درست است که شکل هندسی رنگین کمان نیمدایره به نظر می رسد، اما در واقعیت رنگین کمان یک دایره کامل را تشکیل می دهد. پس چرا ما به جای دایره کامل فقط یک نیمدایره می بینیم؟

رنگین‌کمان به شکل سحرآمیزی ناگهان در افق ظاهر می‌شود و باریکه‌ای از رنگ‌های دلپذیر را در پهنه آسمان به نمایش می‌گذارد. در این هنگام تقریبا همه دست از کار می‌کشند و با چشمان خیره به آسمان نگاه می‌کنند. حتی بعضی‌ها فورا گوشی تلفن همراهشان را درمی‌آورند تا از این لحظه ناب عکس بگیرند.

همان طور که پیداست کمتر کسی پیدا می شود که از دیدن رنگین کمان خوشحال نشود و لبخند بر لبانش ننشیند. به همین علت در بیشتر جشن هایی که برای کودکان برپا می شود روی صورت آنها رنگین کمان می کشند. در تزئین کیک تولد، پرچم هایی که در باغ ها نصب می شود و نیز روتختی و ملحفه تصویر رنگین کمان بسیار به چشم می خورد. شاعران زیادی هم از واژه رنگین کمان در ترانه های خود استفاده کرده اند. بعلاوه، رنگین کمان در افسانه های قومی و اجدادی کشورهای مختلف وجود دارد.

اما رنگین کمان دقیقا چگونه پدیده ای است و چطور ظاهر می شود؟

شاید عجیب به نظر برسد، اما رنگین کمان فقط یک خطای چشمی است. وقتی نور به قطرات آب برخورد می کند رنگین کمان تشکیل می شود. بر اثر این برخورد نور شکسته و در پشت قطره بازتاب می شود. نور هنگام خروج از قطره نیز بار دیگر در زوایای مختلف بازتاب می یابد.

شاید فکر کنید چون رنگین کمان پدیده شناخته شده ای است پس خود به خود همه چیز را درباره آن می دانیم، اما به راستی این طور نیست. اکنون چند نکته را که احتمالا درباره آنها نشنیده اید با یکدیگر مرور می کنیم.

در انتهای رنگین کمان یک کوزه پر از طلا وجود دارد!

یکی از معروف ترین افسانه های قدیمی که درباره رنگین کمان گفته می شود این است که در انتهای آن یک کوزه پر از طلا وجود دارد که یک لِپِرکان از آن نگهبانی می کند. لپرکان یک موجود افسانه ای در اساطیر ایرلند است که به شکل پیرمردی کوچک اندام با کت و کلاه به تصویر کشیده می شود. این افسانه می گوید: در گذشته های دور، وایکینگ هایی که در ایرلند زندگی می کردند از راه غارتگری روزگار می گذراندند. آنها ثروتی را که با زور و چپاول به دست آورده بودند در مکان های مختلف دفن می کردند تا دست هیچ کس به آنها نرسد، اما وقتی ایرلند را ترک کردند بخشی از غنایم خود را جا گذاشتند.

لپرکان ها این گنج های پنهان را یافتند. آنها وقتی فهمیدند وایکینگ ها این ثروت را از راه نادرست اندوخته بودند، دیگر نتوانستند به هیچ انسانی اعتماد کنند. پس از آن برای این که هیچ انسانی نتواند به گنجی که حالا آنها از آن خود می دانستند دست پیدا کند، همه طلاها را دوباره در اعماق زمین در قسمت های مختلف جزیره پنهان کردند. اکنون گمان می رود هر وقت رنگین کمان ظاهر می شود، انتهای آن دقیقا همان محلی است که لپرکان ها یکی از کوزه های طلا را دفن کرده بودند! اما هر کس که به جستجوی انتهای رنگین کمان رفته در نهایت دست خالی برگشته است، چون هیچ کس نمی تواند انتهای آن را پیدا کند.

رنگین کمان نیمدایره ای است

وقتی از روی زمین به رنگین کمان نگاه می کنیم، فقط نوری را که به وسیله قطرات آب بالای افق بازتاب شده می بینیم. به همین علت نیمه پایینی و پنهان رنگین کمان مشاهده نمی شود. برای دیدن دایره کامل رنگین کمان باید خلبان باشید یا سرنشین هواپیما، آن وقت این امکان را دارید تا نیمه پایینی افق را هم ببینید و دایره کامل رنگین کمان برای شما ظاهر شود.

گاهی اوقات ایستادن در مکان های بلند یا در قله کوه نیز راه حل مناسبی است. از آنجا که رنگین کمان دایره ای شکل است هیچ انتها و پایانی برای آن ممکن نیست. وقتی حرکت می کنید به نظر می رسد رنگین کمان هم با حرکت شما جابه جا می شود، چون نوری که باعث تشکیل رنگین کمان شده همیشه در فاصله و زاویه مشخصی از شما قرار دارد.

رنگین کمان هفت رنگ دارد

تعداد رنگ هایی که در رنگین کمان می بینید بستگی به این دارد که چگونه به آن نگاه می کنید. در مدرسه یاد گرفتیم که رنگین کمان شامل هفت رنگ است. این رنگ ها به ترتیب عبارتند از: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش. اینها دقیقا همان رنگ های طیف مرئی هستند. قرمز بیشترین طول موج و بنفش کمترین طول موج را دارد.

بعضی دانشمندان نیز فکر می کنند که دو رنگ نیلی و آبی آن قدر به هم شبیه هستند که تشخیص آنها چندان ساده نیست، اما رنگین کمان فقط به این هفت رنگ محدود نمی شود. حتما می پرسید بقیه رنگ ها مثل صورتی یا قهوه ای کجاست؟ جالب است بدانید این رنگ ها و بسیاری رنگ های دیگر در رنگین کمان وجود دارد. رنگین کمان از بیش از یک میلیون رنگ تشکیل شده که البته همه آن برای انسان قابل رؤیت نیست.

همه آدم ها دقیقا یک رنگین کمان را می بینند

یکی دیگر از ویژگی های جالب درباره رنگین کمان این است که هیچ وقت دو نفر دقیقا یک رنگین کمان را نمی بینند! شاید فکر کنید دقیقا همان رنگین کمانی را می بینید که بغل دستی تان دارد تماشا می کند. حتی ممکن است آنچه را می بینید توصیف کنید و نفر دیگر هم تائیدتان کند و بگوید او هم دقیقا مثل شما می بیند. اما مطمئن باشید هر دو نفرتان مثل هم نمی بینید!

علت این است که وقتی به رنگین کمان نگاه می کنید، یعنی دارید نوری را می بینید که در قطرات آب بالای افق بازتاب یافته است، اما افقی که شما می بینید همیشه با بغل دستی تان فرق دارد. به عبارت دیگر، مرکز کمان در یک خط فرضی از چشم ناظر به سمت خورشید قرار دارد و چون دو ناظر هیچ وقت نمی توانند دقیقا در یک نقطه مکانی قرار بگیرند، پس هیچ وقت دقیقا یک رنگین کمان را نمی بینند. شاید باورتان نشود، اما واقعیت این است که حتی هر دو چشم یک ناظر هم دو رنگین کمان مختلف را می بیند.

رنگین کمان همیشه بعد از باران اتفاق می افتد

دلایل قانع کننده برای این ادعا وجود دارد که رنگین کمان فقط در هوای بارانی اتفاق می افتد. برای تشکیل رنگین کمان لازم است در هوا قطرات آب وجود داشته باشد. در مرحله بعد باید نور با زاویه مناسب به این قطرات بتابد. اگر این اتفاق بیفتد، شاهد یک رنگین کمان زیبا خواهید بود!

اما قطرات آب ممکن است به بسیاری دلایل دیگر غیر از باران در هوا وجود داشته باشد. در مکان هایی که آبشار وجود دارد مقدار زیادی از قطرات آب بر اثر برخورد با صخره ها در هوا پراکنده می شود یا مثلا در هوای مه آلود یا شبنم دار نیز قطرات آب در هوا وجود خواهد داشت. اصلا مهم نیست این قطرات آب از کجا می آید، اما این نکته را هم فراموش نکنید که در همان لحظه نور خورشید باید با زاویه مناسب بتابد. زاویه تابش مناسب تا حداکثر ۴۲ درجه محاسبه شده است، در غیر این صورت رنگین کمان در پایین خط افق بازتاب خواهد یافت. اگر همه این شرایط مهیا شود باز هم لازم است آفتاب پشت سر شما باشد تا بتوانید رنگین کمان را ببینید.

رنگین کمان در هر ساعتی از روز اتفاق می افتد

شاید فکر کنید احتمال به وجود آمدن رنگین کمان در هر ساعتی از روز یکسان است، چون صبح، ظهر و غروب در هر زمانی از روز ممکن است بعد از بارش باران یا مه آلود شدن هوا آفتاب دربیاید. کاملا درست فکر می کنید، اما معمولا احتمال بارندگی در اواخر بعدازظهر بسیار بیشتر از اوایل صبح یا نیمه های روز است. به همین علت احتمال مشاهده رنگین کمان هنگام غروب و پایان روز بیشتر است. از طرفی، زاویه تابش نیز در این زمان بسیار مناسب است. البته آنچه گفته شد بیشتر در ماه های گرم تر سال صدق می کند، چون در ماه های سردتر خورشید چندان اوج نمی گیرد و رنگین کمان ممکن است در نیمه های روز هم دیده شود.

از طرفی، ابرها و بالطبع بارندگی معمولا از غرب به شرق حرکت می کند؛ این در حالی است که خورشید از مشرق طلوع و در مغرب غروب می کند. در یک صبح بارانی، در حالی که خورشید از سمت مشرق در حال طلوع است برای دیدن رنگین کمان باید رو به مغرب و پشت به خورشید بایستید، اما اواخر بعدازظهر همه چیز برعکس است. خورشید در مغرب در حال غروب کردن است و در این حالت برای دیدن رنگین کمان باید رو به مشرق بایستید.

شما نمی توانید خودتان رنگین کمان درست کنید

اصلا این طور نیست! اگر خوب فکر کنید یادتان می آید حتما در دوران کودکی این کار را انجام داده اید. همه کاری که باید انجام دهید این است که شیلنگ آب را باز کنید و پشت به آفتاب بایستید. سپس فشار آب را طوری تنظیم کنید که آب به اندازه مناسبی افشانه شود. بعد با دقت نگاه کنید، در میان افشانه های آب یک رنگین کمان ظاهر خواهد شد.

اما برای این که با یک آزمایش علمی رنگین کمان درست کنید به یک ظرف کم عمق، مقداری آب، کاغذ سفید و یک آینه احتیاج دارید. ابتدا ظرف را تا نیمه از آب پر کنید و آینه را طوری در آب قرار دهید که نور خورشید به آن قسمت آینه که داخل آب فرورفته برخورد کند. سپس کاغذ سفید را بالای آینه در زوایای مختلف حرکت دهید تا این که رنگین کمان روی کاغذ ظاهر شود. این آزمایش فقط در روزهای آفتابی جواب می دهد، اما اگر هوا ابری بود هم می توانید به جای نور خورشید از نور چراغ قوه استفاده کنید.

شما نمی توانید رنگین کمان را از بین ببرید

همان طور که می شود رنگین کمان درست کرد، این امکان هم وجود دارد که آن را از بین ببریم! فقط کافی است یک عینک آفتابی از نوع پولارایز (به معنی قطبی شده) تهیه کنید و آن را به حالت عمودی جلوی خودتان نگه دارید. رنگین کمان پدیده ای است که باعث قطبی شدن پرتوهای نور در سطح عمودی می شود؛ یعنی همه پرتوهای نور در یک جهت به ارتعاش درمی آید. عینک های آفتابی قطبی شده نیز به همین ترتیب عمل می کند. این عینک ها از ورود بازتاب ها و تابش های خیره کننده که از سطح آب یا سایر سطوح مسطح که در جهت افقی قطبی شده اند جلوگیری می کند.

به عبارت دیگر، عینک های قطبی شده فقط پرتوهای عمودی نور را به چشم راه می دهند و مانع ورود پرتوهای افقی می شوند. نکته اینجاست که رنگین کمان از پشت عینک های قطبی شده قابل رؤیت است، اما اگر همین عینک ها را به حالت عمودی بگیرید، یعنی جهت قطبی شدنشان را از عمودی به افقی تغییر دهید آن وقت پرتوهای نور از رنگین کمان به چشم شما وارد نخواهد شد؛ گویی اصلا رنگین کمانی وجود ندارد.

رنگین کمان فقط روزها اتفاق می افتد

به رنگین کمانی که شب ها اتفاق می افتد رنگین کمان قمری می گویند. رنگین کمان قمری وقتی تشکیل می شود که نور بازتاب یافته از ماه به قطرات آب موجود در هوا برخورد کند. برای این که رنگین کمان قمری شکل بگیرد ماه باید کامل باشد و همان طور که پیشتر هم گفته شد قطرات آب در هوا وجود داشته باشد. از آنجا که در مناطق گرمسیری مثل جزایر کارائیب و هاوایی بارش ها اغلب تا هنگام غروب ادامه می یابد، رنگین کمان قمری در این مناطق بسیار معمول است، اما رنگین کمان قمری کمرنگ تر از رنگین کمان عادی است، چون شدت نور ماه از نور خورشید کمتر است، اما دقیقا همان رنگ ها را دارد. چون در تاریکی تشخیص رنگ ها دشوارتر است، رنگین کمان قمری عموما سفید دیده می شود، اما اگر از همان لحظه با تکنیک نوردهی و عکاسی در شب عکس بگیرید حتما یک رنگین کمان رنگی در عکس تان ثبت خواهد شد.

رنگین کمان های چندتایی در انیمیشن ها وجود دارد

خیر! رنگین کمان ممکن است چندتایی باشد. رنگین کمان دوتایی وقتی اتفاق می افتد که نور در داخل قطره آب دوبار بازتاب پیدا کند. در این حالت رنگین کمان دوم در بالای رنگین کمان اصلی ظاهر خواهد شد و نسبت به رنگین کمان اصلی کمرنگ تر است. به علت بازتاب دوم، ترتیب رنگ ها نیز برعکس خواهد شد. یعنی قرمز در قسمت داخلی و بنفش در قسمت بیرونی کمان خواهد بود.

رنگین کمان سه تایی وقتی اتفاق می افتد که نور در داخل قطرات آب سه بار بازتاب شود. برای مشاهده رنگین کمان سه تایی باید رو به خورشید بایستید، چون در این حالت خورشید در مرکز رنگین کمان قرار دارد. مشاهده رنگین کمان های سه تایی به مراتب دشوارتر است؛ چون هم باید به خورشید نگاه کنید و هم این که رنگین کمان های سه تایی گسترده و کمرنگ هستند. دیدن رنگین کمان های چهارتایی از رنگین کمان های سه تایی هم دشوارتر است.

این پدیده وقتی اتفاق می افتد که نور در داخل قطره آب برای چهارمین بار بازتاب می شود. برای مشاهده این نوع رنگین کمان نیز باید به سمت خورشید بایستید، اما چون خیلی کمرنگ است به آسانی دیده نمی شوند.

اما قضیه به اینجا ختم نمی شود: دانشمندان توانسته اند در محیط آزمایشگاه یک رنگین کمان ۲۰۰ تایی درست کنند، یعنی رنگین کمانی که از ۲۰۰ بار بازتاب نور در داخل قطره آب تشکیل شده است!

بیشتر بخوانید:

صحنه نادر پدیدارشدن رنگین کمان به دور خورشید!

تماشاخانه