Περιεχόμενο
- Τι προκαλεί τα χρώματα του ουράνιου τόξου
- Πώς σχηματίζονται τα Rainbows
- Ακολουθία για τα χρώματα του ουράνιου τόξου
- Isaac Newtons Θεωρία Χρώματος
- Άλλοι τύποι Rainbows
- Θυμηθείτε τα χρώματα του ουράνιου τόξου
- Κάνε το δικό σου Rainbow
Ο Έλληνας φιλόσοφος Αριστοτέλης πιστώνεται με την «ανακάλυψη» του ουράνιου τόξου από το 350 π.Χ. Ωστόσο, δεν ήταν μέχρι το 1665 Α.Δ. ότι ο Ισαάκ Νεύτωνας φυτεύτηκε για πρώτη φορά τους σπόρους του τι αργότερα έγινε επιστημονική εξήγηση ως προς το γιατί τα ουράνια τόξα σχηματίζουν τον τρόπο που κάνουν. Τα επτά χρώματα στο ουράνιο τόξο - κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, ινδικό και βιολετί - εμφανίζονται πάντα στην ίδια σειρά.
Τι προκαλεί τα χρώματα του ουράνιου τόξου
Ενώ ένα ουράνιο τόξο μπορεί να μοιάζει με ένα σταθερό σημείο στον ουρανό, δεν το κάνει. Ο καθένας βλέπει ένα ουράνιο τόξο σε διαφορετικό σημείο, ανάλογα με τη θέση του στο έδαφος και τη θέση του ήλιου (ή άλλης πηγής φωτός). Ένα άλλο δροσερό γεγονός για τα ουράνια τόξα είναι ότι κανένας δύο άνθρωποι δεν βλέπουν πάντα το ίδιο πράγμα. Αυτό που βλέπετε ποικίλλει ανάλογα με το πώς το φως κάμπτεται και αντανακλάται πίσω σε εσάς. Κάποιος που μοιάζει να στέκεται δεξιά κάτω από ένα ουράνιο τόξο θα το κοιτάξει πραγματικά και θα το δει από απόσταση.
Τα όμορφα χρώματα που βλέπετε όταν εμφανίζεται ένα ουράνιο τόξο προκαλούνται από το σπάσιμο του φωτός από ένα πρίσμα σε διαφορετικά μήκη κύματος, το οποίο δημιουργεί ένα φάσμα χρωμάτων. Ένα ουράνιο τόξο εμφανίζεται συνήθως μετά από βροχή, επειδή όταν το ηλιακό φως (ορατό λευκό φως, το οποίο είναι στην πραγματικότητα ένα μίγμα όλων των ορατών χρωμάτων) διέρχεται από σταγονίδια νερού, σκύβει και χωρίζεται στα χρώματα του ουράνιου τόξου. Τα σταγονίδια νερού είναι συνήθως βροχοπτώσεις, αλλά θα μπορούσαν επίσης να προέρχονται από σπρέι καταρράκτη, σιντριβάνι, ομίχλη, δροσιά ή ομίχλη. Τα Rainbows αποτελούνται από επτά χρώματα επειδή τα σταγονίδια νερού διασπούν το λευκό ηλιακό φως στα επτά κύρια χρώματα του φάσματος ορατού φωτός.
Ωστόσο, αν επιθεωρήσετε ένα ουράνιο τόξο πιο προσεκτικά, μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν περισσότερα από επτά μεμονωμένα χρώματα. Ένα ουράνιο τόξο δεν είναι ένα καθαρό φάσμα, αλλά αποτελείται από πολλά χρώματα που έχουν επικαλυφθεί και αναμειχθεί. Υπάρχουν απλά πάρα πολλά χρώματα για το ανθρώπινο μάτι για να τα ξεχωρίσετε όλα.
Όταν τα χρώματα ενός ουράνιου τόξου επικαλύπτονται στις άκρες τους, παράγουν μια λάμψη "λευκού" φωτός, που κάνει το εσωτερικό μέρος ενός ουράνιου τόξου πολύ πιο λαμπερό από το εξωτερικό του.
Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το indigo είναι πολύ κοντά στο μπλε για να είναι πραγματικά διακριτό, πράγμα που θα έδινε στο ουράνιο τόξο μόνο έξι διακριτά χρώματα.
Πώς σχηματίζονται τα Rainbows
Ένα ουράνιο τόξο σχηματίζεται όταν το φως του ήλιου είναι διάσπαρτα από σταγόνες σταγόνων στα μάτια σας. Ορισμένες μετεωρολογικές συνθήκες πρέπει να ισχύουν για να δείτε ένα ουράνιο τόξο. Για αρχάριους, ο ήλιος πρέπει να είναι πίσω σας, χαμηλός στον ουρανό και υπό γωνία μικρότερη από 42 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα. Όσο χαμηλότερο είναι στον ήλιο ο ήλιος, τόσο μεγαλύτερο είναι το τόξο του ουράνιου τόξου. Επιπλέον, πρέπει να υπάρχει βροχή, ομίχλη ή άλλη πηγή σταγονιδίων νερού μπροστά σας.
Όταν το φως πλήττει μια σταγόνα νερού υπό γωνία, επιβραδύνει και αλλάζει κατεύθυνση. Αυτό είναι γνωστό ως διάθλαση και συμβαίνει επειδή το νερό είναι πυκνότερο από τον αέρα. Όταν το φως εισχωρεί στο νερό σε μια ορισμένη γωνία, μέρος αυτού του φωτός αντανακλάται μέσα στο νερό και στη συνέχεια αφήνει το σταγονίδιο. Καθώς μετακινείται πίσω στον αέρα, η διαδικασία διάθλασης συμβαίνει και πάλι.
Όταν βλέπετε ένα ουράνιο τόξο, βλέπετε πραγματικά το φως να αντανακλάται και να αντανακλάται από διαφορετικές σταγόνες βροχής, μερικές παρατηρούμενες υπό γωνία 42 μοιρών (κόκκινο φως), μερικές σε γωνία 40 μοιρών (μπλε φως) και μερικές μεταξύ τους. Η γωνία απόκλισης είναι διαφορετική για το κόκκινο φως και το μπλε φως, επειδή το μπλε φως είναι λυγισμένο (διαθλάται) περισσότερο από το κόκκινο φως.
Ο καλύτερος χρόνος για να δείτε ένα ουράνιο τόξο είναι λίγο μετά από μια καταιγίδα που έχει τελειώσει, όταν υπάρχει ακόμη υδρατμούς στον αέρα. Δεν θα δείτε ένα ουράνιο τόξο κατά τη διάρκεια της καταιγίδας, επειδή τα σύννεφα εμποδίζουν το μεγαλύτερο μέρος του φωτός. Αν περιμένετε πολύς καιρός μετά την καταιγίδα, οι ατμοί νερού στον αέρα θα έχουν εξατμιστεί. Δεν θα δείτε ένα ουράνιο τόξο μετά το χειμώνα, όπως η χιονόπτωση, επειδή τα σταγονίδια νερού καταψύχονται σε σωματίδια πάγου που διασκορπίζουν το φως με διαφορετικούς τρόπους.
Εάν στέκεστε στη σωστή θέση, θα δείτε το διασκορπισμένο φως του ήλιου να ανακλάται προς το μέρος σας. Το πολύχρωμο ουράνιο τόξο εμφανίζεται όταν το φως είναι διάσπαρτα από πολλά σταγονίδια νερού, καθώς διαφορετικά χρώματα εξέρχονται από τα σταγονίδια σε διάφορες γωνίες.
Ένα ουράνιο τόξο έχει ημικυκλικό σχήμα επειδή τα σταγονίδια νερού δεν πέφτουν σε ένα επίπεδο φύλλο, αλλά σε διάφορες αποστάσεις και ταχύτητες. Ωστόσο, στις περισσότερες περιπτώσεις ένα ουράνιο τόξο εμφανίζεται ως τμήμα ενός τόξου, ημικυκλίου ή σχήματος "U". Βλέπετε μόνο ένα ημικυκλικό ουράνιο τόξο πάνω από το επίπεδο έδαφος κατά την ανατολή ή το ηλιοβασίλεμα όταν ο ήλιος είναι ακριβώς στον ορίζοντα. Διαφορετικά, βλέπετε ένα μικρότερο μέρος του τόξου ουράνιων τόξων. Κανονικά, μπορείτε να δείτε μόνο ένα ημικύκλιο ενός ουράνιου τόξου καθώς ο άλλος ημικύκλιος είναι κρυμμένος κάτω από τον ορίζοντα. Ωστόσο, εάν βρίσκεστε σε υψηλότερη θέση από τα σταγονίδια νερού, όπως στην κορυφή ενός ψηλού κτιρίου, είναι δυνατόν να δείτε ένα πλήρες κύκλο ουράνιο τόξο.Το κέντρο ενός ουράνιου τόξου βρίσκεται ακριβώς απέναντι από τη θέση του ήλιου στον ουρανό, που σημαίνει ότι μπορείτε να δείτε περισσότερο από ένα ουράνιο τόξο καθώς ο ήλιος πλησιάζει τον ορίζοντα.
Αν είστε τυχεροί, ίσως μπορείτε να δείτε ένα διπλό ουράνιο τόξο (ένα δευτερεύον ουράνιο τόξο πάνω από το κύριο). Τα χρώματα είναι σε αντίστροφη σειρά στο δευτερεύον ουράνιο τόξο και είναι πιο άσχημο από το πρωτογενές ουράνιο τόξο, επειδή περισσότερο φως διαφεύγει από δύο αντανακλάσεις παρά από ένα. Το δευτερεύον ουράνιο τόξο είναι διασκορπισμένο σε μια ευρύτερη περιοχή του ουρανού, καθιστώντας το σχεδόν διπλάσιο από το πρωτεύον ουράνιο τόξο.
Τα πρωτογενή και δευτερογενή ουράνια τόξα σε ένα διπλό ουράνιο τόξο συχνά έχουν μια σκοτεινή ζώνη μεταξύ τους. Αυτό ονομάζεται συγκρότημα Αλεξάνδρες, μετά τον Αλέξανδρο της Αφροδισιάς, ο οποίος περιέγραψε για πρώτη φορά το συγκρότημα το 200 μ.Χ. Το σκοτάδι της μπάντας οφείλεται στο γεγονός ότι κανένα από τα ηλιακά φώτα δεν είναι διάσπαρτα προς το μέρος σας από τα σταγονίδια νερού μεταξύ των γωνιών απόκλισης του πρωτεύοντος δευτερογενή ουράνια τόξα.
Ακολουθία για τα χρώματα του ουράνιου τόξου
Η ακολουθία για τα χρώματα του ουράνιου τόξου είναι πάντα η ίδια - κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, indigo και βίαιος - επειδή τα διαφορετικά χρώματα του φωτός έχουν διαφορετικά μήκη κύματος. Το κόκκινο εμφανίζεται πάντα πρώτα, σχηματίζοντας το εξωτερικό τόξο ουράνιου τόξου, επειδή έχει το μεγαλύτερο μήκος κύματος περίπου 650 νανομέτρων. Επειδή το φως στροφές σε 42 μοίρες για να παραγάγει αυτό το χρώμα, μπορείτε σχεδόν πάντα να το δείτε σε ένα ουράνιο τόξο, ακόμα κι αν τα άλλα χρώματα στο ουράνιο τόξο δεν είναι τόσο προφανή.
Το κόκκινο φως που βλέπετε σε ένα ουράνιο τόξο προέρχεται από σταγόνες ελαφρώς υψηλότερες στην ατμόσφαιρα από τις σταγόνες που διασκορπίζουν το ιώδες φως. Τα μικρότερα μήκη κύματος περνούν από μια ελαφρώς αυξημένη αλλαγή κατεύθυνσης, που σημαίνει ότι η βιολετί εμφανίζεται πάντα τελευταία στο εσωτερικό περίγραμμα του ουράνιου τόξου επειδή έχει το μικρότερο μήκος κύματος περίπου 400 νανόμετρα.
Isaac Newtons Θεωρία Χρώματος
Περί το 1665, ο Isaac Newton πέρασε λευκό φως μέσα από ένα πρίσμα και παρακολούθησε το φως σχηματίζοντας ένα ουράνιο τόξο αποτελούμενο από επτά διαφορετικά χρώματα. Ο Newton πίστευε ότι τα χρώματα ήταν ανάλογα με τις σημειώσεις της μουσικής κλίμακας που αρχίζουν με το D και δεν περιέχουν αιχμηρά αντικείμενα ή διαμερίσματα. Δύο από τα χρώματα - πορτοκαλί και indigo - αντιστοιχούσαν στα μισά βήματα της κλίμακας. Αν και η μουσική αναλογία του Newton αργότερα διαψεύστηκε (όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι μουσικές συχνότητες και τα μήκη κύματος του ορατού φωτός δεν είναι ίσα), η θεωρία του χρώματος έδειξε ότι το λευκό φως είναι ένα μείγμα διαφορετικών χρωματιστών φώτων και βοήθησε τις μελλοντικές γενιές να καταλάβουν καλύτερα τη φύση του φωτός.
Άλλοι τύποι Rainbows
Αντί για ένα ουράνιο τόξο, μπορεί να δείτε ένα γλάσο, ένα φεγγάρι ή ένα κόκκινο ουράνιο τόξο.
Ένα γκάζι είναι παρόμοιο με ένα παραδοσιακό ουράνιο τόξο, αλλά σχηματίζεται όταν το φως του ήλιου αλληλεπιδρά με σταγονίδια νερού που περιέχονται σε ομίχλη, ομίχλη ή σύννεφο, παρά στα σταγόνες βροχής. Τα σταγονίδια νερού σε ένα γλάσο είναι μεταξύ 10 και 1.000 φορές μικρότερα από τις σταγόνες βροχής και σχεδόν πάντα λιγότερο από 0,1 mm σε διάμετρο. Ένα φαντάκι μπορεί να είναι γνωστό ως λευκό ουράνιο τόξο επειδή, σε αντίθεση με ένα παραδοσιακό ουράνιο τόξο με επτά διαφορετικά χρώματα, σχεδόν απουσιάζει από το χρώμα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα σταγονίδια νερού είναι τόσο μικροσκοπικά. Ενώ το φως εξακολουθεί να αντανακλάται από το σταγονίδιο νερού πίσω προς εσάς, η διαδικασία της διάθλασης του φωτός από το σταγονίδιο έχει κυρίαρχη επίδραση. Η διάθλαση διευρύνει την ανακλώμενη δέσμη φωτός, θολώνει τα χρώματα και δίνει μια λευκή ή πολύ αχνά εμφάνιση.
Ένα φεγγάρι ονομάζεται μερικές φορές ένα σεληνιακό ουράνιο τόξο. Αυτό συμβαίνει όταν το φως διαθλάται από το φεγγάρι, μέσω σταγόνων νερού στον αέρα.
Τα φεγγάρια σπάνια φαίνονται επειδή είναι τόσο αχνά. Η ποσότητα φωτός που παράγεται ακόμη και από την πιο φωτεινή πανσέληνο είναι πολύ μικρότερη από την ποσότητα φωτός που παράγεται από τον ήλιο. Επιπλέον, μια πανσέληνος δεν παράγει αρκετό φως για να διεγείρει τους υποδοχείς του κώνου στο ανθρώπινο μάτι. Ωστόσο, τα χρώματα παραμένουν εκεί και μπορούν να ληφθούν από τη φωτογραφία μεγάλης έκθεσης. Τα φεγγάρια είναι πιο κοινά σε ορισμένα μέρη του κόσμου, όπως η Χαβάη.
Για να δείτε ένα φεγγάρι, το φεγγάρι πρέπει να είναι κοντά ή στην πλησιέστερη φάση του και υπό γωνία μικρότερη από 42 μοίρες στον ουρανό. Επίσης, ο νυχτερινός ουρανός πρέπει να είναι πολύ σκοτεινός και πρέπει να βρεθεί βροχή απέναντι από το φεγγάρι ή άλλη πηγή σταγονιδίων νερού, όπως ένας καταρράκτης.
Για να δείτε ένα φεγγάρι, το φεγγάρι πρέπει να είναι πίσω σας. Ο βέλτιστος χρόνος εντοπισμού του φεγγαριού είναι μερικές ώρες μετά το ηλιοβασίλεμα ή πριν από την ανατολή του ηλίου.
Εάν συμβεί να δείτε ένα κόκκινο ουράνιο τόξο κατά την ανατολή ή το ηλιοβασίλεμα, έχετε εντοπίσει ένα μονόχρωμο ουράνιο τόξο. Σε αυτές τις ώρες της ημέρας, το φως του ήλιου ταξιδεύει σε μεγαλύτερη απόσταση στην ατμόσφαιρα, διανέμοντας βραχύτερα μπλε και ιώδη μήκη κύματος. Τα μπλε και ιώδη μήκη κύματος δεν μπορούν να γίνουν αντιληπτά από το ανθρώπινο μάτι, οπότε το ουράνιο τόξο φαίνεται να είναι εντελώς κόκκινο.
Θυμηθείτε τα χρώματα του ουράνιου τόξου
Ένας εύκολος τρόπος να θυμηθούμε τα χρώματα του ουράνιου τόξου με τη σωστή σειρά είναι με μια μνημονική φράση που παίρνει το πρώτο γράμμα κάθε χρώματος και κάνει μια νέα λέξη. Όταν συνθέτουν, οι λέξεις αποτελούν μια φράση που είναι εύκολο να θυμόμαστε. Ένα κοινό μνημονικό για τα χρώματα του ουράνιου τόξου είναι ο Richard Of York που έδωσε μάχη μάταια, αλλά είναι εύκολο να δημιουργηθεί αυτό που σας απευθύνει έκκληση.
Ένας άλλος εύκολος τρόπος να θυμηθούμε την ακολουθία των χρωμάτων ενός ουράνιου τόξου είναι το όνομα "Roy G. Biv".
Κάνε το δικό σου Rainbow
Το μόνο που χρειάζεστε για να φτιάξετε το δικό σας ουράνιο τόξο είναι ο ήλιος και ο σωλήνας νερού. Σταθείτε με την πλάτη σας ενάντια στον ήλιο, ώστε να βλέπετε μακριά από αυτό. Ψεκάστε τον σωλήνα νερού επάνω στον αέρα για να δείτε ένα μίνι ουράνιο τόξο. Μετακινήστε τον εύκαμπτο σωλήνα προς τα επάνω ή προς τα κάτω, αν θέλετε. Αυτό λειτουργεί καλύτερα σε πολύ ηλιόλουστες μέρες.
Ένας άλλος τρόπος για να δημιουργήσετε ένα ουράνιο τόξο είναι να κρατάτε ένα γυάλινο πρίσμα μέχρι ένα παράθυρο για να αφήσετε το φως να λάμψει μέσα από αυτό.