رنگین کمان چگونه شکل می‌گیرد؟

مجله علمی ایلیاد - مادر طبیعت پدیده‌های شگفت‌انگیز متعددی را برای بشر خلق کرده است. یکی از این پدیده‌های طبیعی رنگین کمان است. آیا تا کنون فکر کرده‌اید که رنگین کمان چگونه ایجاد می‌شود؟ چرا رنگین کمان معمولاً پس از باران نمایان می‌شود؟

در نحوه‌ی شکل‌گیری رنگین کمان حرف اول را نور خورشید می‌زند. نور خورشید از امواج الکترومغناطیسی با طول موج‌های مختلف تشکیل شده است. فرکانس موج الکترومغناطیسی که به چشم انسان می‌رسد، تعیین کننده‌ی رنگ آن طول‌موج است. زمانی که نور از یک ماده وارد ماده‌ای دیگر می‌شود، در سطح مشترک آن‌ها بازتاب و شکست نور اتفاق می‌افتد.

 

زاویه‌ی شکست نیز به فرکانس نور ارتباط دارد. زمانی که نور خورشید وارد یک قطره‌ی آب موجود در هوا می‌شود، موج‌هایی که فرکانس بالاتری دارند، نسبت به موج‌هایی از نور که فرکانس پایین‌تری دارند بیشتر شکسته می‌شوند. برای نور قرمز، تفاوت زاویه‌ی بین اشعه‌ی رسیده از خورشید و نور شکسته شده‌ای که به چشم ناظر می‌رسد، حدود ۴۲ درجه است. از آنجا که موج‌های نور دارای طول موج‌های کوتاه‌تر مانند نور آبی شکست بیشتری پیدا می‌کنند، این تفاوت زاویه برای نور آبی حدود ۴۰ درجه است.

پس از باران، قطرات آب زیادی در هوا معلق باقی می‌مانند. اگر شرایط مناسب باشد، ناظر روی زمین نورهایی که از خورشید می‌رسند و از این قطرات آب عبور می‌کنند را می‌بیند. این نورها معمولاً تشکیل نیم دایره‌ای می‌دهند که نور قرمز در طرف بالایی آن قرار دارد و نورهای متمایل به آبی در قسمت درونی نیم دایره دیده می‌شوند.

در واقع برای همه‌ی قطرات آب موجود در هوا، نورهای قرمز شکسته شده در آن‌ها با زاویه‌ی تندتری نسبت به نورهای آبی بر روی زمین مشاهده می‌شوند. بنابراین زمانی که ناظر روی زمین قرار دارد و با زاویه‌ی بیشتری نسبت به سطح زمین رو به آسمان نگاه می‌کند، نورهای قرمز را بالاتر می‌بیند. نورهای متمایل به آبی در همه‌ی قطرات آب نیز با زاویه‌ی کمتری نسبت به زمین مشاهده می‌شوند. به عبارت دیگر می‌توان گفت که مکان رنگین کمان بستگی به محل ناظر روی زمین دارد.

در مجموع می‌توان گفت برای تشکیل رنگین کمان، مهم‌ترین چیزهایی که مورد نیاز هستند عبارت‌اند از نور خورشید، قطرات آب و زاویه‌ی مناسب ناظر روی زمین. البته باید توجه داشت که رنگین کمان تنها در اثر بارش باران ایجاد نمی‌شود و فواره‌ی آب درون پارک‌ها و خانه‌ها نیز در شرایط مناسب می‌توانند رنگین کمان ایجاد کنند.