تبیان، دستیار زندگی

چرا رنگین کمان همیشه در آسمان نیست؟(علوم پایه پنجم)

رنگین کمان پدیده‌ی زیبا و شگفت آوری است که موقع بارش نم نم و یا پس از بارندگی دیده می‌شود.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

علوم پنجم دبستان
 درس سوم کتاب علوم پایه پنجم درباره رنگین کمان است. حتما شما هم  تا بحال بوجود آمدن رنگین کمان زیبا در روزهای بارانی را دیده‌اید.رنگین کمان پدیده ای زیبا است که در یک روز بارانی بعد از نمایان شدن خورشید در آسمان تشکیل می شود.

 در این درس دانش آموزان با دیدن رنگین کمان در آسمان خوشحال شده بودند و آن را به یکدیگر نشان می دادند و درباره آن صحبت می کردند. آنها درباره رنگین کمان سوالهایی از یکدیگر می پرسیدند.مثلا رنگین کمان چگونه تشکیل می شود؟ چرا رنگین کمان همیشه در آسمان نیست؟چگونه می توان رنگین کمان درست کرد؟ در ادامه مطلب درباره رنگین کمان ،چگونهگی تشکیل آن و این که چرا همیشه در آسمان نیست، مباحثی را بیان می کنیم:


رنگین کمان چیست؟

رنگین کمان از جمله جلوه های شگفت انگیز خلقت خداوند در طبیعت است که هنگام بارش باران و یا پس از آن مشاهده می‌ شود. در گذشته های دور مردم رنگین کمان را علامت تیره بختی تصور می کردند. آن ها رنگین کمان را پلی می دانستند برای بالا رفتن ارواح مردگان از زمین به دنیای پس از مرگ و هنگامی که آن را مشاهده می کردند، گمان می‌ بردند که شخصی در آستانه مرگ می باشد.اما همه می دانیم که علت تشکیل رنگین کمان فرایند شکست و تجزیه نور می باشد. با این حال و علی رغم تمامی پیشرفت های انسان در قرن بیست و یکم هنوز هم اطلاعات علمی چندان دقیقی درباره رنگین کمان ها وجود ندارد.

 رنگین کمان پدیده‌ای نوری و قیاسی است که زمانی که خورشید به قطرات نم و رطوبت جو زمین می‌تابد باعث ایجاد طیفی از نور در آسمان می‌شود. این پدیده به شکل یک کمان رنگین در می‌آید. این منظره ی تماشایی ازشکست نوری که از میان قطرات باران گذشته است، پدید می‌آید.


رنگین کمان پدیده‌ای نوری و قیاسی است که زمانی که خورشید به قطرات نم و رطوبت جو زمین می‌تابد باعث ایجاد طیفی از نور در آسمان می‌شود. این پدیده به شکل یک کمان رنگین در می‌آید. این منظره ی تماشایی ازشکست نوری که از میان قطرات باران گذشته است، پدید می‌آید.

رنگین کمان‌ها به کمک نور خورشید در آسمان در سوی مخالف خورشید پدیدار می‌شوند. این پدیده طبیعی معمولا در فصل بهار قابل رویت است.

قطرات باران هرکدام نقش منشوری را دارند که نور خورشیدرا تجزیه و بازتاب می‌کند. نور سفید تركیبی از رنگهای مختلف است که بوسیله  منشور یا یک قطره‌ی آب می‌توان آن را تجزیه كرد، مانند منشور در قطره‌ی آب، نوری که کمترین طول موج را دارد (بنفش) بیشتر منحرف می‌شود بنابراین رنگ بنفش با حداکثر انحراف درپایین طیف قرار می گیرد و رنگ قرمز که بیشترین طول موج را دارد، با انحراف کمتر در بالای کمان دیده می‌شود.
درس علوم

چگونگی تشکیل رنگین کمان

رنگین کمان در اثر تجزیه نور خورشید در روزهای بارانی بوجود می آید. با وجود آنکه ما نور خورشید را سفید یا بی رنگ می‌بینیم، نور خورشید از هفت رنگ متفاوت تشکیل شده است: بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز. این رنگها گروهی از کمانهای رنگی دایره‌ای شکل را در آسمان ایجاد می‌کنند که آن را به رنگین کمان اولیه می‌شناسیم.

همانطور که گفتیم رنگین کمان ها هنگامی در آسمان قابل مشاهده هستند که باران باریده شود و شما نیز در موقعیتی قرار داشته باشید که نور پشت سر شما قرار داشته باشد. همچنین زاویه دید نیز می بایست مناسب باشد. رنگین کمان هنگامی مشاهده می شود که نصف آسمان تیره می باشد و باران می بارد. البته بارش باران شرط لازم برای تشکیل رنگین کمان نیست بلکه شرط لازم، وجود قطره های آب در هوا است. به همین دلیل در اطراف آبشارها نیز رنگین کمان ها تشکیل می شوند.

 اگر در روزهای بارانی خورشید در آسمان ظاهر شود، نور خورشید در قطرات باران تجزیه شده و نواری متشکل از هفت رنگ پدیدار می‌شود که به آن«طیف» گفته می‌شود. در واقع رنگین کمان شامل طیفی پیوسته از رنگ ها است.

هر یک از قطرات باران مانند یک منشور کوچک عمل می کند که به تجزیه نور خورشید کمک خواهد کرد. لازم است بدانید که هر جزء تشکیل دهنده نور خورشید با زاویه شکست مخصوص به خود می‌شکند و به همین دلیل است که ما آنها را به هفت رنگ مختلف می‌بینیم.

رنگین کمان ها از دو کمان اصلی و ثانویه تشکیل شده اند که کمان اصلی از کمان ثانویه مشخص تر می باشد. ترتیب قرار گرفتن رنگ‌ها در کمان ثانویه عکس کمان اصلی است؛ کمان ثانویه بالای کمان اصلی شکل می‌گیرد. در واقع این کمان در اثر شکسته شدن مجدّد پرتوهای نور به وجود می‌آید.

 هر یک از قطرات باران مانند یک منشور کوچک عمل می کند که به تجزیه نور خورشید کمک خواهد کرد. لازم است بدانید که هر جزء تشکیل دهنده نور خورشید با زاویه شکست مخصوص به خود می‌شکند و به همین دلیل است که ما آنها را به هفت رنگ مختلف می‌بینیم.


ترتیب رنگ های رنگین کمان

همانطور که گفتیم رنگین کمان از هفت رنگ بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز تشکیل می شود.

قرمز : اولین و بالاترین رنگ در رنگین کمان

نارنجی : نارنجی دومین رنگ رنگین کمان از بالا است. رنگ نارنجی ترکیبی از قرمز و زرد است

زرد: زرد، سومین رنگ رنگین کمان از بالا است.

سبز : سبز چهارمین و یا رنگ وسطی در رنگین کمان است.

آبی : پنجمین رنگ از بالا در رنگین کمان، رنگ آبی است.

نیلی : دومین رنگ از پایین در رنگین کمان، رنگ نیلی است. نسخه‌ی تیره‌ی رنگ آبی، رنگ نیلی را به شما می‌دهد.

بنفش : آخرین و پایین‌ترین رنگ در رنگین کمان، رنگ بنفش است. این رنگ ترکیبی از رنگ‌های قرمز و آبی است.
رنگین کمان

 مراحل تشکیل رنگین کمان

برای تشکیل رنگین کمان باید تمامی اجزای ابتدایی تابش یعنی نور و سطح بازتابنده وجود داشته باشند. در اینجا نور همان اشعه های خورشید و قطرات باران نیز سطح بازتابنده است. هنگامی که نور خورشید می تابد، این نور یک نور سفید است. در هنگام بارش باران این نور سفید در زاویه ای مناسب به سطح یک قطره آب می تابد و به طیفی از رنگ ها تجزیه می گردد. طیف رنگی به درون بالاترین نقطه لایه رویی آب رسیده و در پایین ترین نقطه قطره نیز انعکاس پیدا می کنند.

طیف رنگی از انتهای قطره آب منعکس و منتشر می شود. این طیف رنگی درست همان چیزی است که به عنوان رنگین کمان مشاهده می شود.همچنین طیف رنگی در این قطرات کوچک باران برعکس می  شود.

چرا رنگین کمان همیشه در آسمان نیست؟

همانطور که گفتیم شرط لازم برای بوجود آمدن رنگین کمان در آسمان وجود رطوبت ناشی از باران است. یعنی بعد از باریدن باران در آسمان رنگین کمان تشکیل می شود.البته کسانی که در مناطق شمالی کشور قرار داشته باشند، ممکن است به دلیل رطوبت بالای هوا، بدون آنکه بارانی باریده باشد، رنگین کمان را مشاهده کنند. بنابراین اگر رطوبتی در هوا وجود نداشته باشد، به تبع آن رنگین کمانی هم در آسمان تشکیل نخواهد شد.

 اگر خورشید در آسمان بسیار پایین باشد، و یا رنگین کمان پیش از غروب و یا پس از طلوع خورشید تشکیل شود، می توان نیمی از یک دایره را دید. هر اندازه که خورشید در موقعیت بالاتری از آسمان قرار داشته باشد، میزان کمتری از رنگین کمان قابل مشاهده است.


چرا رنگین کمان گرد است؟

از نظر تئوری همهٔ رنگین‌کمان‌ها دایرهٔ کامل هستند ولی در روی زمین ما معمولاً فقط نیمهٔ بالایی آن‌ها را می‌بینیم. از آنجاییکه مرکز رنگین‌کمان به صورت قطری در طرف مقابل موقعیت خورشید در آسمان است بیشترین مقداری که ما می‌توانیم از رنگین‌کمان ببینیم حدود ۵۰٪ آن است که آن‌هم در هنگام صبح زود یا غروب که خورشید پایین است قابل مشاهده است.

رنگین کمان ها به این خاطر گرد می باشند که هنگامی که یک قطره آب نور را خم می کند، نور از قطره آب در زاویه ۴۰ تا ۴۲ درجه ای، نسبت به زاویه ای که وارد آن شده، خارج می شود. طیف های بنفش و آبی در زاویه چهل درجه و طیف های نارنجی و قرمز در زاویه ۴۲ درجه خم می  شوند. در نتیجه ستون های نوری که شما مشاهده می کنید از قطره های بارانی می باشند که ۴۰ تا ۴۲ درجه از سایه سر شما دور هستند. این مسئله موجب قوسی شدن رنگین کمان می شود.

همچنین رنگین کمان ها انتهایی ندارند. ما در هنگام تشکیل رنگین کمان به طور معمول آن ها را به صورت یک دایره کامل رویت نمی کنیم زیرا خط افق زمین در مسیر رنگین کمان قرار می گیرد.
با این حال اگر خورشید در آسمان بسیار پایین باشد، و یا رنگین کمان پیش از غروب و یا پس از طلوع خورشید تشکیل شود، می توان نیمی از یک دایره را دید. هر اندازه که خورشید در موقعیت بالاتری از آسمان قرار داشته باشد، میزان کمتری از رنگین کمان قابل مشاهده است.

اگر شخصی روی زمین ایستاده باشد و ما مکان تمام قطرات آبی که زاویه ی آن ها برای وی نزدیک ۴۲ درجه و قابل مشاهده است را در نظر داشته باشیم، دایره ای فرضی ایجاد می شود، اما به دلیل این که نصف این دایره بالای سطح افق قرار دارد، این فرد رنگین کمان را به شکل نیم دایره خواهد دید. البته اگر فرد داخل هواپیما یا بالای آبشار باشد، می تواند کمان را به شکل دایره ی کامل مشاهده کند.

پس تنها راه مشاهده یک رنگین کمان به صورت یک دایره کامل آن است که در بالای قطره های باران باشیم و خورشید نیز پشت سر ما قرار داشته باشد.
رنگین کمان

چگونه رنگین کمان درست کنیم؟

برای اینکه خودمان رنگین کمان درست کنیم، می توانیم در روزی گرم و آفتابی پشت به خورشید بایستیم و با شیلنگ آب به سمت جلو، آب بپاشیم. با این کار، نور آفتاب با برخورد به آب می شکند و رنگین کمانی زیبا ایجاد خواهد شد.

 با استفاده از آب و آینه هم می توانید رنگین کمان درست کنید. برای درست کردن رنگین کمان به این روش به یک ظرف آب، یه آینه و یک تکه کاغذ سفید نیاز  خواهید داشت. کاسه یا ظرف بزرگ خود را تا نیمه با آب پر کنید و داخل آن یک آینه قرار دهید؛ بطوری که نیمی از آینه درون آب و نیمی دیگر از آن بیرون از آب قرار داشته باشد. این ظرف و محتویات درون آن را در نزدیکی یک پنجره آفتابی قرار دهید تا نور مستقیم بتواند به آینه بتابد. حال با با نگه داشتن یک تکه بزرگ کاغذ سفید در بالای ظرف برای مشاهده و بوجود آمدن رنگین کمان بازی کنید. ممکن است برای مشاهده رنگین کمان لازم باشد تا کمی با نزدیک و دور کردن کاغذ بازی کنید.


تکین کمان چیست؟

وقتی نور هایی مثل بنفش و سبز و آبی که طول موج کوتاه تری دارند، پراکنده می شوند، از طیف نور مرئی حذف شده و فقط نورهایی که طول موج بلندتری دارند، مثل قرمز قابل دیدن می شوند. علت این پدیده پراکندگی قطرات باران است و موجب پدیدار شدن نوعی رنگین کمان زیبا به نام تکین کمان می شود. تکین کمان، هنگام طلوع خورشید و غروب آن ایجاد شده و پدیده ای نادر است.

 برای اینکه خودمان رنگین کمان درست کنیم، می توانیم در روزی گرم و آفتابی پشت به خورشید بایستیم و با شیلنگ آب به سمت جلو، آب بپاشیم. با این کار، نور آفتاب با برخورد به آب می شکند و رنگین کمانی زیبا ایجاد خواهد شد.


شبنم کمان چیست؟

وقتی نور خورشید به شبنم می تابد، شکسته و پراکنده می شود و همه ی رنگ های موجود در طیف مرئی را ایجاد می کند که شبنم کمان نام دارد و اغلب بیضوی یا به شکل سهمی است.

ماه کمان چیست؟

وقتی نور بازتابیده از سطح ماه به ذرات رطوبت موجود در ابر های هوا کره برخورد می کند، شکسته شده و ماه کمان را که با نام های رنگین کمان سپید یا ماهی هم شناخته می شود، ایجاد می کند. از آنجایی که میزان نوری که از ماه بازتابیده می شود کم است وضوح ماه کمان کم بوده و ضعیف می باشد.
رنگین کمان

رنگین کمانهای دوتایی :

نور خورشید می تواند سه بار یا بیشتر از قطرات باران بازتاب شود، ولی ما هیچ گاه رنگین کمان سوم را نمی بینیم، چون نزدیک به خورشید تشکیل شده و نور خورشید مانع از دیده شدن آن می شود. اگر نور دو بار از داخل قطرات باران بازتاب شود، رنگین کمان دوم، در نقطه ی مقابل خورشید تشکیل خواهد شد.

 نور خورشید می تواند سه بار یا بیشتر از قطرات باران بازتاب شود، ولی ما هیچ گاه رنگین کمان سوم را نمی بینیم، چون نزدیک به خورشید تشکیل شده و نور خورشید مانع از دیده شدن آن می شود. اگر نور دو بار از داخل قطرات باران بازتاب شود، رنگین کمان دوم، در نقطه ی مقابل خورشید تشکیل خواهد شد.


کمان دوم با پهنای دوبرابر و رنگ های عکس کمان اول با زاویه ای حدوداً ۱۰ درجه بیشتر، بالای کمان اولیه تشکیل می شود. به دلیل این که این کمان در نتیجه ی دو بار تابیده شدن نور از سطح قطره ایجاد شده، شدتش ۱۰ برابر از کمان اول کم تر بوده و کمان اول نسبت به آن روشن تر و واضح تر می باشد.

 نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که همه ی رنگ ها با زوایای یکسانی از قطرات آب بازتاب نمی شوند، نور قرمز و نور بنفش به ترتیب بیشترین و کم ترین انحراف را دارند. گاهی می توان رنگین کمان دوم را محو تر از رنگین کمان اول، در آسمان مشاهده کرد و رنگین کمان سوم نزدیک خورشید تشکیل شده و نمی توانیم آن را ببینیم. به طور کلی پدیده ی تشکیل رنگین کمانها حاصل شکستن و تجزیه ی نور به وسیله ی قطرات آب موجود در هوا می باشد.
این مطلب صرفا جهت اطلاع کاربران از فضای رسانه‌ای بازنشر شده و محتوای آن لزوما مورد تایید تبیان نیست .