شرح ظاهرة قوس قزح

من المشاهد التي تُمتعنا بها الطبيعة في فصل الشتاء، ومع سقوط المطر هي ظهور ألوان الطيف في السماء أو ما نسيمه بقوس قُزَح، وهو أحد الظواهر الفيزيائية المتعلقة بالضوء، حيث تتولد ظاهرة قوس قُزح عن انكسار الضور عندما يمر شعاعه بين وسطين تختلف معاملات انكسارهما مما يعني أن حركة الضوء ستتم بسرعتين متباينتين بين الوسطين، ويسمى ذلك بانحناء الضوء، وفيما يلي سنعرض شرح ظاهرة قوس قُزَح وآلية حدوثها.

شرح ظاهرة قوس قُزَح

سنقوم بتبسط شرح ظاهرة قوس قُزح في نقاط بالشكل التالي:

• بمثال بسيط دعنا نتخيل أننا نقوم بدفع عربة ذات عجلات على أرض مستوية وممهدة، أي أنها أرض ذات طبيعة متجانسة في جميع أجزائها، وبقوة دفع ثابتة للعربة، فسيجعل ذلك العربة تتحرك بسرعة ثابتة هي الأخرى.
• فإذا دخل بالعربة منطقة غير ممهدة أو منطقة عشبية فإن سرعة العربة سوف تتغير وتصبح أبطء نتيجة لقوى الاحتكاك المتزايدة بين العربة والعشب على الأرض، وسوف يدفعنا ذلك إلى أن نزيد من قوة دفعنا للعربة لتسير بنفس سرعتها التي كانت تسير بها على الأرض الممهدة.

قد يهمك ايضًا : شرح ظاهرة الكومبتون

معلومات مهمة عن قوس قزح

• دعونا نتصور أننا بدأنا في دفع العربة على الأرض ذات العشب ولكن بزاوية وليس باستقامة كالسابق، فمعنى ذلك أن إحدى العجلات ستسير على العشب قبل الأخرى أي أن العجلة التي مشت على العشب أصبحت أبطء من الأخرى التي لازالت على الأرض الممهدة والتي مازالت تسير بسرعتها الأولى.
• وبنفس فكرة العربة تلك فإن حزمة الضوء عند نفاذها عبر منشور زجاجي فإنها تنفذ بزاوية مما يجعل بعض الأشعة تنفذ قبل الأخرى أي تمر في وسط مختلف (المنشور) قبل الأخرى التي لازالت تمر في الهواء.
• فيكون الشعاع النافذ ابطء في سرعته من الشعاع الذي لم ينفذ بعد من المنشور، فيؤدي ذلك إلى أن ينحرف الضوء عند ملامسة حافة زجاج المنشور، وعندما ينفذ الضوء من أحد جوانب المنشور إلى الجانب الآخر فإن انحرافًا آخر يحدث بنفس الطريقة ولكن في الاتجاه المعاكس.
• ويعمل المنشور الزجاجي على تفريق شعاع الضوء الأبيض النافذ خلاله وتحليله إلى مكوناته الأصلية، حيث يتكون الضوء الأبيض من مجموعة من الترددات الموجية المتباينة، وكل تردد يكون للون مختلف، وهذه الألوان المختلفة هي التي تسمى بألوان الطيف أو ألوان قوس قُزَح.
• واختلاف الترددات هذا يعني أن يمر كل لون بسرعة مختلفة خلال المنشور الزجاجي، وفي الأوساط الشفافة الأخرى.

قد يهمك ايضًا : شرح ظاهرة السراب

كيف يبدو قوس قزح ؟

• عند سقوط أشعة الشمس على الغلاف الجوي الخارجي فإنها تصطدم بكل ما يقابلها وتنفذ من خلاله.
• ويظهر قوس قُزح في هذا الشكل المنحني (القوس) حيث تعتمد رؤيته على زاوية المشاهدة.
• بينما البرتقال والأصفر أوسطهم انحناء، بينما الأزرق والبنفسجي أقلهم انحناء، وينحني كل لون من ألوان الطيف بزاوية مختلفة عن الآخر، ولذلك يظهر كل لون من ألوان قوس قُزح في مكان غير الآخر في السماء فيظهر قوس قُزح بشكله المميز المنحني متعدد الألوان.

قد يهمك ايضًا : شرح ظاهرة دوبلر للصوت

يبدو أن ذلك المشهد البديع ذو الألوان الخلابة التي تخطف النظر وراءه الكثير من الشرح والتفسير لانكسار وانعكاس الضوء عبر الأوساط المختلفة، وقد كان لتفسير ظاهرة قوس قُزح وما يتعلق بها من دراسة سلوك الضوء ومساراته دورًا عظيمًا في اختراع المرايا والعدسات.