Q & A: Dlaczego tęcze są zakrzywione jak półkola?
Miłe pytanie! Tęcze są efektem przechodzenia światła słonecznego przez małe kropelki wody zawieszone w atmosferze (lub nawet przez nią wpadające!). Są one nie tylko piękne, ale i zazwyczaj rzadkie, ponieważ do ich powstania potrzebny jest deszczowy i słoneczny dzień w tym samym czasie – słońce musi świecić z jednej części nieba, a deszcz z innej, zanim tęcza może się pojawić.
Światło słoneczne pokonuje skomplikowaną drogę przez każdą kropelkę wody. Wpada od strony najbliższej słońcu, zakrzywia się, ponieważ współczynnik załamania światła w wodzie jest większy niż w powietrzu (efekt ten można zaobserwować wkładając ołówek do szklanki z wodą tak, aby jego część wystawała na zewnątrz i patrząc na niego pod różnymi kątami – ołówek będzie wydawał się „złamany” w miejscu, w którym przecina powierzchnię wody). Światło słoneczne, przechodząc przez kroplę wody, odbija się od tylnej powierzchni kropli, wędruje z powrotem na drugą stronę i ponownie wygina się w drodze na zewnątrz.
Powód, dla którego tęcza jest zakrzywiona jest taki, że wszystkie kąty w kropli wody muszą być w sam raz, aby kropla wysłała trochę światła słonecznego do Ciebie, stojącego na ziemi. Zatem, gdy słońce jest *za* tobą, tylko te krople wody, które mają ten sam kąt utworzony przez ciebie, kroplę i słońce (kąt ten wynosi około 42 stopni) przyczynią się do powstania tęczy. Inne kropelki wysyłają swoje światło gdzie indziej, a jeśli przeniesiesz się w inne miejsce, potrzebne są nowe kropelki, aby powstała tęcza, którą widzisz w nowym miejscu. To dlatego nie możesz iść na koniec tęczy, aby znaleźć mityczne krasnoludki i garnki ze złotem; gdziekolwiek staniesz, tęcza jest tworzona przez odległe krople wody odbijające i załamujące światło słoneczne. Tęcza jest zakrzywiona, ponieważ zbiór wszystkich kropel deszczu, które mają odpowiedni kąt pomiędzy Tobą, kroplą, a słońcem leży na stożku skierowanym w stronę słońca, z Tobą na jednym wierzchołku. Tęcza może wyglądać na półokrągłą, jeśli słońce zachodzi lub wschodzi (dobry czas na zobaczenie tęczy, ponieważ światło słoneczne w tym czasie może dostać się pod chmury deszczowe, ponieważ przemieszcza się poziomo). Jeśli słońce jest wyżej na niebie, ziemia wchodzi w drogę i możesz zobaczyć mniej niż półokrągłą tęczę.
Tęcza jest kolorowa, ponieważ krople wody działają jak małe pryzmaty — to, jak bardzo światło ugina się, gdy wchodzi i wychodzi z kropli zależy od jej koloru, a światło słoneczne zawiera wkłady ze światła wszystkich kolorów. Tak, że 42 stopnie powyżej jest trochę inny dla czerwonego światła i inny jeszcze dla niebieskiego światła — musisz spojrzeć w innym miejscu, aby zobaczyć czerwony łuk tęczy i niebieski łuk tęczy, więc widzisz je jako łuki na niebie o różnych rozmiarach, a tęcza jest pasiasta z kolorami.
Możesz zrobić swoje własne tęcze za pomocą zraszacza trawnikowego lub nawet butelki z wodą, która może wytworzyć delikatną mgiełkę. W jasny, słoneczny dzień ze słońcem na plecach, rozpyl trochę wody przed sobą w różnych kierunkach, aby zobaczyć, gdzie najlepsze tęcze można zobaczyć. Czy potrafisz sprawić, by jedna z nich zatoczyła koło? Tęcze pojawiają się w najładniejszych miejscach – można je czasem zobaczyć na dnie wodospadów, a nawet przez chwilę w pluskach nurków na basenie.
(opublikowano dnia 10/22/2007)
.