Ουράνιο τόξο: Οφθαλμαπάτη ή πραγματικότητα;

Το ουράνιο τόξο αποτελεί αναμφίβολα ένα από τα εντυπωσιακότερα φυσικά φαινόμενα. Αν και στο παρελθόν συνδέθηκε με τη μυθολογία και θεωρήθηκε σύμβολο προειδοποίησης και ελπίδας, σήμερα γνωρίζουμε πως οφείλεται στην ανάλυση του λευκού φωτός.
Το ουράνιο τόξο αποτελεί αναμφίβολα ένα από τα εντυπωσιακότερα φυσικά φαινόμενα. Αν και στο παρελθόν συνδέθηκε με τη μυθολογία και θεωρήθηκε σύμβολο προειδοποίησης και ελπίδας, σήμερα γνωρίζουμε πως οφείλεται στην ανάλυση του λευκού φωτός.



Το λευκό φως είναι ένα σύνολο ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, καθένα από τα οποία έχει διαφορετικό μήκος κύματος. Το μήκος κύματος καθορίζει και το χρώμα που έχει το φως. Το κόκκινο φως έχει το μεγαλύτερο μήκος κύματος, ενώ το ιώδες (μωβ) το μικρότερο. Όταν το φως ταξιδεύει στο κενό η ταχύτητά του είναι ανεξάρτητη του μήκους κύματός του. Όταν όμως περνά από κάποιο μέσο (π.χ γυαλί, νερό}, το φως διαθλάται (αλλάζει κατεύθυνση) και κατόπιν ανακλάται και η ταχύτητά του είναι ευθέως ανάλογη του μήκους κύματος. Αυτό σημαίνει πως κάθε ακτίνα του φωτός διαθλάται διαφορετικά γι’ αυτό και κατά τη δίοδο του λευκού φωτός από ένα πρίσμα αυτό αναλύεται στα χρώματα που το αποτελούν (φάσμα) με το κόκκινο χρώμα να κυριαρχεί στην εξωτερική πλευρά και το ιώδες στην εσωτερική. Ανάλογο είναι και το φαινόμενο του ουράνιου τόξου.

Απαραίτητη προϋπόθεση για να εμφανιστεί το ουράνιο τόξο είναι να έχει προηγηθεί βροχή και την ίδια στιγμή που υπάρχει ηλιοφάνεια στο ένα μέρος του ουρανού να υπάρχουν σταγόνες βροχής στο αντίθετο. Μάλιστα αυτός που παρατηρεί το ουράνιο τόξο, έχει τον ήλιο πίσω του. Πρώτος ο Γάλλος φιλόσοφος και μαθηματικός Καρτέσιος τον 18ο αι. μελέτησε το φαινόμενο αυτό χρησιμοποιώντας μια γυάλινη μπάλα γεμάτη με νερό. Οι ακτίνες του ήλιου ενώ διασχίζουν τον αέρα, συναντούν μία σταγόνα βροχής.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα μέρος των ακτίνων να ανακλάται και ένα άλλο να διαθλάται τόσο κατά την είσοδο όσο και κατά την έξοδο από τη σταγόνα. Επειδή κάθε ακτίνα διαθλάται διαφορετικά το ουράνιο τόξο έχει σχήμα αψίδας και δεν είναι μία ευθεία. Στην πραγματικότητα, το ουράνιο τόξο που βλέπουμε είναι το τμήμα ενός ολόκληρου κύκλου, το μεγαλύτερο μέρος του οποίου είναι εκτός του οπτικού μας πεδίου. Βέβαια, τον κύκλο αυτό μπορούμε να τον δούμε από ένα αεροπλάνο!



Τα χρώματα που βλέπουμε στο ουράνιο τόξο με τη σειρά είναι από πάνω προς τα κάτω: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε (κυανό), λουλακί (γαλάζιο) και ιώδες. Φυσικά εμφανίζονται και οι ενδιάμεσες αποχρώσεις αυτών. Ένα δευτερεύον ουράνιο τόξο εμφανίζεται όταν στο εσωτερικό της σταγόνας συμβαίνουν δύο ανακλάσεις της ακτίνας διαδοχικά. Το δευτερεύον τόξο εμφανίζεται πάνω από το πρωτεύον, είναι λιγότερο φωτεινό, ενώ η σειρά των χρωμάτων είναι αντίστροφη, δηλ. το ιώδες βρίσκεται εξωτερικά και το κόκκινο εσωτερικά. Πάντως, το ουράνιο τόξο δεν είναι κάτι «χειροπιαστό»ο, ενώ κάθε παρατηρητής βλέπει διαφορετικό.

http://www.explain.gr/index.php?option=com_content&view=article&id=56:2009-12-24-20-29-08&catid=34:2009-08-09-20-39-56&Itemid=57