


Choć tęcza na niebie fascynowała człowieka od zawsze, pierwsze ogólnie poprawne wytłumaczenie fizyki tęczy dał światu perski astronom, Qutb al-Din al-Shirazi w XIII wieku.
Aby zobaczyć tęcze potrzebny jest ekran w postaci kropel wody, najlepiej dużej chmury lub ściany deszczu oraz oświetlenie słoneczne zza pleców obserwatora. Tęcza nie istnieje jako obiekt fizyczny, jest iluzją optyczną, która powstaje w wyniku rozszczepienia światła na zbliżonych do kulistych kropelkach wody.
Promień słoneczny wpada do kropelki, odbija się od tylnej jej ‚ścianki’ i wypada w kierunku obserwatora pod kątem 42 stopni. Taki kąt jest właściwy dla słodkiej wody. Dla porównania na Tytanie, jednym z księżyców Saturna ekranem dla tęczy byłyby kropelki ciekłego metanu, które odbijałyby światło pod kątem 49 stopni. Nawiasem mówiąc, to jedyny poza Ziemią obiekt w Układzie Słonecznym, na którym tęcza mogłaby naturalnie występować.
Skoro cały ekran odbija światło, to dlaczego właściwie tęcza jest łukiem, a nie prostą? Do kropel wody wpada wiele promieni słonecznych i jest odbijanych na różne strony. Światło tęczy jest wysoce spolaryzowane. To takie samo zjawisko, dzięki któremu można oddzielić obraz dla oka lewego od obrazu dla oka prawego w kinie 3D. Oznacza to, że choć ekran odbija rozszczepione światło w różnych kierunkach, to obserwator widzi je tylko pod kątem 42 stopni, stąd zagięcie łuków, niczym od śladu cyrkla ustawionego na odpowiednie rozwarcie.
Cyrklem rysujemy okręgi, tak też jest z tęczą, tylko trzeba być odpowiednio wysoko lub znajdować się w odpowiednio ukształtowanym terenie, żeby to zobaczyć. Zwykle widzimy tylko fragment okręgu. Natomiast jest to zawsze nasza własna tęcza. Ktoś stojący obok widzi już inną jej wersję.
A dlaczego okrąg a nie koło? To już wyłącznie ograniczenie naszego aparatu wzrokowego, który rejestruje tylko część fal elektromagnetycznych. Gdybyśmy mieli czulszą aparaturę, to nad skrajną zewnętrzną barwą czerwona widzielibyśmy pasy podczerwieni, a pod skrajną wewnętrzną barwą fioletową pasy ultrafioletu.
Źródło grafiki: (C) Piotr Mańkowski
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.
Any cookies that may not be particularly necessary for the website to function and is used specifically to collect user personal data via analytics, ads, other embedded contents are termed as non-necessary cookies. It is mandatory to procure user consent prior to running these cookies on your website.
Można jeszcze dodać o występowaniu tęczy wtórnej (zawsze widziałam ją położoną nad główną) w której barwy są odwrócone. Oczywiście nie zapominajmy, że na końcu tęczy siedzi gnom z garncem złota…