimelt aga bla-go-da-rya dis-per-si ra-du-ha different-but-color-naya.

Ras-look-rim nüüd kõik samad vihmapiisad. Millised tilgad osalevad dan-no-go värvi ra-du-gi for-mi-ro-va-nii? Eespool öeldust järeldub, et näiteks violetne-le-th-th-th-th värvi moodustavad need ja ainult need tilgad, mõned-rukis asuvad minu sirgel, umbes-ra-zu -yu-schey päikese-nech-ny-mi lu-cha-mi nurga saabumisega $ 42 ^(\circ)$. See tähendab, et ra-du-gi violetne-le-th värv asub top-no-sti ko-well-sa peal, ülemine sinine-da-te-le, telg, yav-la-yu- shche-sya jätkab lõikest "Päike on silm-blu-da-te-la" ja dis-ra nurk on $42^(\circ)$. Ülejäänud värvid lebavad ka sama teljega ja nendele värvidele vastavate ko-kaev-öökullide tippudel-seal on rasside sinu-ra nurgad.

Kui vaatleja vaatab ra-du-gu, siis on Päike on-ho-did-sya tema taga. Nad ütlevad, et ra-du-ha on on-ho-dit-sya "pro-ti-in-sun-nech-noy punktis". You-so-ra-du-gi for-wee-istu Päikese asukohast. Mai-shay ra-du-ha on parem-cha-et-sya, kui Päike on mäe-ri-zon-tu lähedal.

Vaatame nüüd Päikese kiiri, pa-da-yu-shche tilga alumises osas. Nende jaoks mõeldud sümmeetriate si-lu on võimalik, kuid peaaegu täielikult korrata pro-ve-day-noe ülalpool rassiotsust. Seejärel tõusevad tilkadest tekkivad kiired you-ho-de üks-ühele üles ja Maalt vaatleja neid lihtsalt ei näe. Aga võib-olla veel üks pro-go-de-ni valgusvihk tilk tilga haaval! Kiired võivad langeda kaks korda tilga tagaseinalt ja sealt siis välja tulla.

Selline pro-ho-de-ni-beam-kelle annab teise ra-du-gu. Teine ra-du-ga vaade umbes 52 $ ^ (\circ) $ nurga all paremale-le-tion "Päike on silm blu-da-te-la". Sel viisil on ta kõrgem kui esimene. Kuna kiired-ra-zha-lamasid tilkade seintelt kaks korda, selle värvireas, on tagakülg alt punane ja fio-le-to-vy ülalt-hu.

Iga ot-ra-same-nii puhul nõrgeneb valguse intensiivsus-la-et-sya, nii et teine-ra-du-ha on vähem ere kui esimene. Theo-re-ti-che-ski su-shche-stvu-yut ja kolmas ra-du-ga ja ra-du-gi on rohkem kui you-so-of-rida, kuid need ei paista -meie alla tavatingimustes, as-ku-lu-cha-yut-sya koos paljude from-ra-same-no-yah tilgaga.

Tähelepanu-ma-tel-ny mees-lo-age for-me-tit taeva tume piirkond, ras-lo-emane esimese ja teise sülemi ra-du-ga- mi vahel. Fakt on see, et pärast kokkupuudet vihmapiiskadega jõuab -blue-da-te-lu-le vaid väike arv kiiri nurga-la-mi vahemikus $41^(\circ)$ kuni $52^(\ tsirk) $. Veel üks mitte-alati-minu jaoks-cha-e-minu märk ra-du-gi - light-lo-dark-nye-lo-sy kohe all fio-le-to-howl doo-goy first huil ra-du -gi. Nende seletus mitte-you-go-dit jääb aga geo-met-ri-che-sky op-ti-ki raamidest välja.

On võimatu näha taevas tervet ra-du-gi saja-I-sche-mu ringi Maal on-blue-yes-te-lyu. Täielik ra-du-gu - ümbermõõt on terve, seda on näha tausta-ta-na pritsmetes, rassid-lo-naised-nee-so-co üle maa -lay. Ja taevas on näha sa-mo-le-ta ra-du-gu täis.

I. Newton. Op-ti-ka ehk Trak-tat umbes from-ra-same-ni-yah, pre-lom-le-ni-yah, from-gi-ba-ni-yah ja valguse värvid / Pe- re-waters kolmandast an-gli-sko-go from-da-nia 1721 koos ad-me-cha-ni-i-mi S. I. Wa-vi-lo-va. - Teisest väljaandest / Arvustanud G. S. Land-sber-gom. - M .: GITTL, 1954. - (Loodustundmise klass-si-ki. Ma-te-ma-ti-ka, me-ha-ni-ka, physic-ka, ast-ro-no -mia. )

V. I. Ar-nold. Ra-du-ga // V. I. Ar-nold. Ma-te-ma-ti-che-no-ma-nie loodus. - M.: MTsNMO, 2010.

H. Nus-sen-zweig. Ra-du-gi teooria // Edu füüsikateadustes. 1989. V. 125. S. 527-547.

Juhend

Nagu Newton tuvastas, saadakse valge valguskiir erinevat värvi kiirte koosmõjul: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo, violetne. Iga värvi iseloomustab konkreetne lainepikkus ja vibratsioonisagedus. Läbipaistva keskkonna piiril valguslainete kiirus ja pikkus muutuvad, võnkesagedus jääb samaks. Igal värvil on oma murdumisnäitaja. Punane kiir kaldub eelmisest suunast kõige vähem kõrvale, oranž veidi rohkem, siis kollane jne. Violetsel kiirel on kõrgeim murdumisnäitaja. Kui valguskiire teele paigaldatakse klaasprisma, siis see mitte ainult ei kaldu kõrvale, vaid laguneb ka mitmeks erinevat värvi kiireks.

Ja nüüd . Looduses täidavad klaasprisma rolli vihmapiisad, millega päikesekiired atmosfääri läbides kokku põrkuvad. Kuna vee tihedus on suurem, siis kahe keskkonna piiril olev valguskiir murdub ja laguneb komponentideks. Edasi liiguvad värvikiired juba tilga sees, kuni põrkuvad kokku selle vastasseinaga, mis on ühtlasi ka kahe meediumi piiriks ja millel on pealegi peegelomadused. Suurem osa valgusvoost pärast sekundaarset murdumist jätkab liikumist õhus vihmapiiskade taga. Osa sellest peegeldub tilga tagaseinalt ja vabaneb õhku pärast sekundaarset murdumist selle esipinnal.

See protsess toimub samaaegselt paljudes tilkades. Vikerkaare nägemiseks peab vaatleja seisma seljaga Päikese poole ja näoga vihmaseina poole. Spektrikiired tekivad vihmapiiskadest erinevate nurkade all. Igast tilgast siseneb vaatleja silma ainult üks kiir. Naabertilkadest väljuvad kiired ühinevad, moodustades kaare. Seega satuvad ülemistest tilkadest vaatleja silma punase värvi kiired, allpool olevatest - oranžid jne. Violetsed kiired on kõige tugevamad. Lilla triip jääb põhjaks. Vikerkaare kuju on näha, kui Päike on horisondi suhtes mitte rohkem kui 42° nurga all. Mida kõrgemale Päike tõuseb, seda väiksem on vikerkaare suurus.

Tegelikult on kirjeldatud protsess mõnevõrra keerulisem. Tilga sees olev valguskiir peegeldub mitu korda. Sel juhul ei saa jälgida mitte ühte värvikaaret, vaid kahte - esimest ja teist järku vikerkaart. Esimest järku vikerkaare välimine kaar on värvitud punaseks, sisemine kaar lilla. Teist järku vikerkaare puhul on asi vastupidine. Tavaliselt tundub see palju kahvatum kui esimene, kuna valgusvoo intensiivsus väheneb mitme peegelduse korral.

Hoopis harvemini võib taevas korraga jälgida kolme, nelja ja isegi viit värvilist kaare. Seda täheldasid näiteks Leningradi elanikud 1948. aasta septembris. Seda seetõttu, et vikerkaared võivad tekkida ka peegeldunud päikesevalguse käes. Selliseid mitmevärvilisi kaare võib jälgida tohutul veekogul. Sellisel juhul liiguvad peegeldunud kiired alt üles,

Vikerkaarega kirjeldatud ringi keskpunkt asub vaatlejat ja Päikest läbival sirgel antipäikesepunktis, samal ajal kui Päike on alati vaatlejast tagapool ning Päikest ja vikerkaart on võimatu korraga näha. aega ilma optilisi seadmeid kasutamata. Ringi nurga raadius on 42 kraadi. Maapinnal vaatleja jaoks näeb vikerkaar tavaliselt välja nagu ringi kaar, mida madalamal on Päike horisondi kohal, seda lähemal on kaar poolele ringile ja vikerkaare tipu kõrgus maapinnast on 42 kraadid. Mida kõrgem on vaatluspunkt, seda täielikum on kaar (täisringi on näha ka lennukilt). Kui Päike tõuseb üle 42 kraadi horisondi kohal, on vikerkaare võimaliku esinemise ring maapinnast madalamal ja selle pinnal asuv vaatleja vikerkaart ei näe. Vikerkaare lähedale ei pääse, nagu ka silmapiirile.

Vikerkaare füüsika

Vikerkaar tekib siis, kui päikesevalgus murdub ja peegeldub atmosfääris hõljuvatest veepiiskadest (vihm või udu). Need tilgad tõrjuvad erinevat värvi valgust erineval viisil (vee murdumisnäitaja pikema lainepikkusega (punane) valguse puhul on väiksem kui lühikese lainepikkuse (violetse) valguse puhul), seega kaldub punane valgus kõige nõrgemalt kõrvale – 137° 30 ' ja violetne on kõige tugevamalt painutatud 139° 20'). Selle tulemusena laguneb valge valgus spektriks. Vaatleja, kes seisab seljaga valgusallika poole, näeb mitmevärvilist kuma, mis tuleb kosmosest mööda kontsentrilisi ringe (kaare).

Ühe tilga sees peegelduse jaoks on sellisel nurgal üks väärtus, kahel - teine ​​jne. See vastab esmasele (esimest järku vikerkaar), sekundaarsele (teise järgu vikerkaar) jne vikerkaarele. Esmane - kõige heledam, see võtab tilgast ära suurema osa valgusest. Looduses pole kõrgemat järku vikerkaart tavaliselt näha, kuna see on väga nõrk.

Kolmandat järku vikerkaare ilmumine looduslikes tingimustes on äärmiselt haruldane. Arvatakse, et viimase 250 aasta jooksul on selle nähtuse jälgimise kohta esitatud vaid viis teaduslikku aruannet. Samal ajal on tänu spetsiaalsete pildistamismeetodite kasutamisele ja saadud fotode hilisemale töötlemisele võimalik registreerida neljanda, viienda ja isegi ootuspäraselt seitsmenda järgu vikerkaare.

Laboritingimustes on võimalik saada palju kõrgema järgu vikerkaare. Niisiis väideti 1998. aastal avaldatud artiklis, et autoritel õnnestus laserkiirgust kasutades saada kahesajanda järgu vikerkaar.

Ilusad vikerkaared

Kõige sagedamini vaadeldakse lihtsat vikerkaarekaarti, kuid on teada ka palju muid optilisi nähtusi, mis tekivad sarnastel põhjustel või näevad sarnased välja. Nende hulgas näiteks udune (valge) vikerkaar, mis tekib väga väikestel udupiiskadel ja tuline vikerkaar(üks halo tüüpidest), mis esineb rünkpilvedel. See näeb välja nagu vikerkaar ja nõrk parheel - halo, mis on 22 ° nurga all päikesest vasakule ja paremale. Võib näha öösel kuu vikerkaar .

Kui veepinna (või mõne muu peegeldava pinna, näiteks märja liiva) kohale ilmub vikerkaar, tekib nn. peegeldunud vikerkaar(ing. Reflection rainbow). See tekib siis, kui päikesevalgus peegeldub veepinnalt enne, kui see tabab vihmapiiska, kus see murdub. Vajalik on, et veepind oleks piisavalt suur, rahulik ja vihmamüüri lähedal. Tingimuste arvukuse tõttu on peegeldunud vikerkaar haruldane.

Peegeldunud vikerkaar ületab horisondi tasemel peamist, seejärel läheb sellest üle. Kuna päikesevalgus peegeldub veest eelnevalt, on peegelduva vikerkaare heledus madalam kui peamisel.

Teatud asjaoludel võite näha kahekordset, ümberpööratud või isegi rõngakujulist vikerkaart. Tegelikult on need nähtused teisest protsessist - valguse murdumisest atmosfääris hajutatud jääkristallides ja kuuluvad halo juurde. Pööratud vikerkaare ilmumiseks taevasse (pea-senitaalkaar, seniitkaar - üks halotüüpidest) on vaja spetsiifilisi ilmastikutingimusi, mis on iseloomulikud põhja- ja lõunapoolusele. Pööratud vikerkaar tekib õhukese pilvekardina jääpurikaid läbiva valguse murdumise tõttu 7–8 tuhande meetri kõrgusel. Sellise vikerkaare värvid on samuti vastupidised: lilla on ülaosas ja punane on all.

Uurimislugu

Kuigi vikerkaare mitmevärviline spekter on pidev, eristatakse selles paljudes riikides 7 või 6 (näiteks inglise keelt kõnelevates maades) värvi. Arvatakse, et I. Newton valis esimesena numbri 7.

Mnemoonilised fraasid

Vikerkaare värvid on järjestatud nähtava valguse spektrile vastavas järjestuses. Vene keeles on selle jada meeldejätmiseks sellised mnemoonilised fraasid:

• To ak umbesüks kord JA ak- h vonar G tina Koos läks katki f onar
• To iga umbes hotnik ja teeb h nat, G de Koos läheb f asaan

Fraasid on nn akrostiks.

Nendes fraasides vastab iga sõna algustäht teatud värvi nime algustähele.

• To iga- punane
• O hotnik- Oranž
• JA teeb- kollane
• W nat- roheline
• G de- sinine
• FROM läheb- sinine
• F asaan- violetne

Fraasis sisalduvad värvid on loetletud vastavalt vikerkaare värvide järjestusele, alates punasest (pikima lainepikkusega nähtav valgus) kuni violetseni (lühema lainepikkusega nähtav valgus).

Vikerkaar ajaloos, mütoloogias ja kultuuris

• Skandinaavia mütoloogias on vikerkaar Bivresti sild, mis ühendab Midgardi (inimeste maailm) ja Asgardi (jumalate maailm); Vikerkaare punane triip on igavene tuli, mis on Asesele kahjutu, kuid põletab iga sureliku, kes üritab sillale ronida. Bifrosti valvab As Heimdall.
• Vana-India mütoloogias äikese- ja välgujumala Indra vibu.
• Vana-Kreeka mütoloogias - jumalate ja inimeste maailmade vahelise sõnumitooja Irida tee.
• Armeenia mütoloogias on vikerkaar Tyri vöö (algselt päikesejumal, seejärel kirjutamise, kunstide ja teaduste jumal).
• Slaavi uskumuste kohaselt joob vikerkaar vett järvedest, jõgedest ja meredest, mis seejärel sajab. Mõnikord neelab ta koos veega kalu ja konni, nii et mõnikord kukuvad nad taevast alla. Vikerkaare ilmumine nägi ette ebaõnne ja kui inimesel õnnestub vikerkaare alt läbi minna, saab mehest naine ja naisest mees.
• Paljude Aafrika rahvaste uskumuste kohaselt võib nendest kohtadest, kus vikerkaar maad puudutab, leida aarde (vääriskivid, karbid või helmed).
• Austraalia aborigeenide mütoloogias peetakse vikerkaaremadu vee, vihma ja šamaanide patrooniks.
• Iiri leprechaun peidab kullapoti kohta, kus vikerkaar maad puudutas.
• Piiblis ilmus vikerkaar pärast ülemaailmset veeuputust inimkonna andestuse, Jumala ja inimkonna liidu (näos / Noa kaudu) ja tõsiasja, et veeuputus ei kordu (1. Moosese) sümbol.
  „Ma panen oma vikerkaare pilve, et see oleks minu ja maa vahelise lepingu märgiks. Ja kui ma kogun pilvi maa kohale, siis ilmub pilve sisse vikerkaar. Rashi Pentateuhhi tõlk selgitab seda fraasi järgmiselt: "Kui ma kogun pilvi maa kohale", kui Minu Kohtuotsuse Atribuut sunnib Mind tooma maa peale pimeduse ja surma, siis ... "ilmub vikerkaar maa peale." pilv." See tähendab, et taevas näidatakse vikerkaart, kui inimkond väärib oma pattude eest surma. „Ja kui ma viin pilve maa peale, siis ilmub pilve sisse vikerkaar; ja ma pean meeles oma lepingut, mis on minu ja teie vahel ning kõigi elavate hingede vahel kõiges lihas; Ja vett ei ole enam kui uputust, mis hävitaks kogu liha." Talmudi järgi pole suurte õiglaste eluajal seda märki vaja, kuna nende kohalolek kaitseb universumit surma eest.
• Jaapani mütoloogias seisid taevasillal jumalad Izanagi ja Izanami, kes kastsid sellelt oda, mille piisad muutusid saarteks.
• Vikerkaarekujutis oli Catherine de' Medici isiklik embleem.
• Frank Baumi raamatus "Imeline võlur Oz" ja sellel põhinevas filmis siseneb vikerkaare alt mööduv tüdruk Dorothy võlumaale.

Vikerkaar ja sellega seotud terminid

Vikerkaar kui sümbol

Vaata ka

Märkmed

1. , Koos. 38.
2. Minnart M. Valgus ja värv looduses. - M.: "Nauka", 1969. - S. 182. - 344 lk.
3. Kes teeb vikerkaart? (Fragment Ya. E. Geguzini raamatust "Tilk") // Teadus ja elu. - 2016. - nr 10. - lk 73-75.
4. On näha (see on ka joonisel selgelt näha), et märgatavalt palju tilkades peegeldunud-murdunud valgust siseneb ka koonuse sisepiirkonda. Ja kuigi selles piirkonnas pole teravat intensiivsuse maksimumi, mis muudab selles oleva valguse praktiliselt värvituks, on siia siseneva valguse koguhulk siiski üsna suur. Vaatlemisel (ja fotodel) võib sageli märgata, et taevas (nagu maastik ja kõik üldiselt) vikerkaarekaare sees on märgatavalt heledam.
5. Müüdist tegelikkuseni: fotod tõestavad kolmekordse vikerkaare olemasolu - artikkel Optical Society (OSA) veebisaidil
6. Theusner M. Loodusliku neljanda järgu vikerkaare fotovaatlus // Applied Optics. - 2011. - Vol. 50, ei. 28. - P.F129-F133. - DOI:10.1364/AO.50.00F129.
7. Edens H.E. Loodusliku viienda järgu vikerkaare fotovaatlus // Applied Optics. - 2015. - Vol. 54, nr. neli . - P.B26-B34. - DOI:10.1364/AO.54.000B26.
8. Edens H.E., Konnen G.P. Loodusliku seitsmendat järku vikerkaare tõenäoline fotograafiline tuvastamine // Applied Optics. - 2015. - Vol. 54, nr. neli . - P.B93-B96. - DOI:10.1364/AO.54.000B93.
9. Ng P. H., Tse M. Y., Lee W. K. Ripatstilgast moodustunud kõrgjärku vikerkaarte vaatlemine (inglise) // Journal of Optical Society of America B. - 1998. - Vol. 15, nr. üksteist . - Lk 2782-2787.
10. Vikerkaar – polariseeritud kaar?
11. Peegeldus vikerkaared
12. Peegeldusvibu moodustumine
13. Kuidas vikerkaar ilmub (määramata) .

Teiste optiliste nähtuste hulgas atmosfääris on vikerkaar oma väljendusrikkuse ja ilu poolest üks tähelepanuväärsemaid, sagedasemaid ja laiemalt tuntud. Oma välimuselt on see mitmevärviline kaar Päikese vastasküljel paiknevate vihmapilvede taustal. Vikerkaar moodustub ainult siis, kui ülaltoodud Päikese ja vihmapilvede paigutuse korral sajab viimastest vihma ning mida suuremad on tilgad, seda selgem ja heledam on vikerkaar ning vastupidi, väikeste vihmapiiskadega muutub valkjaks, vaevumärgatavaks või üldse mitte nähtavaks. Vikerkaare värvide paigutus ja vaheldumine on alati sama: välimine (ülemine) serv on värvitud punaseks, seejärel oranžiks, kollaseks, roheliseks ja alumine serv on lilla.

Vikerkaare tekkimist seletatakse vihmapiiskades päikesekiirte murdumise, sisepeegelduse ja lagunemisega komponentvärvideks. Päikesekiir, mis läheb tilga sisse, kogeb esimest osalist murdumist ja lagunemist. Olles jõudnud tilga tagumise siseseinani, kogeb see täielikku sisemist peegeldust ning tilgast lahkudes murdub uuesti ja laguneb liitvärvilisteks kiirteks. Kuna erinevat värvi kiirte murdumisnurk ei ole sama, siis tuleb igast tilgast välja mitte paralleelsete, vaid lahknevate värviliste kiirte kiir, millest kõige vähem hälbivad punased ja kõige rohkem violetsed kiired. Seetõttu langevad ülaltoodud tilkadest vaatleja silma punased kiired ja allpool asuvatest tilkadest langevad suure murdumisnurgaga (hälbe) kiired, mille hulka kuuluvad oranž, kollane jne, ja viimane - violetne. . Seega näeb vaatleja vihmapiiskade moodustatud päikesevalguse vertikaalset spektrit.

Vikerkaare moodustumisel osalevad vaid need tilgad, mis paiknevad vaatleja suhtes vastava valguskiirte murdumisnurga all.

Kui Päike on silmapiiril, näeb vikerkaar välja poole ringina, mille nurgaraadius on umbes 41°. Päikese tõustes vikerkaar laskub ja kui see on 41-42°, siis vikerkaar kaob. Sel põhjusel on keskpäeva paiku parasvöötmes ja troopilistes kiludes vikerkaare ilmumine kõigis muudes soodsates tingimustes võimatu.

Mõnikord on kahekordne vikerkaar (üks teise kohal) ja ülemises (teiseseks) vikerkaarel vahelduvad värvid vastupidises järjekorras.

Vikerkaar ilmub õhtul või hommikul, kõige sagedamini pärast viimast vihma. See on vaid kaudne märk ühest või teisest suurusest vihmapiiskadest ehk teisisõnu vaatlejast eemalduvast tugevast või nõrgast vihmast.