تحقیق درباره پدیده رنگین کمان (قوس قزح) و چگونگی تشکیل آن

آشنایی با پدیده ی زیبای رنگین کمان (قوس قزح)

رنگین کمان چیست؟

رنگین کمان، آزفنداک، تیراژه، کمان رستم، آدینده و یا نوشه پدیده‌ای نوری و قیاسی است که زمانی که خورشید به قطرات نم و رطوبت جو زمین می‌تابد باعث ایجاد طیفی از نور در آسمان می‌شود. این پدیده به شکل یک کمان رنگین در می‌آید.
رنگین کمان جلوه شگفت آوری از طبیعت است که موقع بارش نم نم و یا پس از بارندگی دیده می‌شود.
در قدیم مردم خرافی رنگین کمان را نشانی از شور بختی می‌پنداشتند. و خیال می‌کردند، رنگین کمان پلی است برای بالا رفتن ارواح و زمانی که آنرا می‌دیدند گمان می‌کردند شخصی در آستانه مرگ است.

رنگ های رنگین کمان

رنگین کمان، همان گونه که از نامش پیداست، کمانی متشکل از چند رنگ است. اگر هنگام بارش باران، خورشید در آسمان ظاهر شود، رنگین کمان به وجود می‌آید. نور خورشید، که ما آن را معمولا سفید می‌بینیم، ترکیبی از هفت رنگ مختلف است. این هفت رنگ رنگین کمان عبارت‌اند از: بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز. به این ترتیب اگر نور خورشید تجزیه شود، نواری متشکل از هفت رنگ پدیدار می‌شود که به آن«طیف» می‌گویند.

چه زمانی رنگین کمان دیده می‌شود؟

اغلب رنگین کمان موقعی دیده می شود که هم باران می‌بارد، و نیز از سوی دیگر خورشید می‌تابد و ما نیز بین این دو قرار گرفته‌ایم. یعنی خورشید باید از پشت سر ما بتابد و باران هم در جلوی روی ما ببارد. در این حالت نور خورشید از پشت سر ما به قطرات باران می‌رسد، این قطرات نور را تجزیه کرده و آنرا به شکل نوارهای رنگین درمی‌آورند (تجزیه نور).

برای وقوع این پدیده ، خورشید ، چشم ناظر و وسط قوس رنگین کمان باید هر سه در یک امتداد مستقیم قرار گرفته باشند. پس اگر خورشید در آسمان خیلی بالا باشد، هرگز چنین خط مستقیمی درست نمی‌شود، از اینرو رنگین کمان را تنها در صبح زود و یا موقع عصر می‌توان دید.

زمان تشکیل رنگین کمان

رنگین کمان معمولا بعد از بارش باران، یعنی زمانی که هوا پر از قطرات ریز آب است، ظاهر می‌شود. در واقع هر کدام از این قطرات مانند یک منشور کوچک عمل می‌کنند. نور خورشید پس از عبور از میان قطرات باران می‌شکند و به هفت رنگ تشکیل دهنده خود تجزیه می‌شود. هر جزء تشکیل دهنده نور خورشید با زاویه شکست مخصوص به خود می‌شکند؛ به همین دلیل ما آنها را به هفت رنگ مختلف می‌بینیم.

نحوه تشکیل رنگین کمان

این منظره زیبا از شکستن نوری که از میان قطرات باران گذشته است، پدید می‌آید. در اینجا قطرات باران هر کدام نقش منشوری را دارند. که نور خورشید را تجزیه و بازتاب می کند و باعث تفکیک رنگها بصورت مرتب و شکل هندسی زیبایی می‌شوند.

رنگین‌کمان‌ها را می‌توان هر زمان که قطرات آب در هوا وجود دارند و نور خورشید از پشت سر در یک زاویه عمودی کوچک می‌تابد مشاهده کرد. بخاطر همین رنگین کمان ها اغلب در نیمه ی غربی آسمان به هنگام صبح و در نیمه ی شرقی آسمان به هنگام عصر دیده می شوند.

جلوه های تماشایی رنگین کمان ها در زمانی که نیمی از آسمان به خاطر وجود ابرهای در حال بارش تاریک است و ناظر در مکانی با آسمانی صاف و در جهت خورشید قرار دارد، دیده خواهد شد. یک رنگین‌کمان درخشان با زمینه ی تاریک. در طی این شرایط خوب دید، اغلب رنگین کمانی بزرگ تر ولی کمرنگ تر با فاصله ی ۱۰ درجه بیرون از رنگین کمان اصلی و ترتیب رنگی وارونه(نسبت به رنگین کان اصلی) نمایان می شود

مکان تشکیل این پدیده

معمولاً در نزدیکی آبشارها و فواره‌ها نیز اثر رنگین‌کمان مشاهده می‌شود. بعلاوه، در طول یک روز آفتابی این اثر را می‌توان به طور مصنوعی با پراکنده ساختن قطره های آب در هوا ایجاد کرد. یک مهتاب‌کمان، رنگین‌کمان ماهتابی یا رنگین‌کمان شب‌هنگام، را به ندرت در شب‌های شدیداً مهتابی می‌توان مشاهده کرد. از آنجا که قوهٔ بینایی انسان برای رنگ در نور کم ضعیف است، مهتاب‌کمان‌ها اغلب سفید مشاهده می‌شوند.

عکاسی از نیم‌دایرهٔ کامل رنگین‌کمان در یک فریم مشکل است، چون نیاز به زاویه دید ۸۴درجه‌است. برای یک دوربین ۳۵mm، یک عدسی با فاصله کانونی ۱۹mm یا عدسی زاویه-گسترده کمتر مورد نیاز است. حال که نرم‌افزارهای قدرتمندی برای چسباندن چندین عکس در یک سراسرنما در دسترس است، تصاویر کل کمان و حتی کمان‌های ثانویه را می‌توان به راحتی از یک سری از فریم‌های رویهم‌افتاده ساخت. از داخل هواپیما، شخص شانس دیدن تمام دایرهٔ رنگین‌کمان را، با سایهٔ هواپیما در مرکز، دارد. این پدیده می‌تواند با گلوری اشتباه گرفته شود، اما یک گلوری معمولاً خیلی کوچکتر است، تنها ۲۰-۵درجه را پوشش می‌دهد.

چرا رنگین کمان ها گرد هستند؟

رنگین کمان ها گرد هستند. چون موقعی که یک قطره باران نور را خم می کند، نور از قطره باران در زاویه ۴۰ تا ۴۲ درجه نسبت به زاویه ای که وارد قطره باران شده، خارج می شود.

بنفش ها و آبی ها در زاویه ۴۰ درجه خم می شوند و نارنجی ها و قرمزها در زاویه ۴۲ درجه خم می شوند. در نتیجه تنها ستون های نوری که شما می بینید از قطرات بارانی هستند که ۴۰ تا ۴۲ درجه از سایه سر شما دور هستند. این به رنگین کمان ظاهر قوسی شکل می دهد.

رنگین کمان ها پایانی ندارند. معمولاً دایره کامل آنها را نمی بینیم. چون که خط افق زمین در مسیر قرار می گیرد.

اما اگر خورشید در آسمان خیلی پایین باشد، یا درست قبل از غروب خورشید یا درست بعد از طلوع خورشید، ما می توانیم نیمی از یک دایره را ببینیم. هرچه خورشید در آسمان بالاتر باشد ما میزان کمتری از رنگین کمان را می بینیم.

تنها راه برای این که یک دایره کامل رنگین کمان را در آسمان ببینیم این است که بالای قطرات باران باشیم و خورشید در پشت ما باشد. به این ترتیب به عنوان مثال باید از یک هواپیما به قطرات نگاه کنیم.

نکات جالب درباره رنگین کمان

در رنگین کمان هفت رنگ وجود دارد.

۱ـ در زمان مشاهده رنگین کمان، خورشید در پشت سر شما قرار دارد و دقیقاً مقابل خورشید، مرکز رنگین کمان وجود دارد.

۲ـ رنگین کمان زمانی تشکیل می شود، که ارتفاع خورشید در بالای افق بیش از ۵۴ درجه نباشد.

۳ـ رنگین کمان نه در آسمان های دور دست، بلکه در هوای نزدیک به ما، در هر کجا که خورشید به قطره های باران می تابد، ظاهر می گردد. رنگین کمان زمانی تشکیل می شود که نور خورشید در آسمان تجزیه شود. این تجزیه به وسیله قطره های آب باران صورت می گیرد، در واقع نور پس از عبور از قطره آب تجزیه می شود و به صورت طیفی از رنگ ها در می آید.

۴ـ نور خورشید به این دلیل سفید رنگ است که زیرا ترکیبی از همه رنگ هایی است که با چشم انسان قابل رویت می باشند و اگر منشوری در برابر آن قرار دهیم، رنگ های تشکیل دهنده آن را خواهیم دید.

سایر اسرار رنگین کمان

نکته جالب توجه در مورد رنگین کمان این است که یک قطبشگر آن را نامرئی می‌کند. مثلا زمانی که با یک فیلتر قرمز رنگ نور به رنگین کمان نگاه کنیم، فقط زمینه‌ای قرمز رنگ خواهیم دید. علت این امر این است که فقط نور به رنگ قرمز از پولاروید عبور می‌کند و سایر رنگ ها جذب آن می‌شوند.

موضوع جالب توجه دیگر ، این است که اگر دو نفر کنار هم ایستاده باشند، یک رنگین کمان واحد را نخواهند دید. این قوس هفت رنگ ، کمان دایره‌ای می‌باشد، که سایه سر ناظر مرکز آن دایره است. پس بسته به جای هر فرد و فاصله او تا قطرات باران ، کمانهای متفاوتی خواهیم داشت و هر کس رنگین کمان مخصوص خودش را خواهد دید.

پیشنهادی: آشنایی با منشور و انواع آن