المحتوى
- ما الذي يسبب ألوان قوس قزح
- كيف تتشكل أقواس قزح
- تسلسل ألوان قوس قزح
- إسحاق نيوتن نظرية اللون
- أنواع أخرى من أقواس قزح
- تذكر ألوان قوس قزح
- اصنع قوس قزح الخاص بك
يعود الفضل للفيلسوف اليوناني أرسطو "باكتشاف" قوس قزح في عام 350 قبل الميلاد. ومع ذلك ، لم يزرع إسحاق نيوتن في البداية ما يقرب من عام 1665 م ، ثم زرع بذور ما أصبح فيما بعد تفسيرًا علميًا لسبب تكوين قوس قزح بالطريقة التي يقومون بها. الألوان السبعة في قوس قزح - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي - تظهر دائمًا بنفس الترتيب.
ما الذي يسبب ألوان قوس قزح
في حين أن قوس قزح قد يبدو كما لو كان في مكان ثابت في السماء ، فإنه لا يبدو كذلك. يرى الجميع قوس قزح في مكان مختلف ، وهذا يتوقف على موقعهم على الأرض وموقع الشمس (أو مصدر ضوء آخر). هناك حقيقة أخرى رائعة حول أقواس قزح وهي أنه لا يوجد شخصان يشاهدان نفس الشيء تمامًا. يختلف ما تراه تبعًا للطريقة التي ينعكس بها الضوء وينعكس عليك. شخص ما يبدو أنهم يقفون مباشرة تحت قوس قزح سوف ينظرون إليه ويرونه من بعيد.
تتسبب الألوان الجميلة التي تراها عندما يظهر قوس قزح في تقسيم الضوء بواسطة المنشور إلى أطوال موجية مختلفة ، مما يخلق طيفًا للألوان. يظهر قوس قزح عادة بعد المطر ، لأنه عندما يمر ضوء الشمس (الضوء الأبيض المرئي ، والذي هو في الواقع مزيج من جميع الألوان المرئية) عبر قطرات الماء ، ينحني وينقسم إلى ألوان قوس قزح. عادة ما تكون قطرات الماء عبارة عن قطرات مطر ، ولكنها قد تأتي أيضًا من رذاذ الشلال أو النافورة أو الضباب أو الندى أو الضباب. تتكون أقواس قزح من سبعة ألوان لأن قطرات الماء تقطع أشعة الشمس البيضاء إلى الألوان الرئيسية السبعة للطيف المرئي.
ومع ذلك ، إذا قمت بفحص قوس قزح عن كثب ، يمكنك أن ترى أن هناك أكثر من سبعة ألوان فردية. قوس قزح ليس طيفًا نقيًا ، ولكنه يتكون من عدة ألوان متداخلة ومختلطة معًا. هناك ببساطة الكثير من الألوان للعين البشرية لتمييزها جميعا.
عندما تتداخل ألوان قوس قزح عند حوافها ، فإنها تنتج لمعانًا من الضوء "الأبيض" ، مما يجعل الجزء الداخلي من قوس قزح أكثر إشراقًا من الخارج.
يعتقد بعض العلماء أن النيلي قريب جدًا من اللون الأزرق بحيث لا يمكن تمييزه حقًا ، مما لا يمنح قوس قزح سوى ستة ألوان مميزة.
كيف تتشكل أقواس قزح
يتشكل قوس قزح عندما تنتشر أشعة الشمس من قطرات المطر إلى عينيك. يجب تطبيق بعض شروط الأرصاد الجوية حتى تتمكن من رؤية قوس قزح. بالنسبة للمبتدئين ، يجب أن تكون الشمس وراءك ، منخفضة في السماء وفي زاوية أقل من 42 درجة فوق الأفق. كلما انخفضت سماء الشمس كلما زاد قوس قزح. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون هناك مطر أو ضباب أو مصدر آخر من قطرات الماء أمامك.
عندما يضرب الضوء قطرة ماء بزاوية ، فإنه يبطئ ويغير الاتجاه. هذا هو المعروف باسم الانكسار ويحدث لأن الماء أكثر كثافة من الهواء. عندما يذهب الضوء إلى الماء بزاوية معينة ، ينعكس بعض ذلك الضوء من داخل الماء ثم يترك القطرة. أثناء انتقالها مرة أخرى إلى الهواء ، تحدث عملية الانكسار مرة أخرى.
عندما ترى قوس قزح ، فأنت تنظر بالفعل إلى الضوء المنكسر وينعكس من قطرات المطر المختلفة ، بعضها ينظر إليها بزاوية 42 درجة (الضوء الأحمر) ، بعضها بزاوية 40 درجة (الضوء الأزرق) والبعض الآخر بينهما. تختلف زاوية الانحراف عن الضوء الأحمر والضوء الأزرق لأن الضوء الأزرق ينكسر (ينكسر) أكثر من الضوء الأحمر.
أفضل وقت لرؤية قوس قزح هو فقط بعد انتهاء العاصفة المطيرة ، عندما لا يزال هناك بخار ماء في الهواء. لن تشاهد قوس قزح أثناء العاصفة الممطرة لأن الغيوم تسد معظم الضوء. إذا انتظرت لفترة طويلة بعد العاصفة الممطرة ، فسوف يتبخر بخار الماء في الهواء. لن ترى قوس قزح بعد طقس الشتاء مثل تساقط الثلوج لأن قطرات الماء تتجمد إلى جزيئات الجليد التي تبعثر الضوء بطرق مختلفة.
إذا كنت تقف في المكان الصحيح ، فسترى ضوء الشمس المتناثر ينعكس باتجاهك. يظهر قوس قزح ملون عندما ينتشر الضوء بواسطة العديد من قطرات الماء ، حيث تخرج ألوان مختلفة من القطرات بزوايا مختلفة.
قوس قزح له شكل نصف دائري لأن قطرات الماء لا تسقط في ورقة مسطحة ، ولكن على مسافات وسرعات مختلفة. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، يظهر قوس قزح كجزء من شكل قوس أو شبه دائرة أو "U". تشاهد قوس قزح نصف دائري فقط فوق مستوى الأرض عند شروق الشمس أو غروبها عندما تكون الشمس في الأفق. خلاف ذلك ، تشاهد جزء أصغر من قوس قزح. في العادة ، لا يمكنك رؤية سوى أكثر من نصف دائرة من قوس قزح حيث يتم إخفاء نصف الدائرة الآخر أسفل الأفق. ومع ذلك ، إذا كنت في وضع أعلى من قطرات الماء ، مثل أعلى مبنى طويل ، فمن الممكن رؤية قوس قزح كامل الدائرة.يقع مركز قوس قزح مباشرة مقابل موقع الشمس في السماء ، مما يعني أنه يمكنك رؤية المزيد من قوس قزح مع اقتراب الشمس من الأفق.
إذا كنت محظوظًا ، فقد تتمكن من رؤية قوس قزح مزدوج (قوس قزح ثانوي فوق القوس الرئيسي). الألوان في ترتيب عكسي في قوس قزح الثانوي ، وهي أكثر هشاشة من قوس قزح الأساسي لأن المزيد من الضوء يهرب من انعكاسين أكثر من واحد. يتوزع قوس قزح الثانوي على مساحة أوسع من السماء ، مما يجعلها تقارب ضعف عرض قوس قزح الأساسي.
أقواس قزح الأولية والثانوية في قوس قزح مزدوج وغالبا ما يكون شريط الظلام بينهما. وهذا ما يسمى فرقة ألكساندر ، بعد ألكساندر أفروديسياس ، الذي وصف الفرقة لأول مرة في عام 200 ميلادي. ويعود ظلام الفرقة إلى حقيقة أن أيا من أشعة الشمس منتشرة نحوك بواسطة قطرات الماء بين زوايا الانحراف عن أقواس قزح الثانوية.
تسلسل ألوان قوس قزح
تسلسل ألوان قوس قزح هو نفسه دائمًا - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والعنيف - لأن ألوان الضوء المختلفة لها أطوال موجية مختلفة. يظهر اللون الأحمر دائمًا أولاً ، ويشكل قوسًا خارجيًا لأقواس قزح ، حيث يبلغ طول الموجة الأطول حوالي 650 نانومترًا. نظرًا لانحناء الضوء عند 42 درجة لإنتاج هذا اللون ، يمكنك دائمًا رؤيته في قوس قزح ، حتى إذا كانت الألوان الأخرى الموجودة في قوس قزح غير واضحة.
الضوء الأحمر الذي تراه في قوس قزح يأتي من قطرات أعلى قليلاً في الجو من القطرات التي تبعثر الضوء البنفسجي. تمر الأطوال الموجية الأقصر بتغير متزايد في الاتجاه ، مما يعني أن اللون البنفسجي يظهر دائمًا في مخطط قوس قزح الداخلي لأنه يحتوي على أقصر طول موجي يبلغ حوالي 400 نانومتر.
إسحاق نيوتن نظرية اللون
حوالي عام 1665 ، مر إسحاق نيوتن بالضوء الأبيض من خلال المنشور وشاهد الضوء على شكل قوس قزح يتكون من سبعة ألوان مختلفة. اعتقد نيوتن أن الألوان كانت مماثلة لملاحظات المقياس الموسيقي التي تبدأ بـ D ولا تحتوي على أدوات حادة أو مسطحة. اثنين من الألوان - البرتقالي والنيلي - تقابل نصف الخطوات في المقياس. على الرغم من أن تشبيه نيوتن الموسيقي تم دحضه لاحقًا (عندما اكتشف العلماء أن الترددات الموسيقية وأطوال موجات الضوء المرئية ليست متساوية) ، أظهرت نظريته اللونية أن الضوء الأبيض عبارة عن مزيج من الأضواء المختلفة الألوان وساعد الأجيال المقبلة على فهم طبيعة الضوء بشكل أفضل.
أنواع أخرى من أقواس قزح
بدلاً من قوس قزح ، قد ترى قوس قزح أو قمر أو قوس قزح أحمر.
يشبه fogbow قوس قزح التقليدي ، لكنه يتشكل عندما يتفاعل ضوء الشمس مع قطرات الماء الموجودة في الضباب أو الضباب أو السحب ، بدلاً من قطرات المطر. قطرات الماء في fogbow ما بين 10 و 1000 مرة أصغر من قطرات المطر ودائما ما يقل قطرها عن 0.1 مم. قد يُعرف قوس قزح باسم قوس قزح أبيض لأنه ، على عكس قوس قزح التقليدي ذي سبعة ألوان مميزة ، فإنه غائب تقريبًا عن الألوان. هذا لأن قطرات الماء صغيرة جدًا. بينما لا يزال الضوء ينعكس من قطرة الماء باتجاهك ، فإن عملية حيود الضوء بواسطة القطرة لها تأثير مهيمن. يعمل الحيود على توسيع شعاع الضوء المنعكس ، مما يؤدي إلى تشويش الألوان وإعطاء مظهر أبيض أو لون باهت للغاية.
أحيانًا ما يطلق على قوس قزح قوس قزح قمري. يحدث هذا عندما ينكسر الضوء من القمر ، عبر قطرات الماء في الهواء.
ونادرا ما ينظر إلى Moonbows لأنها باهتة جدا. كمية الضوء التي تنتجها حتى أشعة القمر الكامل هي أقل بكثير من كمية الضوء التي تنتجها الشمس. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينتج القمر الكامل ضوءًا كافيًا لتحفيز مستقبلات الألوان المخروطية في العين البشرية. ومع ذلك ، لا تزال الألوان موجودة ، ويمكن التقاطها بالتصوير الطويل. Moonbows أكثر شيوعًا في أجزاء معينة من العالم ، مثل هاواي.
لرؤية قوس قزح ، يجب أن يكون القمر بالقرب من أو في طورته الكاملة وفي زاوية تقل عن 42 درجة في السماء. أيضًا ، يجب أن تكون سماء الليل مظلمة جدًا ، ويجب أن يكون هناك أمطار تسقط مقابل القمر أو أي مصدر آخر من قطرات الماء ، مثل الشلال.
لرؤية قمر ، يجب أن يكون القمر ورائك. الوقت الأمثل لاكتشاف قوس قزح هو بضع ساعات بعد غروب الشمس أو قبل شروق الشمس.
إذا صادفت رؤية قوس قزح أحمر عند شروق الشمس أو غروبها ، فقد رصدت قوس قزح أحادي اللون. في هذه الأوقات من اليوم ، يسافر ضوء الشمس على مسافة أكبر في الغلاف الجوي ، حيث يوزع أطوال موجات أقصر وزرقاء وبنفسجية. لا يمكن للعين البشرية رؤية الطول الموجي الأزرق والبنفسجي ، لذلك يبدو أن قوس قزح أحمر بالكامل.
تذكر ألوان قوس قزح
إحدى الطرق السهلة لتذكر ألوان قوس قزح بالترتيب الصحيح هي باستخدام عبارة "mnemonic" ، وهي عبارة تأخذ الحرف الأول من كل لون وتشكل كلمة جديدة. عند تجميعها ، تشكل الكلمات عبارة يسهل تذكرها. من بين الأشياء الشائعة التي تثيرها ألوان قوس قزح هي Richard Of York Gave Battle In Vain ، ولكن من السهل إنشاء واحدة تليق بك.
هناك طريقة سهلة أخرى لتذكر تسلسل ألوان قوس قزح وهي اسم "Roy G. Biv".
اصنع قوس قزح الخاص بك
كل ما تحتاجه لجعل قوس قزح الخاص بك هو الشمس وخرطوم المياه. قف مع ظهرك ضد الشمس حتى تواجهك بعيدًا. رش خرطوم الماء في الهواء لرؤية قوس قزح صغير. حرك الخرطوم لأعلى أو لأسفل إذا كنت بحاجة إلى ذلك. هذا يعمل بشكل أفضل في الأيام المشمسة جدا.
هناك طريقة أخرى لإنشاء قوس قزح وهي تعليق المنشور الزجاجي حتى النافذة للسماح للضوء بالتألق خلاله.