Γιατί τα ουράνια τόξα είναι πάντα κυρτά ή τοξωτά;
Τα ουράνια τόξα είναι κυρτά λόγω του τρόπου με τον οποίο το φως του ήλιου αντανακλάται από τις σταγόνες νερού. Το φως αντανακλάται σε γωνία 40-42 μοιρών, γεγονός που δημιουργεί ένα καμπύλο σχήμα.
Τα ουράνια τόξα είναι τόσο όμορφα φαινόμενα, έτσι δεν είναι; Εκεί ψηλά στον ουρανό, βλέπετε μια αψίδα επτά χρωμάτων, κάθε μπάντα τόσο όμορφη και μαγευτική όσο η επόμενη. Τα ουράνια τόξα είναι αρκετά σπάνια, καθώς πρέπει να έχετε μια ηλιόλουστη και βροχερή μέρα ταυτόχρονα.
Συχνά αναρωτιέμαι γιατί τα ουράνια τόξα είναι πάντα καμπύλα, αντί σε ευθεία γραμμή ή ακόμα και τετράγωνο, αλλά για να κατανοήσουμε σωστά αυτό το φυσικό φαινόμενο, πρέπει να ξέρουμε γιατί σχηματίζεται εξαρχής ένα ουράνιο τόξο.
Η γέννηση ενός ουράνιου τόξου
Ένα ουράνιο τόξο χρειάζεται δύο πράγματα:σταγονίδια νερού και το φως του ήλιου. Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, κάθε σταγόνα νερού λειτουργεί σαν πρίσμα. Αυτό σημαίνει ότι όταν μια δέσμη ηλιακού φωτός χτυπήσει τη σταγόνα, δύο πράγματα μπορούν να συμβούν:το φως απλώς θα περάσει μέσα ή θα λυγίσει, θα αναπηδήσει από την επιφάνεια και μετά θα λυγίσει ξανά καθώς βγαίνει, διασκορπίζοντας το λευκό φως στα επτά ορατά χρώματα που συνθέτουν κάθε ουράνιο τόξο.
Η καμπύλη του ουράνιου τόξου
Ένα ουράνιο τόξο στην πραγματικότητα δεν έχει σχήμα ημικύκλιο ή τόξο. αυτό είναι απλώς το σχήμα που βλέπουμε. Στην πραγματικότητα, ένα ουράνιο τόξο είναι ένας κύκλος, αλλά δεν μπορούμε να δούμε το πλήρες σχήμα επειδή ο ορίζοντας κόβει το κάτω μισό. Ωστόσο, αν πετούσατε αρκετά ψηλά, χωρίς καμία ενόχληση, τότε θα μπορούσατε να δείτε ένα πλήρες ουράνιο τόξο.
Σπάνια βλέπουμε ένα γεμάτο ουράνιο τόξο. (Συντελεστές:Suwan Supavasit/shutterstock)
Η εμφάνιση ενός ουράνιου τόξου εξαρτάται από το πού βρίσκεστε. Αν κινείσαι, τότε το ουράνιο τόξο κινείται. Για κάθε άτομο, η θέα θα είναι διαφορετική. Το εύρος των γωνιών στις οποίες αντανακλούν οι σταγόνες της βροχής είναι ο πραγματικός λόγος για τον οποίο τα ουράνια τόξα είναι κυρτά. Για να δείτε σωστά ένα ουράνιο τόξο, πρέπει να στέκεστε με τον ήλιο πίσω σας και να είναι χαμηλά στον ουρανό. Εάν ο ήλιος είναι πολύ ψηλά, τότε δεν θα δείτε τίποτα και κανείς δεν το θέλει αυτό!
Το φως του ήλιου (ή μάλλον, οποιαδήποτε μορφή φωτός) θα αντανακλάται από το σταγονίδιο σε γωνία 40-42 μοιρών. Εάν σχεδιάσετε ένα γεωμετρικό σχήμα ανάμεσα σε όλα τα σταγονίδια που αντανακλούν το φως του ουράνιου τόξου και τα μάτια σας, το σχήμα θα είναι ένας κώνος με τα μάτια σας σε μία από τις δύο άκρες. ο ήλιος θα βρίσκεται στην άλλη.
Ας κάνουμε μερικές δημιουργικές απεικονίσεις για να το καταλάβουμε λίγο περισσότερο. Φανταστείτε ότι στέκεστε μπροστά στον ήλιο με όλες τις σταγόνες νερού μπροστά σας να περιμένουν να σας χτυπήσει το φως του ήλιου. Το ηλιακό φως χτυπά το σταγονίδιο - SMACK - και το έγχρωμο φως που συζητήσαμε προηγουμένως αναπηδά υπό γωνία 40-42 μοιρών προς κάθε δυνατή κατεύθυνση. Δεδομένου αυτού, πώς βλέπετε τα χρώματα; Μόνο τα δοκάρια που λάμπουν απευθείας πάνω σας θα αποκαλύψουν τα χρώματά τους. Με άλλα λόγια, θα δείτε έγχρωμο φως μόνο από εκείνες τις σταγόνες νερού που βρίσκονται στη σωστή γωνία τόσο από εσάς όσο και από τον ήλιο. Το μόνο σχήμα που θα επιτρέψει στις δέσμες φωτός να λάμπουν πάνω σας με αυτή την ακριβή γωνία είναι ένα τόξο ή ένας κύκλος με εσάς στο κέντρο! Προφανώς, δεν βλέπουμε τον πλήρη κύκλο επειδή το εύρος της όρασής μας κόβεται από τον ορίζοντα.
Το μόνο σχήμα που μπορείτε να σχεδιάσετε με σταθερή γωνία από το μάτι σας είναι ένας κώνος!
Voila! Το μυστήριο του ημικύκλου λύθηκε. Όλη αυτή η συζήτηση για τα ουράνια τόξα μου θυμίζει εκείνη την παλιά έκφραση «ψάχνοντας το χρυσό δοχείο στο τέλος του ουράνιου τόξου». Αυτός ο παραδοσιακός μύθος προέκυψε επειδή δεν μπορείς ποτέ να γλιστρήσεις στη μία πλευρά του ουράνιου τόξου. Σε βλέπει πάντα κατάματα, οπότε δεν μπορείς να φτάσεις ποτέ στο "τέλος", από μόνο του.
Μισώ να είμαι ο φορέας των κακών ειδήσεων, αλλά το παροιμιώδες δοχείο με χρυσό δεν είναι απλώς μια μεταφορά για το ανέφικτο – είναι απλώς ένα επιστημονικό γεγονός!
