Azok közé tartozol, akik izgatottan és mosollyal az arcukon fedeznek fel egy szivárványt az égen? A tavaszi és nyári záporoknak köszönhetően az elkövetkező időszakban nagy valószínűséggel többször is átélheted majd ezt a különleges pillanatot. Nézzük meg, mi történik valójában, amikor megpillantjuk a természet egyik legizgalmasabb optikai játékát.
A szivárvány olyan jelenség, amit egyszerre élhetünk meg gyermeki rácsodálkozással és tudományos kíváncsisággal. Bár sokan tudják, hogy a szivárvány a napfény és vízcseppek találkozásának következménye, valójában ez a látvány sokkal többről szól, mint egy „eső utáni színes félkör”.
A színekre bontott fény illúziója
A szivárvány nem egy objektum, amit meg lehet közelíteni vagy megfogni. Valójában egy optikai illúzió. A fény az esőcseppbe belépve megtörik, annak belső felszínről visszaverődik, majd kilépéskor ismét megtörik. Ez a két törés, valamint a visszaverődés együttesen eredményezi azt, hogy a fény különböző hullámhosszúságú (színű) komponensei különböző szögben térnek el, így a fény színekre bontva jut el a megfigyelő szemébe.
Miért mindig a hátad mögött süt a Nap?
Ez nem véletlen. A szivárvány akkor látható, ha a Nap a hátad mögül világítja meg az előtted lévő, még esőtől párás vagy vízcseppekkel teli légteret. A legnagyobb ívet a vörös szín zárja kívül, a legbelső szín pedig az ibolya. A szivárvány akkor mutatkozik a legszebben, amikor az égbolt egy része még felhős. Ilyenkor az ív színei kontrasztosan emelkednek ki a mögötte húzódó, sötétebb égboltból.
Valójában kör alakú – csak ritkán látjuk így
A szivárványt azok a vízcseppek hozzák létre, amelyekből a megtört fénysugarak a napfény eredeti irányához képest kb. 42 fokos szögben érik el a megfigyelő szemét. Csak az ebből a szögből érkező fény hozza létre az ívet, amit mi szivárványként látunk.
Mivel ez a kb. 42 fokos visszaverődési szög minden vízcseppnél azonos, ezek a visszaverődő fénysugarak körívet formálnak a szemünk számára. Tulajdonképpen egy kúp alakú látószögről van szó, melynek középpontja a szemünk, a szivárvány pedig a kúpfelület metszete, amely kör alakú.
Földfelszínről nézve azonban azért látjuk csak az ikonikus félkörívet, mert a horizont „levágja” a szivárvány körívének többi részét. De ha repülőből vagy egy magas hegycsúcsról néznénk, egy teljes kör alakú szivárványt is megfigyelhetnénk.
De vajon tényleg hét színe van?
Isaac Newton volt az, aki az 1600-as években először leírta a szivárvány színeit, és hét kategóriára osztotta őket: vörös, narancs, sárga, zöld, kék, indigó, ibolya. Valójában a szivárvány színei egy összefüggő spektrumot alkotnak. Nincs éles határ a kék és zöld között, vagy a narancs és sárga között – minden fokozatos átmenet.
Dupla, fehér és fordított szivárványok
A klasszikus szivárvány mellett vannak kevésbé ismert, de ugyanolyan lenyűgöző változatai is. A dupla szivárvány például akkor jön létre, ha a fény kétszer verődik vissza a vízcsepp belsejében, mielőtt kilép – így egy halványabb, fordított színű ív jelenik meg a fő ív fölött.
Létezik úgynevezett „ellen-szivárvány” is, amelyet nagyon apró vízcseppek – például köd – hoznak létre. Ez a jelenség gyakran színtelen, halvány, fátyolos, és inkább hasonlít egy fénygyűrűre, mint egy klasszikus színpompára. Ezt angolul fogbow-nak nevezik, és gyakran tapasztalható hajnalban vagy tengerparti tájakon.
Mit köszönhetünk a szivárványnak a tudományban?
A szivárvány nemcsak gyönyörködtet – tudományos forradalmat is hozott. Newton prizmakísérleteiben épp azt a jelenséget használta ki, amit a természet magától is megmutat: hogy a fehér fény valójában színek összessége. Ez az egyszerű felismerés volt az első lépés a fény hullámtani és kvantumelméleti megértése felé – így a szivárvány közvetve hozzájárult ahhoz is, hogy ma optikai szálakon kommunikáljunk, vagy hogy spektrumanalízissel elemezzünk távoli csillagokat.
Egy jelenség, ezernyi jelentés
Ha szivárványt látsz, egyszerre vagy tanúja egy lenyűgöző fizikai jelenségnek, egy szubjektív optikai illúziónak és egy időtlen természeti szimbólumnak. Nemcsak fizikai, hanem szimbolikus értelemben is lenyűgöző jelenség: bár tudományosan magyarázható, mégis az emberek kollektív képzeletében túlmutat a fizikán, és olyan érzelmi, spirituális töltetettel rendelkezik, mellyel évszázadok óta jelen van a mítoszokban, vallásokban és modern narratívákban egyaránt.
Kapcsolódó cikk: Homokszem a gépezetben – A szaharai por hatásai az életünkre
