رنگين كمان چگونه تشكيل مي شود ؟

 

. اين منظره ي زيبا از شكستن نوري كه از ميان قطرات باران گذشته است  پديد مي آيد در اينجا قطرات باران هر كدام نقش منشوري را دارند . كه نور خورشيد را تجزيه وبازتاب مي كند وباعث تفكيك رنگها بصورت مرتب وشكل هندسي زيبايي مي شوند .

 

. مي دانيم كه نور سفيد تركيبي از هفت رنگ است كه به وسيله ي منشور و ... تجزيه مي شود  همان طور كه در منشور  نوري كه كمترين طول موج رادارد ( بنفش ) بيشتر منحرف مي شود  لذا رنگ بنفش با حد اكثر انحراف در پايين طيف قرار مي گيرد ورنگ قرمز بيشترين طول موج رادارد در بالاي كمان ديده مي شود . ترتيب رنگها بصورت زير است :

قرمز، نارنجي ، زرد ، سبز ، ابي ، نيلي ، بنفش .

. طيف به گونه اي مي باشد كه نمي توان مرز بين دو ناحيه رنگي را مشخص كرد. در ترتيب رنگ فوق ضريب شكست وزاويه انحراف رفته رفته زيادتر شده وطول موج بتدريج كاهش مي يابد .

 

چه موقع رنگين كمان ديده مي شود ؟

 

. اغلب رنگين كمان موقعي ديده مي شود كه هم باران مي بارد ، و نيز از سوي ديگر خورشيد مي تابد وما نيز بين اين دو قرار گرفته ايم . يعني خورشيد بايد از پشت سر ما بتابد وباران هم در جلوي روي ما ببارد .در اين

حالت نور خورشيد از پشت سرما به قطرات باران مي رسد ، اين قطرات نور را تجزيه كرده وآن را به شكل نوارهاي رنگين در مي آورند ( تچزيه نور ) .

. براي وقوع پديده ، خورشيد ، چشم ناظر و وسط فوس رنگين كمان بايد هر سه را در يك امتداد مستقيم قرار گرفته باشند . پس اگر خورشيد در آسمان خيلي بالا باشد ، هرگز چنين خط مستقيمي درست نمي شود ، از اينرو رنگين كمان را تنها در صبح زود ويا موقع عصر مي توان ديد . 

 

رنگ غروب

 

وقتي به آسمان روز نگاه مي كنيد نوري را مي بينيد  كه از لايه اوزون اندكي گذشته وجذب  بوسيله ان ناچيز بوده است .درهنگام غروب وقتي شعاعهاي نور از ميان لايه اوزون مسيري مورب (واز اينرو طولانيتر )دارند تا به ما برسند ،جذب بوسيله اوزون اهميت پيدامي كند ،ولي در ان موقع نيز دليل ابي بودن اسمان ساز وكارهاي مربوط به پراكندگي (انتشار ريلي)مي باشد ،كه قبلا بيان شده .

 

همين تاثيرها رنگ كوههاي تيره را در يك روز افتابي شرح مي دهد .اگر كوههاي  زياد دور نباشند ،تصوير شان آبي رنگ است .چون نور مسلط ابي بوسيله مولكولهاي ميان شما وكوهها متشر مي شود ،كوهها ي تاحدي دور هم باز آبي است .ولي كوههايي كه در فاصله دوري قرار دارند سفيد هستند ،درست همانگونه كه افق سفيد ديد ه مي شود .نورخورشيد در حال غروب در واقع نارنجي رنگ است (بين سرخ وزرد

)،در حالي كه اگر درمسيرشان بسوي ما تنها از ميان مولكولهاي هوان مي گذشت ،رنگش سرخ بود .دليل اينكه رنگ ان سرخ يك دست نيست ،اين است كه نورنه تنها از ميان مولكولها ،بلكه از ميان ذرات ريز و افشا نكهاي جوهم منتشر مي شود .

در هر موقع از روز وقتي در جهت خورشيد نگاه كنيد ،بخشي ازنور درخشان ان را دريافت مي كنيد كه از ميان همان ذرات ريز وافشانكها منتشر مي شود واز اينرو ان بخش از اسمان روشنتراز ان است كه در غياب ذرات مي توانست  باشد . وقتي خورشيد در بالاي آسمان است ،اطرافش سفيد روشن است .ولي وقتي پايينتر قرار دارد ،هر چه غلظت ذرات بيشتر ياشد ،اطراف خورشيد در حال غروب درخشانتر و محيط ان مشخصتر است .

در جريان غروب آفتاب در هواي صاف ،سمت الراس (آسمان درست در بالاي سر )آبي تر از هنگام روز مي شود .با توجه به اين كه افق نزديك خورشيد ممكن است سرخ باشد ،اين افزايش رنگ آبي عجيب به نظر مي رسد .براي اين آبي بودن چندين توضيح داده شده كه محتملترين انها مربوط به لايه اوزون است .وقتي هنگام غروب نور خورشيد مسير اريب تري رااز ميان لايه طي مي كند ،جذب انتهاي سرخ طيف بوسيله اوزون ،موجب  تسلط انتهاي آبي بر بامه نور ميشود .بر خلاف انتشار ريلي كه بامه در طي مسير با ان روبرو مي شود .

 

آسمان پس از غروب

 

درست پس از غروب خورشيد ،سايه زمين از افق خاور بالا مي سايد .مرز سايه ،سرخ يا ارغواني است .رنگ ان بستگي به نوري دارد كه براثر انتشار ريلي درمسير طولاني اش از لايه هاي پايين جو سرخ شده است .در نزديكي جايكه لبه بالا ي سايه رامي بينيد بخشي از نور در معرض انتشار ريلي قرار دارد و بسوي ما مي اييد . وقتي نور را دريافت ميكنيد ،رنگ سرخ را در لبه بالا مشاهده ميكنيد .بخش بالاي سايه زير لبه ممكن است آبي كم رنگ باشد .

به احتمالي بامه آبي ناشي از نور خورشيد است كه از ميان بخش بالايي و كم چگالتر جو مي گذرد ،از انجايي كه جزئ آبي بامه ،به اندازه اي تضعيف نمي شود كه در عبور از بخشهاي پايين جو امكان ان وجود دارد ،زيرا با مولكولهاي هواي بيشتري در گير بوده است. نزديك به 10دقيقه پس از انكه خورشيد غروب مي كند ،گه گاه لكه اي ارغواني بر فراز ان در جاي ميان 75,30درجه از سمت الراس پديد مي آيد .اين لكه كه اغلب نور ارغواني ناميده مي شود ،به ظاهر ناشي از وجود لايه اي از ذرات در ارتفاع 16تا 20 كيلومتري و در بخش زيرين لايه اوزون است .

 

 

 

اسمان آبي

اكنون مي توانيد بفهميد كه چرا رنگ آسمان آبي است . نور خورشيد بوسيله مولكولها وذرات گرد وغبار موجود در آسمان ، كه معمولا د رمقايسه با طول موجها ي نور مرئي بسيار كوچكند ، پراكنده مي شود به اين ترتيب ، نور طول موجها يكوتاه (نور آبي ) بسيار شديدتر از نور طول موجها ي بلند تر بوسيله اين ذرات پراكنده مي شوند . وقتي كه به آسمان صاف نگاه مي كنيم ، بيشتر اين نور پراكنده شده است كه به چشم ما ميرسد . دامنه ي طول موجهاي كوتاه پراكنده شده ( به حساسيت چشم آدمي به رنگ ) منجر به احساس رنگ آبي ميشود .

كو تا هترين طول موجها ي طيف مرئي بيشتر مطابق بنفش است تا آبي، پس چرا آسمان به جاي آنكه بنفش باشد آبي است ؟ نور خورشيد اوليه در رنگ بنفش تا حدي ضعيف تر از آبي است و بنفش كمتر از آبي به ما ميرسد . دليل مهمتر اينكه چشم انسان نسبت به بنفش كمتر از آبي حساس است . اينكه مردم آبي بودن آسمان را به وجود بخار آب در جو نسبت بدهند ، شايد به اين دليل باشد كه اغلب توده هاي آب آبي رنگ است .

از دلايل آبي بودن دريا اين است كه وقتي نور سفيد چند متر از ميان آب ميگذرد مولكولهاي آب بخشي از انتهاي سرخ طيف را جذب مي كند ونوري كه سرانجام به چشم بيننده منعكس مي شود بيشتر آبي شده است . ودر آسمان آب كافي براي چنين جذبي وجود ندارد . لايه اوزون نيز نور سرخ را تضعيف مي كند ، ولي نقسش نا چيزي درآبي شدن آسما ن دارد . از سوي ديگر ، فرض مي كنيم كه در يك روز مه الود به آسمان نگاه مي كنيم .

در اين صورت ، نور آبي باريكه اي كه به چشم ما مي رسد به طور كامل پراكنده شده است . در حالي كه طول موجهاي بلندتر پراكنده نشده اند . بنابراين ، احساس مي كنيم كه رنگ خورشيد متمايل به رنگ قرمز شده است . اگر آسمان جوي نداشت ، آسمان سياه به نظر مي رسيد و ستارگان در روز ديده مي شدند كه در واقع از ارتفاع 16km به بالا  ، كه در انجا جو زمين  بسيار رقيق مي شود ، همان طور ي كه فضا نوردان دريافته اند ،اسمان سياه به نظر مي رسد وستارگان در روز ديده مي شوند .

 

تاثير شرايط جوي

 

گاهي هوا داراي ذراتگرد وغبار يا قطره هاي آبي به بزرگي طول موج نور مرئي است . اگر چنين باشد ، رنگهايي جز ئ رنگ آبي ممكن است به شدت پراكنده شوند . مثلا ، كيفيت رنگ آسمان  با بخار آب موجود در جو زمين تغيير مي كند . روزههايي كه هوا صاف وخشك است ، آسمان آبي تر از روزهايي است كه رطوبت هوا زياد است .آسمان نيلگون ايتا ليا و يونان ، كه قرنها الهام بخش شاعران ونقاشان بوده است ، به سبب خشكي استثانئي هواي اين سرزمين است . مه آبي – خاكستري رنگجي كه گاهي شهرهاي بزرگ را مي پوشاند بيشتر به سبب ذراتي است كه از موتور هاي درون سوز ) اتو موبيلها ، كاميونها ( وكارخانه هاي صنعتي منتشر شده اند . موتور اتومبيل حتي وقتي كه در حالت خلاص كار مي كند در هر ثانيه بيشتر از 100 ميليارد ذره منتشر مي كند . بيشتر اين ذرات نامرئي هستند واندازهي انها در حدود 0/000001 m    است

چنين ذرههاي كالبدي براي تجمع گازها ،مايعات وذرات جامد ديكر مي شوند . اين ذرهها ي بزرگتر سبب پراكندگي  نور وتيرگي هوا مي شوند .گرانش بر اين ذره ها تا وقتي كه بر اثر تجمع مواد بيشتر در اطراف انها خيلي  بزرگ نشدهاند چندان تاثري ندارد .اين ذرات اگر بر اثر باران و برف مككر شسته نشوند ممكن است ماهها در جوي زمين بمانند . تاثير چنين ابرهاي غبار الودي بر اب وهوا وبر سلامتي ادمي بسيار مهم است .