هل يمكن أن يتشكل قوس قزح في دائرة؟ حقائق ممتعة عن فيزياء قوس قزح

Curious Kids هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار. إذا كان لديك سؤال تريد أن يجيب عليه أحد الخبراء، فأرسله إلى Curiouskidsus@theconversation.com.

تقول الأسطورة أن هناك وعاء من الذهب مخبأ في نهاية كل قوس قزح. ولكن هل هناك حقا “نهاية” لقوس قزح، وهل يمكننا الوصول إليها؟

معظمنا يعيش حياته وهو يرى قوس قزح فقط على شكل أقواس ملونة في السماء، ولكن هذا ليس سوى نصف ما هو في الواقع دائرة من الألوان.

عادة، عندما تنظر إلى قوس قزح، فإن أفق الأرض أمامك يخفي النصف السفلي من الدائرة. لكن إذا كنت واقفًا على جبل حيث يمكنك الرؤية فوقك وتحتك، وكانت الشمس خلفك والجو ضبابي أو هطل المطر للتو، فمن المحتمل أن ترى المزيد من دائرة قوس قزح.

ومع ذلك، لكي تتمكن من رؤية الدائرة الكاملة، يجب أن تكون على متن طائرة، فوق السحب حرفيًا. أو يمكنك إنشاء قوس قزح خاص بك. أنا فيزيائي، وسأشرح لك كيفية القيام بذلك خلال دقيقة واحدة.

كيف يتشكل قوس قزح

يتشكل قوس قزح عندما يضرب ضوء الشمس من خلفك الملايين من قطرات الماء المستديرة الصغيرة أمامك ويرتد إلى عينيك.

عندما يضرب شعاع الشمس قطرة بزاوية، فإنه ينحني في الماء وينفصل إلى مجموعة من الألوان. يطلق العلماء على انحناء الضوء اسم “الانكسار”. تنفصل الألوان لأن كل “لون” من الضوء ينتقل بسرعة مختلفة في الماء، أو في هذا الصدد، أي مادة شفافة يمكن للضوء أن ينتقل عبرها، مثل الزجاج في المنشور.

عندما تصطدم الألوان بالجدار الخلفي لقطرة الماء، تصبح الزاوية الآن ضحلة جدًا بحيث لا يمكنها الانحناء في الهواء، لذا تنعكس مرة أخرى في قطرة الماء وتعود إلى جدار مدخلها. ومن هناك، يمكن للألوان أن تنحني مرة أخرى في الهواء وتصل إلى عينيك.

عندما تنظر إلى هذه القطرات، تتجمع الألوان المختلفة بزاوية مختلفة قليلاً، ويشكل كل لون الحافة الدائرية للمخروط الذي تكون عينك عند طرف المخروط. وها هو، لديك قوس قزح شخصي خاص بك.

القطرات التي ترسل الألوان إلى عينك لا يمكنها إرسالها إلى أي شخص آخر، لذلك على الرغم من أن كل شخص بالقرب منك يرى نفس قوس قزح على مسافة، فإن كل شخص يرى حقًا قوس قزح مختلف قليلاً. كل ذلك في عين الناظر.

لكي يتشكل قوس قزح، يجب أن يكون شكل قطرات الماء قريبًا جدًا من الكرة حتى تنحني جميعها وتعكس الألوان بتناغم. ويحدث هذا مع القطرات الصغيرة جدًا، مثل الضباب الخفيف، أو بعد هطول المطر مباشرة عندما يكون الهواء رطبًا فقط. ومع زيادة حجم القطرات، تشوه الجاذبية شكلها ويختفي قوس قزح.

قوس قزح ليس موجودًا جسديًا حيث يبدو، على غرار صورتك في المرآة. لذا، يؤسفني أن أقول إنه لا يمكنك أبدًا الوصول إلى قوس قزح الخاص بك. وللأسف، لن يتمكن أحد من العثور على وعاء الذهب هذا.

ولكن يمكنك إنشاء قوس قزح الخاص بك.

كيفية إنشاء ورؤية قوس قزح دائري

إحدى التجارب التي يمكنك تجربتها في الصيف هي تشغيل خرطوم الرش باستخدام إعداد “الضباب”. تذكر أن تكون الشمس خلفك. إذا قمت بإنشاء شاشة ضبابية أمامك ونظرت إلى ظلك، فقد ترى قوس قزح.

ليس من الصعب رؤية الألوان، ولكن لرؤية دائرة كاملة، ستحتاج إلى بعض الصبر والممارسة، تمامًا مثل العلماء.

لذا، في المرة القادمة التي تكون فيها على متن طائرة، اجلس في مقعد النافذة. إذا كنت تحلق فوق الغطاء السحابي قليلًا، فراقب الظل الصغير لطائرتك على السحب. وهذا يعني أن الشمس خلفك.

السحب عبارة عن قطرات ماء صغيرة، لذا من المحتمل أن ترى دائرة صغيرة من الألوان حول ظل الطائرة. تُلقب هذه الظاهرة بـ “مجد الطيار”، لأن الطيارين الذين يطيرون طوال الوقت ويتمتعون برؤية جيدة من قمرة القيادة لديهم فرصة أكبر لرؤيتها.

وإذا كنت لا تستطيع الانتظار لترى كيف يبدو الأمر، فهناك دائمًا الإنترنت.

مرحبًا أيها الأطفال الفضوليون! هل لديك سؤال تود أن يجيب عليه أحد الخبراء؟ اطلب من شخص بالغ أن يرسل سؤالك إلى CuriousKidsUS@theconversation.com. من فضلك أخبرنا باسمك وعمرك والمدينة التي تعيش فيها.

وبما أن الفضول ليس له حد عمري – أيها البالغون، أخبرنا بما تتساءل عنه أيضًا. لن نتمكن من الإجابة على كل الأسئلة، لكننا سنبذل قصارى جهدنا.

تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: بارثا شودري، يوماس لويل

اقرأ المزيد:

لا يعمل Partha Chowdhury لدى أي شركة أو مؤسسة أو يستشيرها أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.