چرا رنگین کمان به شکل منحنی و نیم دایره است؟

به گزارش رکنا، 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 می‌آید و چه چیزی موجبات پیدایش این پدیده‌ی طبیعی زیبا را فراهم می‌کند. سپس با استناد به همین موضوع می‌توانیم پاسخ دهیم که چرا رنگین کمان نیم دایره است؟

رنگین کمان در روز‌هایی سر و کله اش پیدا می‌شود 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 می‌کنند را تجزیه می‌کنند و یک شکست نوری بسیار بزرگ رخ می‌دهد.

این شکست نوری باعث می‌شود که بر اثر تجزیه‌ی نور سفید آفتاب، شما بتوانید، طیف وسیعی از رنگ‌های تشکیل دهنده‌ی 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 رنگ‌هایی که شما می‌توانید بر اثر پدیده‌ی شسکت نور در رنگین کمان مشاهده کنید، هفت رنگ است.

در حقیقت این هفت رنگ به شکل یک دایره‌ی کامل و‌تر و تمیز نمایان می‌شوند، اما چون ما روی زمین هستیم و خط افق در مسیر نگاه ما وجود دارد، ما تنها نصفی از این دایره‌ی رنگین کمانی را می‌بینیم. اما حالا برویم و با هم ببینیم که چرا اصلا رنگین کمان، دایره‌ای است؟

حالا که متوجه شدیم که رنگین کمان بر اثر تجزیه‌ی نور و به واسطه‌ی قطرات آب پدید می‌آید، راحت‌تر می‌توانیم درک کنیم که چرا رنگین کمان نیم دایره و یا دایره‌ی کامل است؟

حالا ما می خواهیم 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؛ درباره‌ی شکست نور که ابتدای محتوا به طور کامل شرح دادیم، اما بازتاب نور، یک موضوع کاملا مفصل است که باید به آن‌ها بپردازیم.

قطرات آب عموما در یک زاویه‌ی ثابت از زاویه‌ی خروجشان قرار میگیرند و این زاویه حدودا به اندازه‌ی ۴۰ تا ۴۲ درجه می‌باشد. همین موضوع درجه‌ی قطرات آب با ما باعث می‌شود که رنگین کمان حالتی دایره‌ای شکل داشته باشد و ما تنها رنگ‌ها و شسکت نور‌هایی در رنگین کمان را می‌بینیم که در مسیر دید ما قرار دارند.

به طور کلی، رنگ‌هایی که شما می‌توانید در یک رنگین کمان دایره‌ای شکل مشاهده نمایید شامل مواردی همچون قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، بنفش، نیلی می‌شوند. خودتان می‌دانید که نور یک موج است که امواج نوری نیز با فاصله‌های معینی حرکت می‌کنند و پیدا می‌شوند.

به این فواصل طول موج گفته می‌شود، نکته‌ی جالب درباره‌ی طول موج نور در رنگین کمان این است که هر چقدر طول موج یک نور کمتر باشد، تغییر جهتی که بر اثر تجزیه‌ی نور برای آن رنگ اتفاق می‌افتد، بیشتر است. مثلا در مسئله‌ی 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 پدیده‌ی شکست نور و تجزیه‌ی نور را بازسازی کنید. یکی از راحت‌ترین 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 ساده‌ای که از شلنگ آب حیاط شما بیرون می‌آیند، می‌توانند همانند منشوری برای تجزیه‌ی نور عمل کنند.

البته تجزیه‌ی 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 زوایه‌ی متناسب با یک منبع نوری درست، شما می‌توانید رنگین کمانی که ناشی از پدیده‌ی شکست نور است را بر روی دیوار مشاهده نمایید.

البته ممکن است که این رنگین کمان مانند آن پدیده‌ای 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، واضح‌تر 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 تجزیه‌ی نور است که به دلیل زوایه‌ی قطرات آب با ما، به صورت دایره مشاهده می‌شود. البته ما تنها بخشی از این دایره را میبینیم و برای اینکه بتوانیم رنگین کمان را به صورت کامل و دایره‌ای شکل مشاهده کنیم، نیاز است که از بالا و ارتفاع زیاد به آن نگاه کنیم.

در واقع این ارتفاع باید به گونه‌ای باشد که خورشید هم پشت سر ما قرار بگیرد. چرا که هر چقدر حضور خورشید پررنگ‌تر و قوی‌تر باشد، پدیده‌ی رنگین کمان، خیلی سخت‌تر قابل رویت خواهد بود. مثلا بهترین جا برای دیدن یک رنگین کمان در زیباترین و کامل‌ترین 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 نمی‌توانید آن را لمس کنید، در واقع گمان نکنید که با نزدیک شدن به این پدیده، ماهیت آن برایتان ملموس‌تر خواهد بود. از آنجایی که رنگین کمان یک نور است، ابتدا و انتهایی برای آن تعریف نشده و شما نمی‌توانید مکان و یا بعدی از مکان را به محل پیدایش رنگین کمان اختصاص دهید.