كيف يتم تشكيل قوس قزح؟

مارس 10, 2020

كيف يتم تشكيل قوس قزح؟

إنكسار وانعكاس وتشتت الضوء في قطرات الماء يؤدي إلى تكوين أقواس قزح.

كيف يتم تشكيل قوس قزح؟



ما هو قوس قزح؟
قوس قزح هو ظاهرة متعددة الألوان على شكل قوس يمكن أن تظهر في السماء. يتم إنتاج ألوان قوس قزح من خلال انعكاس وتشتت الضوء من خلال قطرات الماء الموجودة في الغلاف الجوي. قد يرى المراقب أن قوس قزح يقع إما بالقرب أو بعيدًا ، ومع ذلك ، فإن هذه الظاهرة ليست موجودة فعليًا في أي مكان محدد. بدلاً من ذلك ، يعتمد مظهر قوس قزح كليًا على موضع المراقب بالنسبة لاتجاه الضوء. في جوهرها ، قوس قزح هو وهم بصري.

قوس قزح يقدم الطيف يتكون من سبعة ألوان في ترتيب معين. في الواقع ، يتم تعليم أطفال المدارس في العديد من البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية أن يتذكروا اسم "Roy G. Biv" كجهاز ذكري لتذكر ألوان قوس قزح وترتيبها. "Roy G. Biv" تعني: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. الحافة الخارجية لقوس قوس قزح حمراء ، في حين أن الحافة الداخلية هي بنفسجي.

كيف يتم تشكيل قوس قزح؟
يتشكل قوس قزح عندما يمر الضوء (أشعة الشمس بشكل عام) عبر قطرات الماء المعلقة في الجو. تغير موجات الضوء اتجاهها أثناء مرورها عبر قطرات الماء ، مما يؤدي إلى عمليتين: الانعكاس والانكسار. عندما ينعكس الضوء عن قطرة ماء ، فإنه يرتد ببساطة في الاتجاه المعاكس من حيث نشأ. عندما ينكسر الضوء ، فإنه يأخذ اتجاه مختلف. يشير بعض الأفراد إلى الضوء المنكسر باسم "موجات الضوء المنحنية". يتشكل قوس قزح لأن الضوء الأبيض يدخل في قطرة الماء ، حيث ينحني في عدة اتجاهات مختلفة. عندما تصل هذه الموجات الضوئية المنحنية إلى الجانب الآخر من قطرة الماء ، فإنها تنعكس مرة أخرى خارج القطرة بدلاً من عبور الماء تمامًا. نظرًا لفصل الضوء الأبيض داخل الماء ، يظهر الضوء المنكسر كألوان منفصلة للعين البشرية.

ألوان قوس قزح
كل موجة فردية من الألوان لها طول مختلف. على سبيل المثال ، يكون للضوء الأحمر أطول طول موجة وينحني فقط بزاوية 42 درجة تقريبًا. وعلى النقيض من ذلك ، فإن الضوء البنفسجي لديه أقصر طول موجة وينحني عند حوالي 40 درجة قبل الخروج من قطرة الماء. نظرًا لأن طول موجة الضوء الأحمر أطول ، فإنه يظهر بشكل شائع على الحافة الخارجية لقوس قزح. وبالمثل ، يتم ترتيب الألوان الأخرى أيضًا وفقًا لطول الموجة. تنعكس موجات الضوء الأخرى أيضًا من قوس قزح ، ومع ذلك ، فإن هذه الموجات الضوئية غير مرئية للعين البشرية المجردة. توجد هذه الأشعة غير المرئية على جانبي قوس قزح. الأشعة فوق البنفسجية أقصر من الأشعة البنفسجية والأشعة السينية أقصر من الأشعة فوق البنفسجية. إشعاع جاما هو في أقصى أقصى هذا الجانب من قوس قزح.

أنواع قوس قزح
أقواس قزح تتشكل بعدة طرق. فيما يلي بعض الأنواع المختلفة من أقواس قزح:

قوس قزح مزدوج
يحدث قوس قزح مزدوج عندما يكون قوس قزح الثاني مرئيًا فوق قوس قزح الرئيسي. قوس قزح الثاني ليس مشرقا مثل الأول. أصبحت هذه الظاهرة ممكنة من خلال الانعكاس المزدوج ، والذي يتسبب في عكس ترتيب ألوان قوس قزح الثاني.

قمر
على الرغم من أن معظم أقواس قزح ترتبط بأشعة الشمس التي تحدث مباشرة بعد الاستحمام بالمطر ، فإن بعض أقواس قزح يتم إنشاؤها بواسطة ضوء القمر. أقواس قزح أقل شيوعًا من قوس قزح ضوء النهار. لا يمكن رؤية هذه الأوهام إلا في بعض مناطق العالم ، حيث توجد الشلالات عادةً. غالبًا ما تُرى أقواس قزح في الرذاذ الناتج نحو أسفل هذه السقوط. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب عادةً أقواس قزحضوء القمر الكامل مرئية. معظم الناس ينظرون إلى الأقواس البيضاء تمامًا.

القوس الضباب
مثل أقواس القمر التي تحدث عادة في رذاذ الشلال ، يمكن رؤية ضباب الضباب في حالات الضباب الرقيق المصاحب لأشعة الشمس الكبيرة. في هذه الحالة ، ينعكس الضوء على مجموعة كثيفة من جزيئات الماء ، مما ينتج عنه قوس قزح واسع ومشرق. ضباب ضباب أبيض بالكامل. يحدث هذا المظهر الأبيض لأن كل موجة ضوئية يتم عرضها على مساحة واسعة جدًا. تميل هذه الخطوط الواسعة إلى الاندماج معًا ، مما يخلق اللون الأبيض. ومع ذلك ، في بعض الأحيان يمكن رؤية خطوط اللون الأحمر والأزرق على طول حواف كرة الضباب.

انعكاس قوس قزح
يمكن رؤية أقواس قزح الانعكاسية أعلى المسطحات المائية الكبيرة ، مثل البحيرات. تحدث هذه الانعكاسات عندما يكون قوس قزح الأولي مرئيًا فوق سطح الماء. يعكس الماء قوس قزح الأساسي ، مما يخلق قوس قزح ثانوي فوق المستوى الأساسي. قوس قزح الثانوي هذا هو مجرد انعكاس للون وهو أكثر هشاشة إلى حد ما من قوس قزح الأساسي. يتخذ شكله شكلًا ممدودًا ويمتد عادةً لأعلى في خط مستقيم ، بدلاً من شكل قوس. يبدو أن هذين القوسين يمسان حيث يلتقي كل منهما بالأرض ، مما يخلق قسمًا أوسع وأكثر إشراقًا من هذه الظاهرة. أقواس قزح انعكاس غير شائعة.

ينعكس قوس قزح
قوس قزح المنعكس مشابه لقوس قزح الانعكاس في أنه يحدث على مساحة كبيرة من الماء الثابت ، على الرغم من أن بعض الأفراد قد أبلغوا عن ملاحظة وجود أقواس قزح معكوسة في مجموعات أصغر من الماء الثابت أيضًا. الفرق بين هذين النوعين من أقواس قزح هو أن الانعكاس لا يتم إسقاطه في السماء ، بل على سطح الماء. تتشكل أقواس المطر هذه عندما تمر موجات الضوء عبر قطرات الماء في الغلاف الجوي وتنعكس على سطح الماء. يبدو أن نقاط النهاية لكل من قوس قزح الأساسي والعاكس تمس في الماء ، ومع ذلك ، فإن الاثنين لا يشكلان دائرة كاملة. بدلاً من ذلك ، يقوم قوس قزح المنعكس بإنشاء شكل بيضاوي ممدود مع وجود قوس قزح في السماء.

قوس قزح أحادي اللون
كما يوحي اسمها ، فإن قوس قزح أحادي اللون يأخذ لونًا صلبًا واحدًا بدلاً من الطيف الكامل الذي يلاحظ عادةً في أقواس قزح. هذه الظاهرة تنتج قوس قزح أحمر قوي. هذه الأقواس أكثر شيوعًا بعد هطول الأمطار التي تحدث بالقرب من غروب الشمس أو شروق الشمس. في هذه الساعات ، ينتقل ضوء الشمس إلى عمق أعمق في الغلاف الجوي ، مما يتسبب في انتشار موجات الضوء الأخضر والأزرق على مساحة أوسع ، وبدون هذه الألوان ، تستطيع موجات الضوء الأحمر السيطرة على السماء. تعتبر أقواس قزح أحادية اللون ظاهرة نادرة.