Γιατί βλέπετε πολύχρωμα μπαλώματα «ουράνιο τόξο» σε βρεγμένο δρόμο;

Η εμφάνιση μπαλωμάτων διαφορετικών χρωμάτων στους δρόμους μια βροχερή μέρα οφείλεται σε συνδυασμό λαδιού, νερού και ακτίνων φωτός. Όταν βρέχει, το λάδι στο δρόμο έρχεται σε επαφή με το νερό και οι φωτεινές ακτίνες αναπηδούν από την επιφάνεια του λαδιού και του νερού για να δημιουργήσουν ένα φάσμα χρωμάτων.

Θυμάμαι ότι μου είπαν οι περίεργοι και «αμύητοι» φίλοι μου κατά τη διάρκεια των παιδικών μου χρόνων ότι τα χρωματιστά σημεία «ουράνιο τόξο» που εμφανίζονται στους δρόμους μετά από μια νέα βροχόπτωση είναι το ίδιο το ουράνιο τόξο, που διαλύθηκε σε αναρίθμητα μικροσκοπικά κομμάτια από έναν ισχυρό κεραυνό που έκοψε το το ίδιο το ουράνιο τόξο!

Δεν ξέρω αν πίστευα πλήρως αυτή την υπόθεση τότε, αλλά πρέπει να ομολογήσω ότι ακουγόταν μάλλον δραματικό και συναρπαστικό. Επίσης, δεν ξέρω πόσοι άνθρωποι εκεί έξω εξακολουθούν να συνδέουν αυτά τα μικροσκοπικά μπαλώματα με τη δράση ενός κεραυνού ενάντια σε ένα ουράνιο τόξο, αλλά νομίζω ότι ήρθε η ώρα να διαλύσουμε τις φήμες.

Μια για πάντα, ας δούμε τι προκαλεί αυτά τα «κηλίδες ουράνιου τόξου» στους δρόμους μετά τη βροχή.

Οπτικά στην εργασία

Πίστωση:malven/Fotolia

Η εμφάνιση μπαλωμάτων διαφορετικών χρωμάτων στους δρόμους μια βροχερή μέρα δεν είναι οιωνός ή μαγεία από μόνη της. είναι απλώς ένας θεαματικός συνδυασμός λαδιού, νερού και ακτίνων φωτός. Τούτου λεχθέντος, προτού προχωρήσουμε σε περισσότερες λεπτομέρειες, θα πρέπει να κατανοήσουμε μερικά βασικά πράγματα σχετικά με τη διάδοση των ακτίνων φωτός μέσω ενός μέσου.

Ανάκλαση εναντίον διάθλασης

Η αντανάκλαση του φωτός είναι ένα πολύ βασικό και εξαιρετικά κοινό φαινόμενο. όταν μια ακτίνα φωτός αναπηδά αφού χτυπήσει μια επιφάνεια, λέμε ότι έχει συμβεί μια αντανάκλαση φωτός ή απλά, η επιφάνεια αντανακλά αυτό το φως. Υπάρχουν μερικές παράμετροι που πρέπει να πληροί οποιαδήποτε επιφάνεια για να αντανακλά το φως (ή να γίνει ανακλαστική). Ωστόσο, τι γίνεται εάν μια επιφάνεια δεν αντανακλά το φως, αλλά την αφήνει να περάσει;

Σε αυτό το σημείο, συμβαίνει διάθλαση. Η διάθλαση είναι ένα φαινόμενο που περιλαμβάνει μια αλλαγή στην κατεύθυνση των ακτίνων φωτός καθώς διέρχονται από ένα μέσο. Λόγω της διάθλασης τα αστέρια φαίνονται να λάμπουν τη νύχτα. (Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στο:Γιατί τα αστέρια λάμπουν, αλλά ο ήλιος όχι;).

Όταν βλέπετε μικρά κομμάτια χρωμάτων ουράνιου τόξου σε έναν δρόμο μια ηλιόλουστη μέρα, στην πραγματικότητα παρατηρείτε μια εντυπωσιακή εμφάνιση ανάκλασης και διάθλασης ταυτόχρονα!

Ουράνιο τόξο στο δρόμο

Μικρές ποσότητες λαδιού υπάρχουν σχεδόν πάντα στους δρόμους (συνήθως λιπαντικό από αυτοκίνητα, ποδήλατα και φορτηγά), αλλά βλέπετε αυτά τα πολύχρωμα σχέδια μόνο σε μια βροχερή μέρα, σωστά; Γιατί είναι αυτό;

Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει γιατί όταν βρέχει, αυτό το λάδι έρχεται (στο δρόμο) σε επαφή με το νερό. Όπως σίγουρα έχετε ακούσει στο παρελθόν, το λάδι και το νερό δεν αναμειγνύονται, επειδή η πυκνότητα του λαδιού είναι μικρότερη από αυτή του νερού. Το πάχος του στρώματος λαδιού ποικίλλει επίσης, από το να είναι τόσο λεπτό όσο ένα μόνο μόριο έως εξαιρετικά παχύ. Επομένως, ένα στρώμα λαδιού διαφορετικού πάχους επιπλέει πάνω από το στρώμα νερού που καλύπτει το δρόμο.

Ουσιαστικά, υπάρχουν τρία μέσα με τα οποία έρχονται σε επαφή οι ακτίνες φωτός. αέρα, λάδι και νερό.

Εποικοδομητική και καταστροφική παρέμβαση

Όταν οι ακτίνες φωτός χτυπούν την επάνω επιφάνεια του φιλμ λαδιού, μερικές από αυτές αντανακλώνται αμέσως, ενώ άλλες διαθλώνται (δηλαδή, ταξιδεύουν μέσω του στρώματος λαδιού και στη συνέχεια αντανακλώνται από την κάτω επιφάνεια του φιλμ λαδιού). Με άλλα λόγια, μερικές από τις ακτίνες φωτός ταξίδεψαν μικρότερη απόσταση από άλλες για να φτάσουν σε εσάς (τα μάτια του παρατηρητή), επομένως υπάρχει διαφορά στο μήκος της διαδρομής.

Εάν η διαφορά στο μήκος των μονοπατιών που διανύει το φως είναι αναπόσπαστο πολλαπλάσιο του μήκους κύματος του φωτός, τότε οι ακτίνες που ανακλώνται από τις δύο κηλίδες αλληλοενισχύονται και προκαλούν εποικοδομητική παρεμβολή, ενώ αν οι ακτίνες αλληλοεξουδετερώνονται, τότε καταστροφικές παρεμβολές λαμβάνει χώρα.

Με απλά, μη τεχνικά λόγια, λόγω της διαφοράς στο πάχος της μεμβράνης λαδιού, οι ακτίνες φωτός πρέπει να διανύσουν διαφορετικές αποστάσεις και στη συνέχεια αναμειγνύονται μεταξύ τους αφού ανακληθούν για να παράγουν ένα φάσμα χρωμάτων.

Επομένως, η εμφάνιση πολύχρωμων μοτίβων στο δρόμο λόγω μιας μεμβράνης λαδιού είναι μια βασική, αλλά συναρπαστική εφαρμογή των αρχών της οπτικής στην καθημερινή ζωή. Παρά το πόσο ωραία είναι η ιδέα ότι οι πετρελαιοκηλίδες είναι μικροσκοπικά ουράνια τόξα που έχουν αποσυντεθεί σε αμέτρητα μικροσκοπικά μπαλώματα στο δρόμο… αυτό απλά δεν ισχύει!