رأى الكثير منا أقواس قزح في السماء بمجرد أن تبدأ الشمس في السطوع مرة أخرى بعد موجة من المطر.
ونحتاج إلى بعض قطرات الماء في الهواء – مثل المطر أو حتى الضباب – ونريد أن تكون الشمس خلفنا ومنخفضة جدا على الأرض. هذا لأن قوس قزح يتكون من الضوء الذي يمر عبر قطرات الماء.
ويبدو الضوء الذي يأتي من الشمس أبيض بالنسبة لنا. لكن الضوء الأبيض الذي نراه في الحياة اليومية يتكون في الواقع من مزيج من ألوان مختلفة. وعندما يمر الضوء عبر قطرة المطر، يمكن أن تنفصل هذه الألوان.
وينتقل الضوء في موجات، مثل الأمواج التي تتحرك عبر المحيط. كل لون من ألوان قوس قزح له ما نسميه “طول موجي” مختلف.
وهذا يعني أن المسافة بين قمتين متقاربتين من قمم الموجة مختلفة لكل لون. وتسمى الألوان، من البنفسجي ذي الأقصر طول موجي إلى الأحمر ذي الموجة الأطول، في “الطيف المرئي”.
وتبدو قطرات المطر ككرات صغيرة أكبر من أشكال الدمعة التي نرسمها غالبا. وعندما يضرب الضوء إحدى هذه الكرات الصغيرة من الماء، يمكن للضوء أن يغير اتجاهه. ونسمي هذا “الانكسار refraction”.
وينكسر كل من الأطوال الموجية المختلفة بمقدار مختلف قليلا. فإذا اصطدم الضوء بقطرة المطر في الزاوية اليمنى، فإن الانكسار يفصل الأطوال الموجية إلى ألوانها المختلفة. ونظرا لانكسار الكثير من الضوء من خلال الكثير من قطرات المطر، فإننا نرى هذه الألوان على أنها قوس قزح في السماء. ويتم تعيين ترتيب الألوان حسب طول الموجة.
وعندما نتعلم عن قوس قزح، نتعلم أن هناك سبعة ألوان: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. لكن هذا ليس صحيحا تماما.
فالألوان المختلفة يمتزج بعضها مع بعض، ومن الصعب معرفة أين ينتهي لون ويبدأ لون آخر. وهناك ألوان أخرى بينهما، حيث تمتزج – مثل الفيروزي بين الأزرق والأخضر. والأزرق والأخضر يجانب أحدهما الآخر في طيف الألوان، ولهذا السبب يمكننا رؤية الفيروزي حيث يمتزجان. ومع ذلك، فإن بعض الألوان عبارة عن مزيج من الألوان التي لا تتواجد متجاورة في الطيف.
فالبني، على سبيل المثال، هو مزيج من الأحمر والأخضر. لكن الشرائط الحمراء والخضراء في قوس قزح ليستا متجاورتين، لذلك لا نراها تختلط لتصبح بنية. وينطبق الشيء نفسه على العديد من الألوان الأخرى التي تكون عبارة عن خليط – إذا لم تتداخل نطاقات الألوان في قوس قزح، فلا يمكن مزجها.
لكن هناك لونان لن نراهما في قوس قزح – الأسود والأبيض. الأسود هو غياب اللون – أي ما نراه عندما لا يكون هناك ضوء على الإطلاق أو امتصاص للضوء.
من ناحية أخرى، الأبيض هو مزيج من كل الألوان معا. عندما ينكسر الضوء بواسطة قطرات المطر، فإنه يفصّل الضوء الأبيض إلى الطيف المرئي، ما يعني أنه لم يعد أبيض. الرمادي هو مزيج من الأسود والأبيض، وبما أننا لا نستطيع أن نرى الأسود والأبيض في قوس قزح، لا يمكننا أيضا رؤية الألوان المصنوعة من خلال مزجها.
في المرة القادمة التي ترى فيها قوس قزح، ابحث عن عدد الألوان التي يمكنك تحديدها فيه – والألوان التي لا يمكنك رؤيتها.
التقرير من إعداد جيمس رولينغز، محاضر في الفيزياء، جامعة نوتنغهام ترنت.
