Jak powstaje tęcza? Odkrywamy tajemnice atmosferycznego spektaklu
Tęcza to jedno z najbardziej spektakularnych i zarazem tajemniczych zjawisk atmosferycznych, które od wieków fascynuje ludzi na całym świecie. Zjawisko to bywa inspiracją dla dzieł sztuki, religii oraz licznych legend. Jednak współczesna nauka dokładnie wyjaśniła, jak powstaje tęcza i dlaczego widzimy jej charakterystyczne barwy. W tym artykule krok po kroku wyjaśniamy, na czym polega to niezwykłe zjawisko.
Czym jest tęcza?
Tęcza to łukowaty pas kolorów, który pojawia się na niebie przede wszystkim po opadach deszczu, kiedy na niebie wciąż świeci słońce. Choć wydaje się ulotna i nierealna, tęcza jest wynikiem bardzo konkretnych procesów fizycznych zachodzących w atmosferze naszej planety.
Podstawy fizyki: rozszczepienie i załamanie światła
Aby zrozumieć, jak powstaje tęcza, musimy przyjrzeć się bliżej zjawiskom optycznym, takim jak:
- Załamanie światła – zmiana kierunku światła podczas przechodzenia przez różne ośrodki np. powietrze i wodę.
- Odbicie światła – odbijanie się światła od powierzchni.
- Rozszczepienie światła – rozdzielenie światła białego na jego składowe barwy, czyli kolory widoczne w tęczy.
Krok po kroku: jak powstaje tęcza?
- Promienie słoneczne docierają do kropelek wody – po deszczu w atmosferze unosi się mnóstwo maleńkich kropelek wody.
- Załamanie światła – promień światła padając na powierzchnię kropli wody, załamuje się – zmienia kierunek. W tym momencie światło białe zaczyna się rozszczepiać na poszczególne kolory, ponieważ każdy z nich załamuje się pod nieco innym kątem.
- Odbicie wewnątrz kropli – światło wewnątrz kropelki ulega odbiciu od jej tylnej ścianki.
- Kolejne załamanie – opuszczając kroplę, światło znów zmienia kierunek. Każdy z kolorów wychodzi z kropli pod innym kątem (najsilniej załamuje się fiolet, najmniej czerwony), tworząc charakterystyczny układ barw.
- Efekt końcowy: widoczna tęcza – nasze oczy rejestrują światło odbite i rozszczepione w milionach kropelek. To tworzy łuk o barwach czerwieni, pomarańczu, żółci, zieleni, błękitu, indygo i fioletu.
Dlaczego widzimy kilka barw?
Białe światło słoneczne składa się z promieni o różnej długości fali, co dla nas oznacza różne kolory. Kiedy światło załamuje się w kroplach wody, kolory rozchodzą się pod różnymi kątami:
- Czerwony – załamuje się pod kątem około 42 stopni od pierwotnego kierunku padania światła.
- Fioletowy – pod kątem około 40 stopni.
Kolejne kolory układają się w kolejności: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy (znany skrót: ROYGBIV z ang. Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo, Violet).
Kiedy i gdzie można zobaczyć tęczę?
- Tęcza pojawia się najczęściej rano lub późnym popołudniem, gdy słońce znajduje się nisko na niebie.
- Obserwator musi mieć słońce za plecami, a przed sobą deszcz lub mgłę.
Ciekawostka: czasami można zobaczyć tzw. podwójną tęczę. Wtedy nad główną, wyraźną tęczą widnieje słabszy, większy łuk, w którym kolory są ułożone odwrotnie. To efekt podwójnego odbicia światła w kroplach wody.
Inne rodzaje tęcz
- Tęcza mglista – pojawia się we mgle, kolory są bardzo blade.
- Tęcza księżycowa – powstaje w nocy dzięki odbiciu światła księżyca w kroplach wody.
Dlaczego tęcza ma kształt łuku?
Tęcza ma zawsze kształt okręgu, lecz z powierzchni ziemi widzimy tylko jego część – łuk. Gdybyśmy obserwowali tęczę z samolotu, moglibyśmy dostrzec cały okrąg. To efekt kątów, pod którymi światło wychodzi z kropli i dociera do naszych oczu.
Podsumowanie: Jak powstaje tęcza?
Jak powstaje tęcza? Tęcza to wynik rozszczepienia i załamania światła słonecznego w kroplach wody zawieszonych w powietrzu. Każdy kolor rozchodzi się pod innym kątem, dzięki czemu widzimy charakterystyczny, kolorowy łuk na niebie. To piękne zjawisko przypomina, jak fascynująca i pełna tajemnic może być nasza atmosfera, a jednocześnie, jak precyzyjnie nauka potrafi wyjaśnić pozornie magiczne fenomeny.
