چرا رنگین کمان به شکل منحنی و نیم دایره است؟

چرا رنگین کمان به شکل منحنی و نیم دایره است؟

مجموعه: چرا ، زیرا و چگونه

راز هلالی بودن رنگین کمان + نحوه ساخت رنگین کمان

دلیل پیدایش رنگین کمان چیست؟

شاید بهتر است برای درک راحت و بهتر این سوال که چرا رنگین کمان نیم دایره است، ابتدا با هم بخوانیم که اصلا رنگین کمان چگونه به وجود می آید و چه چیزی موجبات پیدایش این پدیده ی طبیعی زیبا را فراهم می کند. سپس با استناد به همین موضوع می توانیم پاسخ دهیم که چرا رنگین کمان نیم دایره است؟

رنگین کمان در روزهایی سر و کله اش پیدا می شود که ابتدا هوا بارانی باشد و سپس بلافاصله، آفتابی شود. چون هنوز قطرات باران در هوا معلق هستند، ذرات نوری را که بر اثر بالا آمدن خورشید و آفتابی شدن هوا، با این قطرات برخورد می کنند را تجزیه می کنند و یک شکست نوری بسیار بزرگ رخ می دهد.

این شکست نوری باعث می شود که بر اثر تجزیه ی نور سفید آفتاب، شما بتوانید،  طیف وسیعی از رنگ های تشکیل دهنده ی آن را ببینید. پس ما متوجه شدیم که رنگین کمان برای اینکه بتواند به وجود بیاید، به هم نشینی باران و آفتاب احتیاج دارد. تعداد رنگ هایی که شما می توانید بر اثر پدیده ی شسکت نور در رنگین کمان مشاهده کنید، هفت رنگ است.

در حقیقت این هفت رنگ به شکل یک دایره ی کامل و تر و تمیز نمایان می شوند اما چون ما روی زمین هستیم و خط افق در مسیر نگاه ما وجود دارد، ما تنها نصفی از این دایره ی رنگین کمانی را می بینیم. اما حالا برویم و با هم ببینیم که چرا اصلا رنگین کمان، دایره ای است؟

چرا رنگین کمان نیم دایره است؟

حالا که متوجه شدیم که رنگین کمان بر اثر تجزیه ی نور و به واسطه ی قطرات آب پدید می آید، راحت تر می توانیم درک کنیم که چرا رنگین کمان نیم دایره و یا دایره ی کامل است؟ 

حالا ما میخواهیم دو موضوع بسیار ساده را دلیل کمانی بودن رنگین کمان معرفی کنیم که یکی از این دلایل، شسکت نور است و دلیل دیگری بازتاب نور؛ درباره ی شکست نور که ابتدای محتوا به طور کامل شرح دادیم اما بازتاب نور، یک موضوع کاملا مفصل است که باید به آن ها بپردازیم. 

قطرات آب عموما در یک زاویه ی ثابت از زاویه ی خروجشان قرار میگیرند و این زاویه حدودا به اندازه ی  40 تا 42 درجه می باشد. همین موضوع درجه ی قطرات آب با ما باعث می شود که رنگین کمان حالتی دایره ای شکل داشته باشد و ما تنها رنگ ها و شسکت نورهایی در رنگین کمان را می بینیم که در مسیر دید ما قرار دارند.

به طور کلی، رنگ هایی که شما می توانید در یک رنگین کمان دایره ای شکل مشاهده نمایید شامل مواردی همچون قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، بنفش، نیلی می شوند. خودتان می دانید که نور یک موج است که امواج نوری نیز با فاصله های معینی حرکت می کنند و پیدا می شوند.

به این فواصل طول موج گفته می شود، نکته ی جالب درباره ی طول موج نور در رنگین کمان این است که هر چقدر طول موج یک نور کمتر باشد، تغییر جهتی که بر اثر تجزیه ی نور برای آن رنگ اتفاق می افتد، بیشتر است. مثلا در مسئله ی پیدایش رنگین کمان، بیشترین شکست برای نور بنفش است چون طول موج کوتاه تری دارد. 

خودتان رنگین کمان درست کنید 

برای اینکه خودتان بتوانید یک رنگین کمان درست کنید، کافیست که پدیده ی شکست نور و تجزیه ی نور را بازسازی کنید. یکی از راحت ترین کارها برای به وجود آوردن رنگین کمان این است که در یک روز آفتابی، پشت به نور مستقیم خورشید بایستید و با باز کردن آب شلنگ و پخش کردن قطرات آب درون آن به داخل هوا، شاهد پیدایش یک رنگین کمان باشید. در واقع همین قطرات آب ساده ای که از شلنگ آب حیاط شما بیرون می آیند، می توانند همانند منشوری برای تجزیه ی نور عمل کنند. 

البته تجزیه ی نور و تشکیل رنگین کمان در محیط سربسته نیز امکان پذیر است. کافیست شما یک ظرف آب را مقابل یک دیوار قرار دهید و با قرار دادن یک آینه در ظرف آب با زوایه ی متناسب با یک منبع نوری درست، شما می توانید رنگین کمانی که ناشی از پدیده ی شکست نور است را بر روی دیوار مشاهده نمایید.

البته ممکن است که این رنگین کمان مانند آن پدیده ای که در فضای آزاد حیاط تان مشاهده کرده اید، کمانی و مرتب نباشد. یادتان نرود که برای دیدن رنگین کمان در فضای باز، هر چقدر که محل قرار گرفتن شما بیشتر در سایه باشد، دید شما برای دیدن رنگین کمان، واضح تر خواهد بود. 

سخن آخر و جمع بندی 

با توجه به موارد ذکر شده، حتما متوجه شده اید که رنگین کمان یک شکست نور و یک تجزیه ی نور است که به دلیل زوایه ی قطرات آب با ما، به صورت دایره مشاهده می شود. البته ما تنها بخشی از این دایره را میبینیم و برای اینکه بتوانیم رنگین کمان را به صورت کامل و دایره ای شکل مشاهده کنیم، نیاز است که از بالا و ارتفاع زیاد به آن نگاه کنیم.

در واقع این ارتفاع باید به گونه ای باشد که خورشید هم پشت سر ما قرار بگیرد. چرا که هر چقدر حضور خورشید پررنگ تر و قوی تر باشد، پدیده ی رنگین کمان، خیلی سخت تر قابل رویت خواهد بود. مثلا بهترین جا برای دیدن یک رنگین کمان در زیباترین و کامل ترین حالت ممکن، بالای یک آبشار و یا داخل یک هواپیما در آسمان هاست. 

در نهایت یادتان باشد که رنگین کمان تنها از دور زیباست و شما نمی توانید آن را لمس کنید، در واقع گمان نکنید که با نزدیک شدن به این پدیده، ماهیت آن برایتان ملموس تر خواهد بود. از آنجایی که رنگین کمان یک نور است، ابتدا و انتهایی برای آن تعریف نشده و شما نمی توانید مکان و یا بعدی از مکان را به محل پیدایش رنگین کمان اختصاص دهید. 

گردآوری : بخش علمی بیتوته