جدول المحتويات
يعتبر قوس قزح ظاهرة فيزيائية تظهر عند ظهور أشعة الشمس أثناء هطول الأمطار، ويتكون القوس من سبعة ألوان تتوالى من الخارج إلى الداخل على الترتيب كما يلي: الأحمر، فالبرتقالي، فالأصفر، فالأخضر، فالأزرق الفاتح، فالأزرق الداكن (النيلي) وأخيرًا البنفسجي، ويعود سبب تكوّن قوس قزح إلى دخول أشعة الشمس إلى قطرات الماء في المرحلة الأولى المعروفة باسم الانعكاس، ثم تنعكس مرة أخرى حتى تتمكن من الخروج من القطرة، ثم تأتي مرحلة التشتت التي تجعل الضوء الأبيض يتحول إلى ألوان الطيف، وأخيرًا مرحلة الانكسار التي تحصل عند تغيّر اتجاه الضوء بزوايا مختلفة.
فسّر العلماء قوس قزح بأن الطول الموجي للأشعة هو المسؤول عن ظهور ألوان قوس قزح؛ إذّ يختلف كل لون طول موجي عن الآخر، وتجدر الإشارة إلى أن اللون الأحمر هو الأطول ويقع في بداية القوس، أما البنفسجي فهو الأقصر ويقع في نهاية القوس، ومن الجدير بالذكر أنه يمكن أن يتكون قوس قزح ثانوي وذلك عند دخول الأشعة من السطح السفلي للقطرات، مما يُسبّب ظهوره بشكل أقل وضوحًا وقوًة من ذاك الأول، وذلك بسبب حدوث انعكاسين داخل القطرة.
يتحدث المقال عن ألوان قوس قزح بالتفصيل، ويشمل أبرز النقاط التالية:
- تعريف قوس قزح وسبب التسمية.
- كيف يتكون قوس قزح وسبب ظهوره وأنواعه.
- تكون قوس قزح ثانوي.
- ألوان قوس قزح.
ما هو قوس قزح
يُعتبر قوس قزح ظاهرة فيزيائية يظهر من خلالها سلم من ألوان الضوء تزامنًا عند ظهور أشعة الشمس أثناء هطول الأمطار، ويتكون هذا القوس من سبعة ألوان تتوالى بالترتيب من الخارج إلى الداخل، وتجدر الإشارة إلى أنّ قوس قزح يظهر عند الشلالات المائية والمسطحات المائية كذلك، وقد ظهر أطول قوس قزح في مدينة شيفيلد في إنجلترا في 14/ آذار عام 1994، واستمر من الساعة 9 صباحًا حتى 3 مساءً، وهو ليس شيئًا ماديًا، لذلك لا يُمكن لمسه.
سبب التسمية
يوجد اختلاف في تسمية قوس قزح؛ حيث توضّح بعض الروايات أنّ أصل تسمية قزح قزح بهذا الاسم إلى مرحلة ما قبل الإسلام، إذ أنّ (قزح) هو إله الطقس في المزدلفة، وكان يُعتقد أن (قزح) يظهر للناس بعد هطول الأمطار ولذلك سمي القوس باسمه، وحتى يومنا هذا يوجد جبل قزح في المزدلفة حيث يكون إحدى المحطات التي يجب المرور في المزدلفة قبل التوجه لرمي الجمرات، في حين أن بعض الروايات الأخرى توضّح أن معنى قزح هو الارتفاع، وهنالك رواية أخرى تقول أنّه اسم الملك الموكّل بالسحاب، ويُقال أنّه اسم من أسماء الشيطان لذلك يُفضّل تسميته باسم قوس المطر أو قوس الله.
كيف يتكون قوس قزح
يتكون قوس قزح من خلال 3 مراحل وسندرج تفاصيلها فيما يأتي:
- مرحلة الانعكاس: تعمل قطرات المطر في هذه المرحلة كالمرايا الصغيرة التي يؤدي اصطدام أشعة الشمس بها إلى انعكاس الأشعة على الجدار الخلفي للقطرات، ثم يُعاود انعكاسها مجددًا على الجانب الآخر، وبسبب عدد قطرات الماء المقدّرة بالملايين فتصبح كأنها مرآة كبيرة تعكس ضوء الشمس.
- مرحلة التشتت: عند دخول أشعة الشمس البيضاء داخل قطرات الماء تتشتت وتتحول إلى ألوان مختلفة وهي ألوان الطيف.
- مرحلة الانكسار: عند دخول أشعة الشمس داخل قطرات الماء يتغير اتجاه الضوء بزوايا ودرجات مختلفة، وهذا يؤدي إلى ظهور ألوان قوس قزح السبعة وفقًا لدرجة زاوية الانكسار.
التفسير الفيزيائي
بالنسبة للتفسير الفيزيائي لقوس قزح، فإنّ ضوء الشمس الأبيض يحتوي على ألوان الطيف التي يختلف طولها الموجي، ويعتبر الطول الموجي هو المسؤول عن اللون، فلكل لون طول موجي مختلف عن الآخر، وعند دخول الضوء من وسط ما ثم انتقاله إلى وسط آخر يؤدي إلى انكساره وتغيير مساره، لذلك فإنّ ضوء الشمس ينكسر عند دخولة إلى قطرات الماء ثم ينعكس مرة أخرى على السطح الخلفي الداخلي للقطرات، ثم ينكسر مجددًا عند خروجه منها، وبسبب اختلاف معامل الانكسار وفقًا لاختلاف الطول الموجي فإنّ زاوية الانكسار تختلف كذلك باختلاف الضوء الموجي وبالتالي كل لون سينكسر بزاوية مختلفة ليشكل قوس قزح، ولم يتم تفسير قوس قزح إلا في القرن السابع عشر.
أنواع قوس قزح
توجد عدّة أنواع لقوس قزح وندرجها فيما يأتي:
- قوس قزح الطبيعي: وهو قوس قزح المعروف والذي يتشكل جراء سقوط أشعة الشمس على قطرات المطر العالقة في الهواء.
- قوس قزح المزدوج: هو الذي يظهر على شكل قوسين فوق بعضهما البعض ويكون أحدهما أكثر وضوحًا من الآخر، ويحدث بسبب انعكاس الضوء داخل القطرة مرتين بدلًا من مرة واحدة، ويمكن كذلك أن يظهر قوس قزح ثلاثي أو رباعي.
- قوس قزح التوأم: هو قوس قزح يظهر على شكل قوسين بجانب بعضهما البعض، ويظهران كأنهما خرجا من نفس النقطة، ويظهر هذا النوع بسبب اصطدام الضوء بكتلة هوائية بأحجام وأشكال مختلفة لقطرات الماء.
- قوس قزح الزائد: هو قوس رقيق يظهر بألوان الباستيل بلون فاتح أسفل القوس الداخلي لقوس قزح الأساسي، وذلك نتيجة لتفاعل معقّد يظهر بين أشعة الشمس مع وجود قطرات ماء صغيرة متماثلة في الحجم داخل كتلة هوائية.
- قوس قزح المنعكس: يظهر هذا النوع عندما ينعكس القوس على مسطّح مائي أو بركة.
- قوس قزح الضباب: يظهر بنفس شكل قوس قزح الطبيعي إلّا أنّ ألوانه خافتة لأنّ قطرات الماء في الضباب تكون متناهية الصغر وبحجم ضئيل خلافًا لقطرات المطر العادية، ويحصل عند انعكاس الضوء بواسطة قطرات الماء العالقة في الضباب.
- قوس قزح الأحمر: هو قوس قزح ذو لون واحد يظهر عند شروق أو غروب الشمس وسمي بهذا الاسم لأنّه يظهر باللون الأحمر وتدرجاته.
- قوس قزح القمر: ينتج هذا القوس بسبب ضوء القمر المنعكس ويكون خافتًا وباهتًا أكثر من قوس قزح الطبيعي لأنّ ضوء القمر خافت مُقارنة بضوء الشمس.
لماذا يظهر قوس قزح بعد المطر
يعتبر ظهور قوس قزح بعد هطول المطر من الأمور الرائعة ومن أجمل الظواهر الطبيعية الفيزيائية، إذّ يظهر بعد أن تشرق الشمس بعد المطر حيث أن أشعة الشمس تدخل من خلال كل قطرة لتعمل على اختراقها ثم تنكسر وتنعكس على القطرات الثانية ثم الثالثة وهكذا، ويعتبر ظهور قوس قزح انكسار ضوئي لأشعة الشمس التي تمر في قطرات المياه العالقة في الغلاف الجوي ليشكّل أمواجًا كبيرة بألوان مختلفة تتكون بسبب انكسار الضوء بدرجة 90 درجة داخل قطرة الماء وخروجه منها، وتشكّل كل قطرة منشور صغير يعكس الألوان وتظهر الألوان فيه حسب درجة طول طيف الضوء. من غير المرجح ظهور قوس قزح في الشتاء وذلك بسبب تجمد قطرات الماء وتحوّلها إلى ثلج وهذا يمنع الضوء من المرور عبر الماء وبالتالي لن يتكون قوس قزح.
سبب ظهور ألوان مختلفة في قوس قزح
يعود سبب ظهور ألوان مختلفة في قوس قزح إلى اختلاف الأطوال الموجية للأشعة الشمس؛ إذّ تنحني بعض الأطوال الموجية بكميات أقل من غيرها، فمثلًا اللون الأحمر يعدّ اللون الأكثر طولًا، أما البنفسجي فهو أقل طول موجي للضوء المرئي، لذلك ينفصل الضوء عند خروجه من قطرة الماء إلى أطوال موجاته ليشكّل قوس قزح، وتجدر الإشارة إلى أنّ اللون الأحمر يقع في أعلى القوس، في حين يقع اللون البنفسجي في أسفل القوس.
تكون قوس قزح ثانوي
يتكوّن قوس قزح ثانوي وذلك بسبب أشعة الشمس التي تدخل إلى القطرات من الأسفل، وهنا يظهر انعكاسين داخل القطرة إضافةً إلى انكسار، وعندما تخرج الأشعة من السطح العلوي للقطرة، ولأنّ كل انعكاس يحدث على سطح القطرة يُضيّع جزء من طاقة الأشعة الضوئية الواردة، فإنّ حدوث انعكاسين داخل القطرة يجعل قوس قزح الثانوي يبدو أقل سطوعًا من القوس قزح الأوّلي.
ألوان قوس قزح بالترتيب
يتكون قوس قزح من 7 ألوان وهي ألوان الطيف الأساسية التي يتكون منها ضوء الشمس وهي بالترتيب: الأحمر، ثم البرتقالي، فالأصفر، فالأخضر، فالأزرق الفاتح، فالأزرق الداكن (النيلي)، وأخيرًا اللون البنفسجي، وهذه الألوان تكون من الخارج إلى الداخل، وحتى نتمكن من رؤية قوس قزح في الأيام الرطبة يجب الوقوف أمام الشمس بحيث تكون أشعة الشمس آتية من الخلف والنظر باتجاه السماء بدرجة 40 درجة، ويظهر قوس قزح على شكل نصف دائرة في السماء أما في حال النظر إليه من السماء، كمن يكون داخل طائرة مثلًا فسيظهر على شكل حلقة دائرية كاملة زاهية الألوان، ومن الجدير بالذكر أنه لا يمكن الوصول إلى نهاية قوس قزح حيث يعتمد ظهوره على اتجاه الناظر ومصدر الضوء، فعندما يتحرك الناظر باتجاهه سيتحرك قوس قزح أيضًا.
