in

كيف يتشكّل قوس قزح؟

قوس قزح مشهد مرحب به بعد العواصف الممطرة الكئيبة على الرغم من أنها واحدة من أكثر الظواهر الجوية المحبوبة إلا أنه لا يمكن التنبؤ بتشكلها حيث تتشكل هذه الأوهام البصرية تلقائياً عندما تقوم قطرات المطر أو الضباب بتفريق الضوء إلى ألوانه الأساسية عبر عمليتين تعرفان باسم انكسار الضوء وانعكاسه.

الظروف المثالية لتشكّل قوس قزح

إنّ تشكل قوس قزح ليس أمراً بسيطاً مثل المزج بين الشمس والماء وإلا فإن أقواس قزح ستتبع كل هطول الأمطار تقريباً.

إن كيفية تفاعل هذين المكونين هي التي تحدد ما إذا كان قوس قزح يتشكل أم لا.

من أفضل الأوقات لرؤية قوس قزح بالقرب من نهاية عاصفة ممطرة عندما تطل الشمس من خلف غيوم المطر ،ولا تزال قطرات المطر تطفو في الهواء حيث يمكنها التقاط ضوء الشمس.

إذا انعكس الضوء مرة واحدة داخل قطرة مطر ،فسيؤدي ذلك إلى إنشاء قوس قزح أساسي إذا انعكس مرتين يتشكل قوس قزح مزدوج.

عندما يسطع ضوء الشمس في قطرة مطر تنتقل موجات الضوء من الهواء إلى الماء لأن الماء أكثر كثافة من الهواء تتباطأ الموجة الضوئية وتنحني أو تنكسر عند دخولها قطرة المطر وبمجرد دخوله إلى حبة الماء ينتقل الضوء إلى السطح الخلفي المنحني للقطرة فيرتد أو ينعكس منها ، ثم يعود من خلال القطرة ويخرج من جانبها الآخر.

ينكسر الضوء مرة أخرى عند خروجه من القطرة وعند دخوله الهواء مرة أخرى ينتشر في جميع الاتجاهات لأعلى ولأسفل وجانباً هذا الانكسار هو الذي يؤدي إلى ظهور مجموعة متنوعة من الألوان التي تشتهر بها أقواس قزح.

علماً أن الضوء الأبيض يتكوّن من جميع الألوان المرئية في الطيف الكهرومغناطيسي: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي.

عندما ينكسر ضوء الشمس ينكسر كل من الأطوال الموجية المكونة للضوء بمقدار مختلف قليلاً وينحني أيضاً بزاوية مختلفة مما يتسبب في انتفاخ شعاع الضوء وانفصاله إلى أطوال موجية لونية فردية.

الأطوال الموجية البنفسجية التي لها أعلى تردد تنكسر أكثر من غيرها وهذا هو السبب في أن اللون البنفسجي هو الأعمق في قوس قزح.

وفي الوقت نفسه فإن اللون الأحمر ذو التردد الأدنى هو الأقل انكساراً وبالتالي يكون اللون الأحمر هو اللون الخارجي في قوس قزح.  

على الرغم من أن كل قطرة تشتت الطيف الكامل للألوان إلا أنه لا يُرى سوى لون واحد لكل قطرة مطر على سبيل المثال إذا وصل الضوء الأخضر إلى عينك فسوف يمر الضوء البنفسجي من نفس القطرة فوق رأسك وسوف يسقط الضوء الأحمر باتجاه الأرض أمامك مما يجعل كل شخص يرى قوس قزح خاص به.

من أجل رؤية قوس قزح الناتج يجب أن تكون الشمس في ظهرك وقطرات الماء أمامك والشمس يجب أن تكون منخفضة في السماء أما إذا كان هناك ارتفاع كبير كما هو الحال مع شمس منتصف النهار فإن زاوية الشمس لا تستطيع تشكيل الزوايا بالدرجة المطلوبة حتى تتمكن أعيننا من رؤية قوس قزح.

ما هي مدة ظهور قوس قزح؟

عندما يتباطأ المطر أو يخفت ضوء الشمس يتلاشى قوس قزح فإذا لاحظت وجود قوس قزح حاول الاستمتاع به قدر الإمكان فهو سوف يستمر فقط طالما بقيت قطرات المطر معلقة في الهواء حيث يمكنها بسهولة التقاط أشعة الشمس وطالما كانت الشمس مشرقة بمعنى آخر إن أقواس قزح هي مشاهد قصيرة العمر تدوم دقائق فقط في أحسن الأحوال في حين أن تلك المرتبطة بالشلالات يمكن أن تستمر لبضع ساعات.