Vaivorykštė nėra septynių spalvų juosta: kas iš tiesų vyksta lietaus lašuose ir kodėl jos galo nepasieksite

Vaivorykštė atsiranda, kai saulės šviesa patenka į ore esančius vandens lašus, juose pakeičia kryptį, atsispindi ir išsiskaido į skirtingas spalvas. Spalvos jau slypi saulės šviesoje – lašai jas atskiria, todėl vietoj įprastos balkšvos šviesos išvystame spalvotą lanką. Nuotraukoje virš rudenėjančių medžių matyti ryški vaivorykštė ir dešiniau esantis blankesnis antrasis lankas. Abu juos sukuria tie patys vandens lašai, tik šviesa jų viduje nukeliauja skirtingą kelią.

Vienas lietaus lašas atlieka kelis darbus

Saulės šviesa atrodo beveik balta, tačiau ją sudaro skirtingo bangos ilgio šviesa. Kai spindulys iš oro patenka į vandens lašą, jo sklidimo greitis pasikeičia, todėl ties lašo paviršiumi šviesa lūžta – pakeičia kryptį. Skirtingo bangos ilgio šviesa lūžta šiek tiek nevienodai, ir taip prasideda spalvų atsiskyrimas.

Toliau dalis šviesos atsispindi nuo vidinio lašo paviršiaus ir keliauja atgal. Išeidama iš vandens į orą ji dar kartą lūžta. Pagrindinei vaivorykštei susidaryti reikia dviejų lūžių ir vieno vidinio atspindžio – būtent toks kelias leidžia mums pamatyti įprastą ryškų lanką.

Vienas lašas išskaido šviesą į daugybę krypčių, tačiau mūsų akis pasiekia tik tam tikra jos dalis. Raudoną šviesą matome iš vienoje padėtyje esančių lašų, violetinę – iš kitų. Todėl vaivorykštė nėra ant debesies nupieštas objektas: ją matome dėl tinkamai išsidėsčiusių Saulės, vandens lašų ir stebėtojo.

Kodėl spalvos išsidėsto būtent tokia tvarka

Pagrindinės vaivorykštės išorėje matome raudoną spalvą, o vidinėje pusėje – violetinę. Tarp jų pereina oranžiniai, geltoni, žali ir mėlyni atspalviai. Tokia tvarka susidaro todėl, kad vanduo skirtingo bangos ilgio šviesą nukreipia nevienodai.

Įprasta sakyti, kad vaivorykštę sudaro septynios spalvos, tačiau joje nėra septynių aiškiai atskirtų juostų. Tai tolydus regimosios šviesos spektras, kuriame vienas atspalvis palaipsniui pereina į kitą. Septyni pavadinimai padeda spalvas įsiminti, bet neaprašo kiekvieno akimi matomo tarpinio atspalvio.

Spalvas atpažįstame todėl, kad mūsų akių tinklainėje esančios kūgelinės ląstelės skirtingai reaguoja į įvairaus bangos ilgio šviesą. Smegenys apdoroja jų siunčiamus signalus, ir mes patiriame spalvos pojūtį. Todėl vaivorykštės vaizdui svarbus ne tik šviesos kelias lašuose, bet ir tai, kaip šviesą priima mūsų rega.

Iš kur atsiranda antrasis lankas ir tamsesnis dangus tarp jų

Nuotraukoje dešiniau ryškiosios vaivorykštės galima įžiūrėti blankesnį lanką. Jis susidaro tada, kai šviesa lašo viduje atsispindi ne vieną, o du kartus. Po tokio kelio mūsų akis pasiekia mažiau šviesos, todėl antrinė vaivorykštė paprastai būna silpnesnė už pagrindinę.

Pasikeičia ir spalvų tvarka: antrinio lanko vidinėje pusėje yra raudona, o išorinėje – violetinė. Vadinasi, dviejų vaivorykščių raudonosios pusės atsuktos viena į kitą. Kai lankai ryškūs, šį skirtumą galima pastebėti be jokios specialios įrangos.

Tarp abiejų lankų dangus kartais atrodo tamsesnis. Ši sritis vadinama Aleksandro tamsiąja juosta: ją lemia tai, kokiomis kryptimis po atspindžių iš lašų iškeliauja šviesa. Tai nėra atskiras tamsus debesis, nors stebint trumpai taip gali pasirodyti.

Kodėl vaivorykštė lenkta ir jos galo neįmanoma pasiekti

Vaivorykštės forma susijusi su šviesos sklidimo kampais. Pagrindinio lanko raudonasis kraštas matomas maždaug 42 laipsnių kampiniu atstumu nuo taško priešingoje pusėje nei Saulė. Vienodu kampu aplink šį tašką išsidėstę lašai mūsų regėjimo lauke sudaro apskritimą.

Nuo žemės paprastai matome tik dalį šio apskritimo, nes likusią dalį užstoja horizontas arba tomis kryptimis nėra matomų apšviestų lašų. Iš aukštai, pavyzdžiui, skrendant lėktuvu, tinkamomis sąlygomis galima pamatyti ir visą apskritą vaivorykštę. Kuo Saulė žemiau, tuo aukščiau danguje gali iškilti matomas lankas.

Vaivorykštės galas nėra konkreti vieta pievoje ar už medžių. Pajudėjus pasikeičia lašai, kurių šviesa pasiekia jūsų akis, todėl artėjantis žmogus nepasiekia jokios spalvotos „sienos“. Net greta stovintys žmonės mato labai panašų, tačiau iš šiek tiek skirtingų lašų sklindantį vaizdą.

Kur žiūrėti, kai lietų staiga nušviečia saulė

Norint pamatyti vaivorykštę, paprastai reikia atsistoti taip, kad Saulė būtų už nugaros, o lietus – priešais. Nebūtina, kad tuo metu lytų tiesiai ant jūsų: saulė gali apšviesti tolėliau esančią lietaus uždangą. Tamsesnių debesų fone spalvos dažnai išsiskiria aiškiau.

Rudenį tokią progą gali suteikti besikeičiantys orai, kai pro debesų tarpą prasiskverbia žemiau esanti Saulė. Pamačius vieną lanką verta apžiūrėti ir dangų išorinėje jo pusėje – ten gali slėptis blankesnė antrinė vaivorykštė. Ji ne visada iškart krinta į akis, ypač šviesiame fone.

Mažą vaivorykštę galima pastebėti ir saulės apšviestuose fontano ar laistytuvo pursluose. Atsistokite nugara į Saulę ir keiskite žiūrėjimo kryptį, kol lašeliuose pasirodys spalvos. Taip visai arti galima pamatyti tą patį reiškinį, kuris lietingame danguje nusidriekia virš viso kraštovaizdžio.