چرا هر فرد رنگین‌کمان مخصوص خودش را می‌بیند؟

شعاع آفتاب پس از عبور از میان قطره‌های آب باران به شکل رنگین کمان در می‌آید و به چشم شما می‌خورد و دوست تان که در کنار تان ایستاده است نیز آن را تماشا می‌کند.

این شاید به ذهن تان نیامده باشد که دوست تان آن رنگین کمان را متفاوت می‌بیند.

در حقیقت، رنگین‌ کمان‌ها در چشم هر بیننده متفاوت‌ از دیگران هستند، زیرا پدیده ای نیستند که ماهیت فیزیکی داشته باشند.

زوایای مشخص

فیلیپ لاوین، کارشناس رنگین کمان، به بی‌بی‌سی می‌گوید:«رنگین کمان الگویی است که زمانی شکل می‌گیرد که نور سفید آفتاب از میان قطرات باران بگذرد.»

برای دیدن رنگین کمان نیاز دارید که آفتاب در عقب تان باشد و قطرات باران در پیش روی تان. نور خورشید باید از میان قطرات باران عبور کند.

آن‌جاست که پدیده شگفت‌انگیز رخ می‌دهد.

لاوین می‌گوید که زمانی که نور از میان قطرات باران می‌گذرد از سرعتش کاسته شده و خم می‌شود. این به نام «انکسار یا شکست نور» یاد می‌شود.

رنگ‌های مختلف یا طول موج‌های نور به زوایای مختلف خم می‌شوند، بنابراین نور سفید به تمامی رنگ‌های موجود در آن تجزیه می‌شود.

زمانی که ذرات نور به پشت قطرات باران برخورد می‌کنند، به داخل قطره آب منعکس می‌شوند. و زمانی که به قسمت مخالف آن قطره آب می‌رسند دوباره منعکس می‌شوند، و رنگ‌ها را از هم پخش می‌کنند.

رنگ سرخ در زاویه ۴۲ درجه و رنگ‌های بنفش و آبی در زاویه ۴۰ خم می‌شوند.

زمانی که به افق می‌نگرید، برخی از قطرات بارانی که در قسمت بالاتر آسمان قرار دارند، رنگ سرخ را در قسمت بالای دید تان خم می‌کنند در حالی که رنگ‌های بنفش و آبی درست در قسمت بالای سرتان خم شده‌اند.

به همین سبب است که رنگ سرخ را همیشه در قسمت بالای رنگین کمان و رنگ ابی را در قسمت پایین آن می‌بینید.

در حقیقت، رنگین کمانی که به شکل دایره ایجاد می‌شوند به نام ، نقطه مقابل آفتاب یاد می‌شوند که درست در جایی قرار می‌گیرند که سایه سرتان قرار گرفته است.

به همین دلیل است که ما همیشه قسمت بالای رنگین کمان را به شکل نیم دایره می‌بینیم.

هرچه آفتاب پایین تر باشد مثلا هنگام طلوع یا غروب خورشید بیشتر امکان دارد دایره مکمل رنگین کمان را ببینیم.

اگر آفتاب در زاویه بیشتر از ۴۲ درجه در آسمان قرار داشته باشد، امکان دیدن حتی نیم دایره رنگین کمان کمتر می‌شود.

لاوین می‌گوید: «شما در نیمه روز نمی‌توانید رنگین کمان را ببینید.»

دوست تان که در قسمت راست یا چپ تان ایستاده است، رنگین کمان را از زاویه دیگر به شکل دیگر خواهند دید.

حالا اگر آن‌ها در جای شما قرار بگیرند و شما به جای او بروید؟ حالا اگر قد آن‌ها بلند یا پست باشند، رنگین کمان به چشم آن‌ها از زاویه دیگر می‌تابد.

اما اگر آن‌ها هم‌قد شما باشند، با آن زمان زمین به تناسب آفتاب کمی چرخیده است و بازهم رنگین کمان را به شکل دیگری خواهند دید.

دو رنگین کمان همزمان

اگر به اندازه کافی خوش‌شانس باشید دو رنگین کمان را همزمان خواهید دید.

فزیدکدان پینگ وا لی از دانشگاه هانگ کانگ می‌گوید: «اگر آسمان میان شما و رنگین کمان شفاف باشد شما ممکن است دو رنگین کمان را مشاهده کنید.»

رنگین کمان دومی زمانی تشکیل می‌شود که نور موجود در قطرات آب در آن دوباره منعکس می‌شود.

رنگ‌ها در رنگین کمان دومی به ترتیب مخالف قرار می‌گیرند، رنگ سرخ در پایین قوس و رنگ آبی در بالا.

تفاوت میان زاویه‌های سرخ و بنفش این بار زیاد است به همین اساس قوس رنگین کمان دومی بزرگ‌تر است. نور موجود در قطرات باران این بار خیره تر است به همین اساس رنگین کمان دومی به ندرت قابل وضوع است.

ممکن است که نور در داخل قطرات باران چندین بار منعکس شود.

لی می‌گوید که رنگین کمان سومی و چهارمی در مسیر تابش آفتاب قرار گیرد اما به سختی دیده خواهند شد.

و اگر رنگین کمان پنجمی شکل بگیرد به دلیل نور خیلی کم به ندرت به چشم انسان دیده می‌شود، اما یک محقق در سال ۲۰۱۲ موفق شد که در اتفاقی نادر رنگین کمان پنجمی را به چشم ببیند.

قطر زاویه‌ای

یک رنگین کمان شاید از نظر ذرات نور به چشم دوست شما متفاوت به نظر برسد اما یک چیز ثابت می‌ماند، اندازه رنگین کمان.

ریموند لی هواشناس بازنشسته در اکادمی نیروهای دریایی امریکا می‌گوید همه رنگین کمان‌ها فضای یکسانی را در مقابل چشمان شما اشغال می‌کنند.

او می‌گوید از آن‌جایی که رنگین کمان ماهیت فزیکی ندارد بنابر این نمی‌تواند «اندازه خطی» داشته باشد.

به عوض، این پدیده بصری به اندازه زاویه‌ آن توصیف می‌شود؛ یعنی زاویه‌ای که از سر یک قوس تا سر دیگر آن نسبت به موقعیت آن تشکیل می‌شود.

شعاع آن حدود ۴۲ درجه است بنابر این اگر آن را دو برابر کنید تا قطرش به دست آید، قطر آن ۸۴ می‌شود.

این زاویه هرجایی که ایستاده باشید یکسان است و تغییر نمی‌کند.

این تنها چیزی یکسانی است که شما و دوست تان از تماشای یک رنگین کمان خواهید داشت.