1. ágúst 2008

Regnbogar

Ég er búinn að vera að lesa mig inn í ýmislegt námsefni aftur vegna verkefna sem eru framundan. Í dag áttu regnbogar hug minn allan. Regnbogar eru heillandi fyrirbæri. Mér dettur fátt í hug sem er betur til þess fallið að útskýra þekkingarleit manna.

Regnbogar í goðsögum hafa verið allt frá fjársjóðskortum til líftrygginga með millilendingu í Bifröst. Þeir eru furður og dásemdir. Vísindin á bak við þá eru einföld en þó ekki einfaldari en svo að það er töluvert erfitt að útskýra þau fyrir öðrum.

Einn þeirra sem rannsakaði regnboga var Descartes.

Þessi skýringarmynd Descartes sýnir sumar uppgötvanir hans ágætlega. Á myndinni eru tveir regnbogar, nokkuð sem er algengt við rétt veðurskilyrði.


Regnbogarnir geta jafnvel orðið fleiri. Athygli vekur að ytri regnboginn er „öfugur“ miðað við þann innri. Litirnir eru í öfugri röð.

Á skýringarmynd Descartes sést að regnbogi er alltaf hringlaga. Það hve stór hluti hringsins sést fer eftir landslagi og innbyrðis afstöðu áhorfandans og sólarinnar.

Augu áhorfandans eru alltaf á beinni línu frá sól til miðju regnbogans
. Tveir menn sem standa hlið við hlið og horfa á regnboga sjá hvor sinn bogann. Það segir sig sjálft að sjaldgæft er að sjá mjög stóran hluta hringsins. Ef þú framlengir beina línu frá sól í gegnum hausinn á þér endar hún yfirleitt í jörðinni fyrir framan þig. Það er helst ef horft er fram af fjallsbrún eða úr flugvél að allur hringurinn sést.


Regnbogi er endurspeglun sólar í regndropum. Descartes vissi að stærð regndropanna virðist engin áhrif hafa á regnbogann. Hann bjó til sína eigin „regndropa“ í tilraunaskyni: stórar, vatnsfylltar glerkúlur. Þegar hann lét ljósgeisla skína á kúluna sá hann að kúlan endurspeglaði ljósinu. Hornið á milli ljóssins þegar það kom inn í kúluna og þegar það fór út aftur var rétt rúmlega 40 gráður.

Þó ber að taka fram að ljósið endurspeglaðist ekki allt með þessum hætti. Sumt dreifðist út úr kúlunni í ýmsar áttir og við viss skilyrði sá hann annan daufari ljósgeisla sem myndaði rúmlega 50 gráðu horn við innkomuljósið.

Það var síðan meistarinn sjálfur, Newton, sem gerði sér grein fyrir því að þessi speglun er örlítið mismunandi fyrir einstaka liti rófsins. Blátt ljós beygir meira inni í regndropa en rautt ljós og kemur út aftur undir stærra horni.



Hér eru þá komnir allir þættir í myndun regnboga. Bein lína frá sólu til þín framlengist inn að miðju regnbogans (hvort sem hún er sýnileg eða ekki). Regnboginn myndast með sólarljósi sem ferðast töluvert fyrir ofan hausinn á þér, endurspeglast í regndropum (ís eða öðrum raka) fyrir ofan og framan þig og berst til þín.

Við ákjósanleg skilyrði berst þér einnig ljós frá dropum enn ofar á himninum. Það ljós hefur tvíspeglast í dropunum og myndar brattari línu til jarðar. Þessi tvöfalda speglun er ástæða þess að litir þess regnboga eru í öfugri röð miðað við þann neðri.

Ástæðan fyrir litum regnbogans er þetta misstóra horn sem einstakir litir mynda þegar þeir koma út úr regndropa. Regndropi í tiltekinni hæð speglar aðeins til þín einum lit. Regndropi nokkru ofar kann að spegla til þín öðrum. Enn hærri dropi speglar til þín þriðja litnum og svo koll af kolli.



Allar þessar speglanir mynda regnbogann í allri sinni dýrð.

1 ummæli:

Nafnlaus sagði...

TIl hamingju með það.
Ólíkt höfumst við að, þú leikur þér að regnbogunum en ég les eðlisfræði á dönsku.