فهم قوس قزح: كيف يتشكل وكيفية رؤيته

يعد قوس قزح من أكثر الظواهر الطبيعية جمالًا وسحرًا في عالمنا، فهو يتشكل بواسطة انكسار أو انعكاس الضوء في قطرات الماء في الجو، مما ينتج عنه مجموعة من الألوان الزاهية والمتدرجة. في هذا المقال، سنلقي نظرة عميقة على كيفية تشكل قوس القزح والظروف التي يمكن رؤيته فيها.

عملية تشكل قوس قزح:

١. انعكاس الضوء:

عندما تصطدم أشعة الشمس بقطرات الماء في الجو، يحدث انعكاسٌ للضوء في الداخل. هذا الانعكاس يحدث على حافة القطرة الداخلية، مما يسمح للضوء بالانكسار داخل القطرة.

٢. انكسار الضوء:

عندما يدخل الضوء إلى قطرة الماء، يتم انكساره بسبب اختلاف سرعته في الماء مقارنة بالهواء. هذا الانكسار يسبب انحرافًا لمسار الضوء، وتتفاوت درجات الانكسار بحسب لون الضوء.

٣. التفريق بين الألوان:

يتم تفريق ألوان الضوء عند الانكسار داخل قطرة الماء. تنكسر الألوان بزوايا مختلفة بسبب اختلاف موجة الضوء لكل لون. هذا ينتج عنه فصل الألوان إلى طيفها المختلف (الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والبنفسجي).

٤. انعكاس الضوء داخل القطرة:

بعد الانكسار داخل القطرة وتفريق الألوان، يتم انعكاس الضوء من الجهة الخلفية للقطرة. هذا الانعكاس يعود بالضوء إلى الخارج.

٥. تشكل قوس القزح:

عندما يخرج الضوء من القطرة بعد الانعكاس، يكون قد تم تفريق الألوان وانكسارها. يتشكل القوس القزح عندما يخرج الضوء من القطرة بزاوية معينة، ويتم تشكيل القوس عندما يتوافق الضوء الذي يراه المراقب مع زاوية معينة من القطرات

الألوان في قوس قزح:

١. التفاوت في انكسار الضوء:

عندما ينكسر الضوء داخل قطرة الماء، يتفاوت انكسار الألوان بحسب طول موجة كل لون. الألوان ذات الطول الموجي الأقصر مثل الأزرق والبنفسجي تنكسر بزوايا أكبر من الألوان ذات الطول الموجي الأطول مثل الأحمر.

٢. الانعكاس والتشتت:

بعد أن تنكسر الألوان داخل قطرة الماء، يحدث انعكاس لها على الجهة الخلفية للقطرة. يترتب على ذلك تشتت الألوان، حيث ينعكس كل لون بزاوية مختلفة بناءً على طول موجته.

٣. تشكيل الطيف:

نتيجة لتفاوت انكسار الألوان وتشتتها، يتم تشكيل الطيف المكون من مجموعة الألوان المختلفة. عندما يتفاعل الضوء مع الماء وينعكس وينكسر، يُفصل الضوء إلى طيفه المتعدد الألوان، ويكون الناتج النهائي قوس قزح جميل ومتنوع الألوان.

٤. ترتيب الألوان:

يظهر الألوان في قوس القزح عادةً بالترتيب التالي من الداخل إلى الخارج: أحمر، برتقالي، أصفر، أخضر، أزرق، بنفسجي. هذا الترتيب يعود إلى تفاوت الانكسار بين الألوان وزوايا انعكاسها داخل قطرة الماء

كيفية رؤية قوس قزح:

١. وجود الشمس والمطر:

لرؤية قوس القزح، يجب أن تكون هناك شروط معينة في الجو. يجب أن تكون الشمس والمطر متواجدين في الوقت نفسه. يحتاج الضوء من الشمس ليمر عبر قطرات الماء في الهواء ويتفاعل معها لتشكيل القوس.

٢. زاوية الرؤية:

عندما تكون الشمس خلفك والمطر أمامك، ستتشكل قطرات الماء بينك وبين أشعة الشمس. بمجرد أن تتمكن من رؤية قطرات الماء أمامك، يمكنك بالتالي رؤية قوس القزح أمامك.

٣. ارتفاع الشمس:

يجب أن يكون ارتفاع الشمس في السماء ليس بالكثير، وذلك لأن الشمس يجب أن تكون منخفضة بما فيه الكفاية حتى يتم انعكاس الضوء داخل قطرات الماء وتكوين القوس بوضوح.

٤. زاوية القوس:

تتوقف زاوية رؤية قوس القزح على زاوية انكسار الضوء داخل قطرات الماء. عادةً ما يظهر قوس القزح بشكل دائري جزئي، وزاوية الرؤية تتوقف على موقع المراقب والمسافة بينه وبين القطرات المائية

أنواع اخرى من قوس قزح

١. قوس قزح الثانوي:

يحدث قوس القزح الثانوي عندما يتم انعكاس الضوء داخل قطرة الماء مرتين بدلاً من مرة واحدة. يكون قوس القزح الثانوي أضعف سطوعًا وأكثر انتشارًا من القوس الرئيسي. عادةً ما يكون أكثر ضوضاء وله ألوان باهتة.

٢. قوس القزح المزدوج:

يحدث قوس القزح المزدوج عندما يكون هناك انعكاس للضوء داخل قطرات الماء مرتين، ويظهران كقوسين متوازيين. يكون القوس الثانوي أضعف وأكثر انتشارًا من القوس الرئيسي ويظهر عادةً بشكل أضعف وأقل وضوحًا.

٣. قوس القزح الدائري الكامل:

في ظروف نادرة، قد يحدث قوس قزح دائري كامل حول شمس مشرقة في السماء. يتطلب ذلك توافر قطرات ماء في الجو على شكل دائري كامل حول مصدر الضوء (الشمس)، وزاوية الرؤية المناسبة للمراقب لرؤية القوس بشكل كامل.

٤. قوس القزح الثلاثي والرباعي:

في بعض الحالات النادرة جدًا، يمكن أن يتشكل أكثر من قوس قزح بنفس الوقت. في الحالات النادرة جدًا، يمكن رؤية ثلاثة أو حتى أربعة قوس قزح متتالية. هذه الظاهرة تحدث عندما يتم انعكاس الضوء داخل قطرات الماء مرات عديدة بشكل متتالي.

منشور من الماء

من المثير للاهتمام أن تعرف أنه بالفعل يمكن للقوس القزح أن يكون منشورًا من الماء في بعض الحالات النادرة. يحدث هذا عندما تكون الظروف الجوية مثالية لتشكل غيوم عالية من الجليد تسمى بالنسمة العالية (Cirrus clouds). هذه الغيوم تتكون من بلورات جليدية صغيرة جدًا في الطبقات العليا من الجو، وعندما يمر الضوء من خلال هذه البلورات، يتم انعكاسه وانكساره بطريقة مشابهة لما يحدث داخل قطرات الماء أثناء تكون قوس القزح العادي.

بشكل عام، يكون القوس الذي يتشكل من الماء عادةً أكثر باهتاً وأقل وضوحًا من القوس القزح الذي يتشكل من المطر، وذلك بسبب حجم البلورات الجليدية الصغيرة وتشتتها. ومع ذلك، قد تظهر ألوان مشابهة لتلك الموجودة في قوس القزح العادي، مما يخلق منظرًا جميلاً ومثيرًا للإعجاب في السماء

ختامًا:

يعتبر قوس قزح من أكثر الظواهر الطبيعية جمالًا، ورؤيته يمكن أن تكون تجربة مدهشة ومبهجة. عندما ترون قوس القزح، فكروا في العلم وراء هذه الظاهرة الرائعة، واستمتعوا بجمال الألوان الزاهية في السماء.