كيف يحدث قوس القزح

تمكن العلماء من تفسير كثير من الظواهر البيئية والطبيعية التي تحدث على سطح هذا الكوكب، نتيجة الدراسات والأبحاث، والذي ساعد على ذلك كله، هو التطور التكنولوجي الذي حدث وأحدث ثورة في حياة الإنسان على جميع المستويات، وأحد هذه الظواهر الطبيعية التي تمكن الإنسان من تفسيرها هو ما يعرف بقوس قزح، فما المقصود به؟

يعتبر قوس قزح ظاهرة طبيعية فيزيائية، تمكننا من رؤية مجموعة من الألوان عند ظهور أشعة الشمس بالتزامن مع تساقط الأمطار، وألوان قوس قزح تكون عبارة عن مجموعة من الألوان والتي تشمل: اللون الأحمر ويتدرج إلى البرتقالي، فالأصفر، فالأخضر، فالأزرق، فأزرق غامق (نيلي)، فبنفسجي من الداخل.

إنّ عمليّة انكسار ضوء الشمس، تحلله ثم انعكاسه على قطرات الماء أو البخار الموجودة على سطح الأرض، يؤدّي إلى تكون مجموعة ألوان قوس قزح، كما أنّه يمكن أن يتشكل في شلالات الماء، فينكسر الضوء عندما يصطدم بالماء وينعكس داخل قطراته، وينكسر عند خروج الضوء منها، وبالرجوع إلى علم الفيزياء، فعندما يسقط ضوء الشمس بشكل مائل على قطرات الماء، فيقوم الضوء بالانكسار عند دخوله لها، وينكسر مرة أخرى عند خروجه منها، فيكون هناك تأثير كلي للضوء الساقط على قطرات الماء، بحيث يمكن مشاهدته من عدة زوايا، إلّا أنّه أكثر وضوحاً وتركيزاً في الزاوية التي تتراوح ما بين 40°–42°.

تم إثبات أن مقدار الزاوية يعتمد على معامل يسمى بمعامل الانكسار وليس على حجم قطرة الماء، فعلى سبيل المثال، إن معامل الانكسار في ماء البحر أعلى من مقدار معامله في ماء المطر، لذلك يكون مقدار قطر قوس قزح في البحر أقل منه في حالة القوس الحقيقي، لذلك نراه على شكل غير مستقيم.

إنّ السبب لظهور أكثر من لون في آنٍ واحد هو اختلاف الأطوال الموجية لكل منها، فيكون معامل انكسار اللون الأحمر على سبيل المثال مختلف عن معامل انكسار اللون البنفسجي، بحيث يبلغ مقدار الزاوية للون الأحمر 42.3° بمعامل انكسار في الماء قيمته 1.33141. أمّا بالنسبة للون البنفسجي فيبلغ مقدار الزاوية 40.4° بمعامل انكسار يصل إلى 1.34451 وهكذا.

بحسب الدراسات، هناك مجموعة من النقاط المهمة التي يجب أن تكون موجودة حتى نتمكن من مشاهدة هذه الظاهرة، وهي كالتالي:

• من المفترض أن يكون مصدر الضوء موجود إلى الجهة الخلفية من الناظر، حتى يسقط الضوء على الجهة المعاكسة له وتكون هي بمثابة مستوى يظهر عليه قوس قزح.
• عندما تكون السماء مليئة بالسحب، وتكون الشمس متواجدة في الجهة المعاكسة، هنا يستطيع الناظر أن يفرق بين الألوان بشكل جيد.
• وأحياناً وفي حالات نادرة قد يرى الإنسان قوس قزح في الليل، وذلك من خلال انعكاس الضوء من قبل القمر، ولكن هنا تكون الألوان أقل وضوحاً وقد تقتصر الرؤية على مشاهدة اللون الأبيض فقط.