قوس قزح
المحتويات
تعريفًا بالموضوع، قَوْسُ قُزح يسمى كذلك قوس المطر أو قوس الألوان وهو ظاهرة طبيعية فيزيائية ناتجة عن انكسار وتحلل ضوء الشمس خلال قطرة ماء المطر، يظهر قوس المطر بعد سقوط المطر أو خلال سقوط المطر والشمس مشرقة، تكون الألوان في القوس اللون الأحمر من الخارج ويتدرج إلى البرتقالي فالأصفر فالأخضر فالأزرق فأزرق غامق (نيلي) فبنفسجي من الداخل، ضوء الشمس يحتوي على الكثير من الألوان الطيفية وهي عبارة عن أشعة ذات أطوال موجية مختلفة، يظهر قوس القزح عادة بشكل نصف دائري وفي حالات نادرة يكون قمرياً حيث يكون انكسار ضوء القمر المسبب لهُ عبر قطرة الماء ملائماً مع مكان وجود القمر في تلك اللحظات. ويظهر للمشاهد نتيجة لضوئهِ الخافت أبيض لأن العين البشرية لا تستطيع أن ترى الألوان في الليل. وتعرض الأقسام التالية جوانب أخرى من الموضوع.
عدد المرات الانعكاس داخل القطرة
ملاحظة: يتم التبديل بين وبين بحيث تأخذ القيمة الأقل.
كذلك، عند الانعكاس مرة واحدة داخل القطرة، أي k = 1 تكون زاوية قوس قزح 42°.
حسابات رياضية
في هذا الإطار، يمكن استنتاج العلاقة الرياضية لزاوية قوس قزح (نصف زاوية الرؤية) بدلالة معامل الانكسار من العلاقات الآتية:
- alpha=يمكن أن تكون أي زاوية ولكن عادة تكون 60°
- حيث
- زاوية قوس قزح
زاوية قوس قزح
في هذا الإطار، عند رؤية قوس قزح فهذا يعني أن عين المراقب تكون في اتجاه معاكس لاتجاه الشمس كما أن زاوية مخروطية تقع بين خط الأفق وأي نقطة على القوس. تكون هذه الزاوية 42o على وجه التقريب وتسمى زاوية قوس قزح وتكون زاوية الرؤية 84o.
التفسير الفيزيائي
في هذا الإطار، في البداية ينكسر ضوء الشمس الساقط بشكل مائل عند دخوله في قطرات المطر ومن ثم ينعكس مرة أخرى في السطح الداخلي من القطرة وينكسر كذلك عند خروجه من القطرة. يظهر التأثير الكلي في الضوء الساقط منعكسا على مدى واسع من الزوايا، مع تركيز شديد له في زاوية 40°–42°. يمكن اثبات أن هذه الزاوية مستقلة عن حجم القطرة، ولكنها تعتمد على معامل الانكسار. يمتلك ماء البحر معامل انكسار أعلى من ماء المطر، لذا يكون نصف قطر قوس قزح في المرشات البحرية أصغر من القوس الحقيقي. يكون هذا مرئيا للعين المجردة على هيئة عدم استقامة بين هذين القوسين.
تعدد الألوان
إضافةً إلى ذلك، عند تطبيق المعادلة لكل معامل انكسار على حدة ستظهر مجموعة من الزوايا المختلفة عن القيمة السابقة لكل لون على حدة. مثلًا تكون زاوية قوس قزح 42.3° عند اللون الأحمر والذي له معامل انكسار في الماء 1.33141 بينما تكون نحو 40.4° عند اللون البنفسجي لأن معامل انكساره في الماء هو 1.34451
- إن قوس قزح يجب الا
- المصادر
- اقرأ كذلك
- علم قوس قزح
- قوس الضباب
- انكسار الضوء
- طيف
- طيف التردد
- حيود براج
من جهة ثانية، المعادلات السابقة تمثل صيغة عامة بدلالة معامل الانكسار. لكن من المعروف أن الضوء المرئي ليس سوى خليطا من الأطوال الموجية لألوان الضوء المختلفة. لهذا السبب يكون لكل لون معامل انكسار خاص به (يختلف قليلا عن معامل الانكسار المجاور).كما يختلف معامل الانكسار من وسط إلى وسط أي يختلف للهواء كوسط لانتشار الضوء أو الزجاج أو الماء.
زاوية الانحراف
- زاوية الشعاع الساقط نسبة إلى العمودي على سطح القطرة
- زاوية انكسار الشعاع نسبة إلى العمودي على سطح القطرة
- معامل الانكسار الضوئي للمادة (نحو 1.333 في الماء)
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟