اما کدام‌مان وقتی بزرگ می‌شویم هنوز به دنبال جواب سؤال‌هایمان می‌گردیم؟ کدام‌مان می‌دانیم این کمان 7 رنگ از کجا می‌آید و چرا این شکلی است؟ کدام‌مان می‌توانیم جواب سؤال کودکمان را بدهیم؛ مامان این چیه؟ همه از درس‌های دوران ابتدایی به یاد داریم که رنگین کمان بر اثر گذشتن نور از قطرات باران پدید می‌آید اما این پدیده پیچیده‌تر از این حرف‌هاست. بگذارید چند سؤال کنم تا حرفم روشن شود؛ چرا رنگین کمان 7 رنگ است؟ چرا خمیده است؟ آیا فقط همین یک شکل را دارد؟ رنگین کمان در کجای آسمان است؟ چرا بعضی وقت‌ها 2 تا کمان در آسمان هست؟ آیا فقط باران رنگین کمان می‌سازد؟ باز هم بپرسم؟
به این شکل نگاه کنید:
نور خورشید با رسیدن به قطره آب و برای گذشتن از آن می‌شکند، بعد سطح پشتی قطره آن را بازتاب می‌دهد و بازتاب هم هنگام بیرون آمدن از قطره، دوباره می‌شکند و نور حاصل در زاویه حدود 40 تا 42 درجه بیشترین شدت را دارد. این زاویه به اندازه قطره بستگی ندارد ولی به ضریب شکست آن ربط دارد؛ یعنی اگر رنگین کمان از آب دریا به وجود بیاید - که شور است - زاویه کوچک‌تر می‌شود. خب، پس معلوم شد که از همه جور قطره‌ای می‌شود رنگین کمان ساخت؛ فقط باید در هوا پراکنده باشد و شما پشت به خورشید به آن نگاه کنید.
اما نور سفید از مجموع 7 نور رنگی تشکیل شده است. این 7نور هر کدام با طول موج خاص خود شناخته می‌شوند. ضریب شکست هر محیطی برای این نورها متفاوت است؛ یعنی نور آبی و بنفش - که کمترین طول موج‌ها را دارند - با زاویه بزرگ‌تری نسبت به نور قرمز شکسته می‌شوند؛ پس قطره آب، نورها را برحسب طول موج‌شان از هم در زاویه‌های متفاوت جدا می‌کند و باعث می‌شود که ما این رنگ‌های زیبا را ببینیم. سطح پشتی قطره باران مثل یک عدسی است و مثل عدسی‌های دیگر یک نقطه کانونی دارد که درون خود قطره قرار دارد؛ به همین دلیل، طیف نورهای ایجاد شده خودش را قطع می‌کند و در نتیجه رنگ قرمز در نقطه بالاتری از آسمان ظاهر می‌شود و همیشه کمان بزرگ بیرونی را تشکیل می‌دهد.
کمان خمیده یا نوارهای صاف؟
برخلاف تصور ما، رنگین کمان فقط به شکل کمان نیست! در شرایط خاص، آن را به شکل دایره کامل، نوارهای صاف یا حتی به شکل شعله‌های آتش خواهید دید. اما شکل خمیده از کجا می‌آید؟ دلیلش به خاطر نحوه خاص قرارگرفتن شما روی زمین، قطره و خورشید است. تنها نورهایی که با آن زاویه 42 درجه به شما می‌رسند، در چشمتان تشکیل رنگین‌کمان می‌دهند. نور بقیه قطره‌ها به جای دیگری می‌رود. برای همین وقتی راه می‌روید هم هنوز رنگین کمان را در نقطه جدیدی می‌بینید. در واقع رنگین کمان به تنهایی در جای خاصی از آسمان نیست بلکه با شما این ور و آن ور می‌رود.خب، تمام قطراتی که در زاویه درست نسبت به شما قرار دارند(یعنی مکان هندسی آنها) روی یک مخروط واقع‌اند که رو به خورشید است و شما رأس آن هستید؛ این همان کمانی است که دنبالش می‌گشتیم.
وقتی خورشید خیلی پایین است - مثلا در غروب یا طلوع- می‌توانید یک نیم‌دایره کامل ببینید. هرچه خورشید بالاتر باشد، قسمتی از دایره را که می‌بینید، کوچک‌تر است؛ پس برای دیدن دایره کامل، باید بالای ابرها و پشت به خورشید باشید!
شعله ور و دوقلو
اما گفتیم که رنگین‌کمان شعله مانند هم وجود دارد. این نوعش به جای قطرات باران از بلورهای یخ موجود در ابرهای سیروس پدید می‌آید و فقط وقتی رخ می‌دهد که خورشید بالای زاویه 58 درجه در آسمان باشد. این است که در سرزمین‌های شمالی‌تر از مدار 55 درجه اصلا دیده نمی‌شود. این اتفاق نادر به چینش خاص بلورهای یخ نیاز دارد؛ یعنی یخ‌ها باید کاملا افقی باشند اما اگر این طور بشود، تمام ابر مثل یک شعله فروزان و رنگ به رنگ خواهد درخشید!اما پدیده زیبای دیگر، رنگین‌کمان‌های دوقلو هستند. این‌بار موقع دیدن رنگین کمان دقت کنید. یک کمان کمرنگ اما پهن‌تر، کنار کمان اصلی دیده می‌شود. چرا؟ دلیلش ساده است. نور خورشید یک‌بار دیگر در قطره بازتاب کرده و با اینکه ضعیف شده چون زمینه آسمان پشتی تاریک است، رنگین‌کمان دوم دیده می‌شود. در واقع در موارد نادری رنگین‌کمان ناشی از بازتاب سوم هم دیده شده است.
راستی درون قوس رنگین‌کمان همیشه روشن‌تر از سایر جاهای آسمان است؛ اگر گفتید چرا؟
باز هم یک دلیل ساده؛ گفتیم که نورهای بسیاری با زاویه کمتر از حد لازم بازتاب می‌کنند درحالی که نورهای با زاویه بیشتر بازتابی ندارند. همین نورهای سرگردان، درون قوس را روشن می‌کنند.
هنوز سؤال‌های زیادی بی‌جواب است. فکر کنم خودتان باید دنبال جواب‌هایشان باشید!
در خانه رنگین‌کمان بسازیم
ساده‌ترین نوع رنگین‌کمان را می‌توانید در حیاط خانه بسازید. پشت به آفتاب بایستید و با شیلنگ به هوا آب بپاشید. هر چقدر که قطره‌ها کوچک‌تر و بیشتر باشند، رنگین‌کمان بهتری می‌سازید؛ برای همین سعی کنید از سرشیلنگ چرخش‌کننده آب استفاده کنید. اما اگر مثل ما حیاط ندارید، ناراحت نشوید؛ راه دومی هم هست!
چی لازم دارم؟
- یک ظرف پهن و گود
- آب
- آینه
- یک ورق کاغذ سفید
- یک منبع قوی نور مثل چراغ قوه
چه کار کنم؟
1 - حدود سه‌چهارم ظرف را پر از آب کنید.
2 - آینه را از پهلو روی لبه ظرف بگذارید.
3 - لامپ یا چراغ قوه را طوری قرار دهید که تابش نورش از درون آینه دیده شود.
4 - کاغذ را طوری بگیرید که انعکاس نور از آینه روی آن بیفتد.
5 - آینه را آن‌قدر جابه‌جا کنید تا انعکاس سطح آب را ببینید.
6 - حالا با دقت به لبه تصویر انعکاسی نگاه کنید؛ آیا رنگ‌ها را می‌بینید؟
