Το ουράνιο τόξο… ένα τέχνασμα του φωτός

Το ουράνιο τόξο είναι ένα οπτικό φαινόμενο, που δημιουργείται από τη διάθλαση και την ανάκλαση του φωτός στα σταγονίδια νερού. Το ουράνιο τόξο αποτελεί μια δέσμη φωτός που περιέχει όλα τα χρώματα του ηλιακού φάσματος και έχει σχήμα τόξου. Ανάλογα με τη θέση του παρατηρητή ή το πόσο ψηλά είναι ο ήλιος, αυτός μπορεί να διακρίνει ένα τμήμα ή όλο το τόξο στον ορίζοντα. Σε περίπτωση που κάποιος βρίσκεται στην κορυφή ενός βουνού ή σε ένα ψηλό κτίριο μπορεί να δει ολόκληρο τον κύκλο.

Σχηματισμός Ουράνιου Τόξου

Το σφαιρικό σχήμα των σταγόνων παρέχει τις κατάλληλες προϋποθέσεις για τον σχηματισμό του ουράνιου τόξου. Επειδή το νερό είναι πυκνότερο από τον αέρα, το φως περνά από τον αέρα στη σταγόνα πιο αργά, σχηματίζοντας μια γωνία και στη συνέχεια αλλάζει κατεύθυνση, δηλαδή διαθλάται. Κατόπιν, το φως αντανακλάται εσωτερικά στο πίσω μέρος της σταγόνας και διαθλάται ξανά στο μπροστινό μέρος της, καθώς εξέρχεται από αυτή επιστρέφοντας από το νερό στον αέρα.

Τα Χρώματα

Αν και τα ουράνια τόξα εμφανίζουν μια ευρεία γκάμα χρωμάτων, τα πιο ευδιάκριτα είναι το κόκκινο, το το κίτρινο, το μπλε, δηλαδή τα βασικά χρώματα και το ιώδες , το πράσινο, το βιολετί και το πορτοκαλί. Το ουράνιο τόξο στην πραγματικότητα είναι συνεχές φάσμα και εμφανίζονται και όλες οι ενδιάμεσες αποχρώσεις των παραπάνω χρωμάτων. Καθένα από αυτά έχει και διαφορετικό μήκος κύματος. Η διεύθυνση των χρωμάτων με μικρότερο μήκος κύματος, όπως του μπλε και του βιολετί είναι μετα τη διάθλαση στη σταγόνα, διαφορετική από αυτή που έχουν τα χρώματα με το μεγαλύτερο μήκος κύματος, όπως είναι το κόκκινο.Τα χρώματα δηλαη του ηλιακού φωτός εξέρχονται από την σταγόνα βροχής  «διαχωρισμένα».

Προϋποθέσεις Σχηματισμού

Η θέση του ήλιου και των σταγόνων βροχής σε σχέση με έναν παρατηρητή πρέπει να είναι οι εξής: α) ο Ήλιος πρέπει να είναι πίσω από τον παρατηρητή, β) ο Ήλιος πρέπει να βρίσκεται χαμηλά στον ουρανό, σε μια γωνία λιγότερο από 42° πάνω από τον ορίζοντα. Κάτι τέτοιο είναι αδύνατο να γίνει αν ο Ήλιος είναι πολύ ψηλά στον ουρανό και για το λόγο αυτό όσο πιο χαμηλά βρίσκεται ο Ήλιος τόσο μεγαλύτερο μέρος του τόξου θα δει ο παρατηρητής και γ) η βροχή ή μια άλλη πηγή σταγόνων νερού, όπως ένας καταρράκτης ή ακόμα και η ομίχλη, θα πρέπει να βρίσκονται μπροστά από τον παρατηρητή.

Διπλό Ουράνιο Τόξο

Κάτω από κατάλληλες συνθήκες μπορεί ένα δεύτερο πιο αμυδρό τόξο να εμφανιστεί εξωτερικά του πρώτου ουράνιου τόξου και να δημιουργήσει το διπλό ουράνιο τόξο. Χαρακτηριστικά του διπλού ή και τριπλού ουράνιου τόξου είναι όταν το φως αντανακλάται μέσα σε μια σταγόνα δύο ή και τρεις φορές αντίστοιχα, να χωρίζεται στα συστατικά του χρώματα. Ωστόσο τα χρώματα του δευτέρου ουράνιου τόξου είναι πιο εξασθενημένα, καθώς διαφεύγει περισσότερο φως μετά από δύο ανακλάσεις. Ακόμη, το δευτερεύων ουράνιο τόξο διασκορπίζεται σε μεγαλύτερη έκταση του ουράνιου θόλου και είναι περίπου δύο φορές μεγαλύτερο από το πρωτεύων. Μια διαφορά μεταξύ πρωτεύοντος και δευτερεύοντος ουράνιου τόξου είναι ότι στο δεύτερο η σειρά των χρωμάτων είναι αντεστραμμένη. Έτσι, ο παρατηρητής βλέπει πρώτο το βιολετί χρώμα και τελευταίο το κόκκινο. Τέλος, το πρωτεύον ουράνιο τόξο εμφανίζεται περίπου 10° κάτω από το δευτερεύων.

Νυχτερινό Ουράνιο Τόξο (Moonbow)

Αν και όπως γνωρίζουμε τα περισσότερα ουράνια τόξα εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της ημέρας, εντούτοις υπάρχει και η σπάνια περίπτωση εμφάνισης των νυχτερινών ουράνιων τόξων (moonbows). Καθώς το φως της Σελήνης διαπερνά  τις σταγόνες βροχής – με τον ίδιο ακριβώς τρόπο με το ηλιακό φως – δημιουργεί ένα ουράνιο τόξο που είναι όμως πιο εξασθενημένο και διακρίνεται σαν μία λευκή γραμμή. Αυτά για να σχηματιστούν χρειάζεται να περάσει το φως της Σελήνης μέσα από τις σταγόνες της βροχής ή οποιασδήποτε άλλης πηγής υδροσταγονιδίων, να διαθλαστεί και να ανακλαστεί. Για να συμβεί αυτό χρειάζονται και σε αυτή την περίπτωση να τηρούνται κάποιες προϋποθέσεις, όπως να έχουμε πανσέληνο ή πολύ κοντά στη φάση της πανσελήνου, ο ουρανός να είναι σκοτεινός, η βροχή να πέφτει αντίθετα από τη Σελήνη, ο παρατηρητής να έχει πίσω του τη Σελήνη (όπως και με το συνηθισμένο ουράνιο τόξο) και επίσης η Σελήνη να είναι χαμηλά στον ουρανό ( μικρότερη από 42°)

Ουράνιο Τόξο Ομίχλης (Fogbow)

Το ουράνιο τόξο ομίχλης δημιουργείται με τον ίδιο τρόπο όπως και το κανονικό. Αυτή τη φορά όμως, το ηλιακό φως διαθλάται και ανακλάται στην ομίχλη ή το σύννεφο και όχι μέσα στις σταγόνες της  βροχής. Στην περίπτωση αυτή οι σταγόνες που περιέχονται στην ομίχλη ή το σύννεφο είναι πολύ μικρότερες σε μέγεθος από αυτές της βροχής (περίπου 10 με 1000 φορές μικρότερες). Έτσι, το ηλιακό φως εμφανίζει το φαινόμενο της περίθλασης, με αποτέλεσμα η ιδιότητα της περίθλασης να υπερισχύει και καθώς το φως ανακλάται – περνώντας τη σταγόνα – η ακτίνα του φωτός αυξάνει και επικαλύπτει όλα τα υπόλοιπα χρώματα. Αυτό έχει ως συνέπεια στα μάτια του παρατηρητή να εμφανίζεται ένα λευκό τόξο ή ένα πολύ αχνό έγχρωμο ουράνιο τόξο ομίχλης (fogbow). Εξαιτίας του λευκού χρώματός τους καλούνται και λευκά ουράνια τόξα (white rainbows).

Επιμέλεια: Πέτρος Μ.  |   geonews.gr







Συνεχίζοντας να χρησιμοποιείτε την ιστοσελίδα, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Περισσότερες πληροφορίες.

Οι ρυθμίσεις των cookies σε αυτή την ιστοσελίδα έχουν οριστεί σε "αποδοχή cookies" για να σας δώσουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία περιήγησης. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε αυτή την ιστοσελίδα χωρίς να αλλάξετε τις ρυθμίσεις των cookies σας ή κάνετε κλικ στο κουμπί "Κλείσιμο" παρακάτω τότε συναινείτε σε αυτό.

Κλείσιμο