Μερικές φορές παρατηρούμε μια σειρά από ημικυκλικές ζώνες να σχηματίζονται στον ουρανό: είναι το ουράνιο τόξο. Μερικές φορές, όταν ο αέρας είναι πολύ υγρός και ο ήλιος είναι κοντά στον ορίζοντα, μπορούμε να δούμε ένα ουράνιο τόξο αν κρατάμε την πλάτη μας στον ήλιο. Αυτό σχηματίζεται από τη διάθλαση και την ανάκλαση του ηλιακού φωτός μέσα στα σταγονίδια νερού που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα. Καθώς ο δείκτης διάθλασης εξαρτάται από το χρώμα, το ηλιακό φως διασκορπίζεται, διαχωρίζοντας τα χρώματα.
Στο παρακάτω σχήμα αντιπροσωπεύουμε το ηλιακό φως που χτυπά μια σταγόνα νερού στον αέρα. Κατά τη διείσδυση στη σταγόνα, το φως διασκορπίζεται ελαφρώς. Αντιπροσωπεύουμε μόνο τα ακραία χρώματα: κόκκινο και βιολετί. Οι ακτίνες αντανακλούν στο εσωτερικό της σταγόνας, επανέρχονται και υφίστανται μια νέα διάθλαση, αυξάνοντας τον διαχωρισμό μεταξύ των χρωμάτων.
Οι αναδυόμενες βιολετί και κόκκινες ακτίνες σχηματίζουν γωνίες περίπου 40º και 42º με την προσπίπτουσα ακτίνα.
Ακτίνες που αναδύονται από τη σταγόνα νερού
Από το σχήμα μπορούμε να δούμε ότι κάθε σταγόνα εκπέμπει φώτα όλων των βασικών χρωμάτων. Ωστόσο, λόγω της διαφοράς στις γωνίες, κάθε χρώμα θα ληφθεί, από το μάτι μας, από μια σταγόνα που βρίσκεται σε διαφορετικό ύψος. Γι' αυτό βλέπουμε ένα σετ από χρωματιστές ημικυκλικές ταινίες, με την κόκκινη ταινία πάνω και τη βιολετί κάτω.
Μερικές φορές υπάρχουν δύο αντανακλάσεις μέσα στη σταγόνα, όπως μπορούμε να δούμε στο παρακάτω σχήμα. Σε αυτή την περίπτωση, βλέπουμε το σχηματισμό ενός δευτερεύοντος ουράνιου τόξου, με ένταση φωτός μικρότερη από το πρωτεύον ουράνιο τόξο. Τα χρώματα είναι ανεστραμμένα, δηλαδή, το ιώδες φως περνά προς τα πάνω και το κόκκινο φως κατεβαίνει.
Εμφάνιση δύο αντανακλάσεων μέσα στη σταγόνα νερού
Του Domitiano Marques
Πτυχιούχος Φυσικής
Σχολική ομάδα Βραζιλίας
