تعرفوا معنا ما هي #ألوان_ الطيف .أو ما هو#قَوْسُ_ قُزح.. أو قوس المطر أو قوس الألوان.. إنه ظاهرة فيزيائية طبيعية ناتجة عن إنكسار وتحلل ضوء الشمس خلال تساقط قطرات ماء المطر..- مشاركة:سجود علي البدن وأحلام الزعبي..

من فريد ظفور يوليو 4, 2021

ما ألوان قوس قزح بالترتيب
كتابة سجود علي البدن – ٢٩ أبريل ٢٠١٩ م.
ألوان قوس قزح:
يتكّون قوس قزح من العديد من الألوان المرئيّة التي تتضمّن على اللون الأحمر، واللون البرتقالي، واللون الأصفر، واللون الأخضر، واللون الأزرق، واللون النيلي، واللون البنفسجي مرتبة من الخارج للداخل،[١] هذا كما يوجد ما يقارب مليون لون في قوس قزح، ولكن تُعد هذه الألوان غير مرئيّة؛ لذا لا يُمكن رؤيتها كباقي الألوان الأخرى.
كيفية تكون قوس قزح:
يتكوّن قوس قزح عندما يمرّ الضوء الصادر عن أشعة الشمس عبر قطرات الماء التي تكون عالقة في الغلاف الجويّ، الأمر الذي يؤدي إلى تغيّر اتجاه موجات الضوء أثناء عبور قطرات الماء، فينتج عن ذلك عمليتي الانعكاس والانكسار، وعندما ينعكس الضوء عن قطرة الماء فإنّه يرتدّ في الاتّجاه المُعاكس الذي صدر منه، وعندما ينكسر فإنّه يسلك في اتجاهات مختلفة، وعند حدوث قوس قزح فإنّ الضوء الأبيض المار في قطرة الماء ينحني في عدة اتّجاهات، ثمّ تصل موجات الضوء المنحنية للجانب الآخر من قطرة الماء، وتنعكس مرة أخرى من القطرة بدلاً من عبورها للخارج مباشرةً، فيظهر هذا الضوء المنكسر كألوان منفصلة للعين البشريّة؛ بسبب انفصال الضوء الأبيض داخل قطرات الماء.[٣] كما ينبغي أن يكون موقع الشمس وقطرات الماء مناسباً تماماً للمُشاهد؛ للتمكّن من رؤية قوس قزح، إذ يجب أن تكون الشمس وراء الشخص المُشاهد، ومنخفضة في السماء بزاوية تقلّ عن 42 درجة فوق الأفق، فكلما كان موقع الشمس منخفضاً في السماء كلما تمكّن المُشاهد من رؤية القوس، هذا كما يجب أن يكون المطر، أو الضباب، أو أي مصدر آخر من قطرات الماء أمام المشاهد حتى يتمكّن من رؤية قوس قزح.
سبب ظهور ألوان مختلفة لقوس قزح: يعود السبب في ظهور ألوان مختلفة لقوس قزح إلى اختلاف الأطوال الموجيّة للضوء الصادر عن الشمس، حيث تنحني بعض الأطوال الموجيّة بمقدار أقل من غيرها؛ كاللون الأحمر الذي يمتلك أطول طول موجي للضوء المرئي، في حين تنحني بعض الأطوال الموجيّة بمقدار أكبر من غيرها؛ كاللون البنفسجي الذي يمتلك أقصر طول موجي للضوء المرئي؛ لذا ينفصل الضوء عند خروجه من قطرة الماء إلى جميع أطوال موجاته مشكّلاً قوس قزح، بحيث يكون اللون الأحمر في أعلى قوس قزح، واللون البنفسجي في أسفله.
كيفية تكون قوس قزح ثانوي:
يُمكن أن يظهر قوس قزح ثانويّ خافت فوق قوس قزح الأساسيّ؛ وذلك بسبب حدوث انعكاس ثانٍ داخل القطرة، الأمر الذي يؤدي إلى خروج الضوء المنعكس بزاوية 50 درجة بدلاً من 42 درجة، وهي درجة انعكاس قوس قزح الأساسي؛ لهذا يظهر قوس قزح الثانوي فوق قوس قزح الأساسي، إلا أنّه يظهر بترتيب معاكس للألوان، بحيث يكون اللون الأحمر في الأسفل، والبنفسجي في الأعلى.[٥]

قوس قزح
من ويكيبيديا
قَوْسُ قُزح يسمى كذلك قوس المطر أو قوس الألوان وهو ظاهرة طبيعية فيزيائية ناتجة عن انكسار وتحلل ضوء الشمس خلال قطرة ماء المطر، يظهر قوس المطر بعد سقوط المطر أو خلال سقوط المطر والشمس مشرقة، تكون الألوان في القوس اللون الأحمر من الخارج ويتدرج إلى البرتقالي فالأصفر فالأخضر فالأزرق فأزرق غامق (نيلي) فبنفسجي من الداخل، ضوء الشمس يحتوي على العديد من الألوان الطيفية وهي عبارة عن أشعة ذات أطوال موجية مختلفة، يظهر قوس القزح عادة بشكل نصف دائري وفي حالات نادرة يكون قمرياً حيث يكون انكسار ضوء القمر المسبب لهُ عبر قطرة الماء ملائماً مع مكان وجود القمر في تلك اللحظات. ويظهر للمشاهد نتيجة لضوئهِ الخافت أبيض لأن العين البشرية لا تستطيع أن ترى الألوان في الليل.
زاوية قوس قزح:
عند رؤية قوس قزح فهذا يعني أن عين المراقب تكون في اتجاه معاكس لاتجاه الشمس كما أن زاوية مخروطية تقع بين خط الأفق وأي نقطة على القوس. تكون هذه الزاوية 42o تقريبا وتسمى زاوية قوس قزح وتكون زاوية الرؤية 84o.
التفسير الفيزيائي:
في البداية ينكسر ضوء الشمس الساقط بشكل مائل عند دخوله في قطرات المطر ومن ثم ينعكس مرة أخرى في السطح الداخلي من القطرة وينكسر أيضا عند خروجه من القطرة. يظهر التأثير الكلي في الضوء الساقط منعكسا على مدى واسع من الزوايا، مع تركيز شديد له في زاوية 40°–42°. يمكن اثبات أن هذه الزاوية مستقلة عن حجم القطرة، ولكنها تعتمد على معامل الانكسار. يمتلك ماء البحر معامل انكسار أعلى من ماء المطر، لذا يكون نصف قطر قوس قزح في المرشات البحرية أصغر من القوس الحقيقي. يكون هذا مرئيا للعين المجردة على هيئة عدم استقامة بين هذين القوسين.
حسابات رياضية:

توضيح زاوية قوس قزح

يمكن استنتاج العلاقة الرياضية لزاوية قوس قزح (نصف زاوية الرؤية) بدلالة معامل الانكسار من العلاقات الآتية:^[2]alpha=يمكن أن تكون اي زاوية و لكن عادة تكون 60°{\displaystyle \beta =\sin ^{-1}\left[{\frac {\sin(\alpha )}{n}}\right]\,} $\beta =\sin ^{-1}\left[{\frac {\sin(\alpha )}{n}}\right]\,$ {\displaystyle D(\alpha )=-\pi -[2(\alpha -\beta )+k(2\pi -2\beta )]\,} $D(\alpha )=-\pi -[2(\alpha -\beta )+k(2\pi -2\beta )]\,$ {\displaystyle \theta =2\pi -(2(\alpha -\beta )+k(2\pi -2\beta )),} $\theta =2\pi -(2(\alpha -\beta )+k(2\pi -2\beta )),$ حيث{\displaystyle \theta \,} $\theta \,$ زاوية قوس قزح{\displaystyle D(\alpha )\,} $D(\alpha )\,$ زاوية الانحراف{\displaystyle \alpha \,} $\alpha \,$ زاوية الشعاع الساقط نسبة إلى العمودي على سطح القطرة{\displaystyle \beta \,} $\beta \,$ زاوية انكسار الشعاع نسبة إلى العمودي على سطح القطرة{\displaystyle n\,} $n\,$ معامل الانكسار الضوئي للمادة (حوالي 1.333 في الماء){\displaystyle k\,} $k\,$ عدد المرات الانعكاس داخل القطرة

ملاحظة: يتم التبديل بين {\displaystyle D(\alpha )\,} $D(\alpha )\,$ وبين {\displaystyle \theta \,} $\theta \,$ بحيث تأخذ {\displaystyle \theta \,} $\theta \,$ القيمة الأقل. عند الانعكاس مرة واحدة داخل القطرة، أي k = 1 تكون زاوية قوس قزح 42°.

تعدد الألوان

المعادلات السابقة تمثل صيغة عامة بدلالة معامل الانكسار. لكن من المعروف أن الضوء المرئي ليس سوى خليطا من الأطوال الموجية لألوان الضوء المختلفة. لهذا السبب يكون لكل لون معامل انكسار خاص به(يختلف قليلا عن معامل الانكسار المجاور).كما يختلف معامل الانكسار من وسط إلى وسط أي يختلف للهواء كوسط لانتشار الضوء أو الزجاج أو الماء.

عند تطبيق المعادلة لكل معامل انكسار على حدة ستظهر مجموعة من الزوايا المختلفة عن القيمة السابقة لكل لون على حدة. على سبيل المثال تكون زاوية قوس قزح 42.3° عند اللون الأحمر والذي له معامل انكسار في الماء 1.33141 بينما تكون حوالي 40.4° عند اللون البنفسجي لأن معامل انكساره في الماء هو 1.34451

إن قوس قزح يجب الا^[3]^[4]

التسمية

اختُلِف في معنى قُزَح الذي تضاف إليه القوس :^[5]

فقيل : من القَزَح وهو الارتفاع.
وقيل : هو جمع قُزْحَة وهي الطريقة التي تتركب منها الألوان، والقِزْح هو التابل وقَزَحَ القِدْرَ جعل فيها وطرح فيها التوابل، والتوابل ألوان وقزّح الشيء زينه.
وقيل : اسم الملَك الموكل بالسحاب.
وقيل : اسم الشيطان،
وقيل : اسم لإله الطقس و المطر والخصوبة ^[6]<ref>.
وقيل بل أصلها من قوس قزع والقزع السحاب.
وقيل من قُزَح جبل بمزدلفة لأنها كانت أول ما تظهر، فوقه.
وقد يكون من رذاذ المطر وقزح الكلب ببوله إذا رمى به ورشّه.

ألوان الطّيف
أحلام الزعبي -أكتوبر 9, 2019 م.
مفهوم الطّيف. قوس قزح. ألوان الطّيف (قوس قزح). كيف تتشكل ألوان قوس قزح. الشروط الواجب توافرها حتى تظهر ألوان الطيف. تأثير ألوان الطّيف على الإنسان. مُشاهدة واستكشاف قوس قزح. مفهوم الطّيف: مُصطلح يُطلق على أيّ فئة ذات الكِيانات المُتشابهة أو الخصائص المُرتبة حسب زيادة أو نقصان كميّتها، حيث يمثل عرضاص لكثافة الإشعاعات سواءً كانت هذه الإشعاعات جُسيّمات أو موجات صوتيّة أو فوتونان كما أنّه يُمثّل مُخطّط لهذه الجُسيّمات، وأهم مُصطلح يندرج تحت مفهوم الطيف هو الطّيف الكهرومغناطيسيّ؛ والذي يُعتبر مفهوماً عاماً وشاملاً لمفهوم الطّيف. قوس قزح: هو ظاهرة طبيعيّة مألوفة، يمكن تسميّتهُ بقوس المطر، حيث تحدث هذه الظاهرة نتيجة انكسار الضوء الصّادر عن أشعة الشمس، إضافة إلى تحلُّلهِ خلال قطرات المطر التي تبقى عالقة بالجوِّ، ممّا يؤدّي إلى ظهور ألوان الطّيف السبعة أثناء سقوط المطر أو بعد إنتهائهِ وذلك بوجود أشعة الشمس. كما أنّه عبارة عن مجموعة من الأقواس المُلوّنة والتي تكون مُتسلسلة ومُتّحدة في المركز، حيث يظهر قوس قزح في الاتجاه المُعاكس لاتّجاه أشعة الشمس، ومن الضروريّ أن يتواجد مصدر واحد للضوء يكون مُحدّد حتى يقوم بإنتاج قوس قزح الذي ينتج عادةً بسبب أشعة الشمس، كما أنّه لايقتصر فقط على قطرات الماء إنّما يعتمد على أيِّ ذرات أو قطرات موجودة في الجوِّ سواء كانت هذه القطرات رذاذاً أو ضباباً. ومن الجدير بالذكر بأنّ قوس قزح ليس جسماً ماديّاً ملمُوساً، إنّما هو نمطٌ ضوئيّ ينتج بسبب مرور الضوء بمجموعة من قطرات الماء، حيث يظهر في السماء بعدَّة ألوان ممّا يُخيَّل للناظر إليهِ أنّ نهايتهُ تكون على سطح الأرض لكنّهُ ليس كذلك كما أنّه من الصعب أن يظهر في الأماكن التي لا تحتوي على رذاذٍ أو قطرات ماء. ألوان الطّيف(قوس قزح): تتدرّج ألوان الطّيف السبعة من اللَّون الذي لهُ أطول طول موجيّ إلى اللَّون الأقصر في طوله الموجيّ، حيث يظهر الطّيف على شكل نصف دائرة، ومن المُمكن أن يظهر الطّيف القمريّ ولكن في حالات نادرة الوجود، يظهر الطّيف القمريّ في أثناء الليل بلونٍ واحد هو الأبيض الخافت؛ نظراً لِعدم القدرة على تمييز باقي ألوانهِ بسبب ظهوره في العتمة، الأمر الذي يجعل جميع ألوان هذا الطيف تظهر وكأنّها لون واحد، حيث يحدث الطّيف القمريّ بسبب انكسار ضوء القمر من خلال قطرات الماء في نفس اللَّحظة التي يتساوي فيها هطول المطر مع وجود القمر. تكون سرعة ألوان الطيف مُتساوية مع سرعة الضوء، كما أنّها تسير في خطوط مُستيقيمة، حيث تمشي في الفراغ أو في الأوساط الشّفافة، أمّا أوجه الاختلاف بين ألوان الطّيف فتكمن في الطول الموجيّ والتردُّد، حيث تكون العلاقة بينهما عكسيّة ففي حال زاد الطول الموجي لأحد ألوان الطّيف سيقلُّ تردُّد هذا اللَّون بشكل تلقائي. يكون ترتيب ألوان الطّيف السبعة كالتالي: اللون الأحمر: الذي يكون له أطول طول موجيّ، والذي تكون قيمتهُ مابين”635نانوميتر إلى 700نانوميتر” أمّا تردُّده فيكون أقل تردُّد بين الألوان الأخرى. اللون البرتقالي: والذي تتراوح قيم طولهِ الموجي مابين”590نانوميتر إلى 635نانوميتر” ليقلَّ ترددَّه حتى يصل إلى مابين 480 إلى 510″. اللون الأصفر: والذي تتراوح قيم طوله الموجيّ مابين 560نانوميتر إلى 590نانوميتر”. اللون الأخضر: ليصلَ طوله الموجي من”520نانوميتر إلى560نانوميتر” كما أنّ تردُّده يبدأ بالتزايد نظراً لانخفاض طولهُ الموجيّ. اللون الأزرق: الذي يبلغ طولهُ الموجي”490نانوميتر إلى 520نانوميتر”. اللون النيليّ: والذي يكون طولهُ الموجي من”450نانوميتر إلى 490نانوميتر”. اللون البنفسجيّ: وهو الذي لهُ أقلّ طول موجيّ وأعلى تردُّد حيث يصل طوله الموجيّ إلى مابين”400نانوميتر إلى 450نانوميتر”. كيف تتشكّل ألوان قوس قزح: تتشكل عندما يقوم الضوء بالمرور خلال قطرات الماء العالقة في الغلاف الجويّ، ممّا يؤدي إلى حدوث تغيُّر في اتّجاه قطرات الماء، الأمر الذي ينشأ عنه عمليّة الانعكاس والانكسار، وذلك نتيجةً إلى أنّه عند انعكاس الضوء عن قطرات الماء سيرتدُّ في الاتجاه المُعاكس وهو نفسه ااإتّجاه الذي تكون به، في حين تؤدّي عمليّة الإاكسار إلى أن تجعل الضوء يسلك مساراً مُختلفاً عن اتجاهه الأصلي، لتنشأ بعد ذلك ألوان الطّيف في أثناء مرور اللَّون الأبيض خلال قطرات الماء لينحني بعد ذلك في اتّجاهات مُختلفة، ممّا يؤدّي إلى وصول الموجات الضوئيّة إلى الاتّجاه الآخر لقطرات الماء ممّا يؤدّي إلى انعكساها مرةً أخرى لينفصل الضوء الأبيض داخل قطرة الماء مُكوّناً ألوان الطّيف السبعة. الشروط الواجب توافرها حتي تظهر ألوان الطّيف: الشمس: وهي أساسيّة لظهور ألوان الطّيف، حيث يجب أن تكون موجودة وراء موقع المراقب. المطر: يجب أن يكون الجو ماطراً من أمام موقع المراقب حتي تظهر ألوان الطّيف، والتي قد تظهر أثناء سقوط المطر أو بعد انتهائه. قطرات الماء: يُشترط وجود قطرات من الماء التي بقيت عالقة في الجوّ، حتى يستطيع المراقب من خلالها رؤية الألوان مباشرة بعد هطول المطر. صفاء السماء: يجب أن تكون السماء صافية وخالية من الغيوم ليتمكّن المراقب من رؤية ألوان الطّيف بوضوح. تأثير ألوان الطّيف على الإنسان: كلُّ لون من ألوان الطّيف لهُ تأثير نفسيّ أو تأثير عضويّ على الإنسان وصحّته، بحيث يظهر هذا التأثير كالتالي: يكون تأثير اللون الأحمر بأنّه يرفع ضغط الدم، ويؤثّر على غُدد الجسم المُختلفة، كما أنّه يرفع من طاقة الإنسان النفسيّة والجسديّة ويُنشِّط خلاياه. يرتبط اللون البرتقاليّ بجهاز المناعة حيث إنّه يرفع من كفاءتة واستمراريته؛ نظراً للتّشابه والتوافق الموجود بين تردُّده وتردُّد الخلايا المناعيّة. في حين يقوم اللون الأصفر بتنشيط الخلايا الدماغيّة، كما أنّه يزيد من الإحساس بالبهجة والسّرور. يُعتبر اللون الأخضر مُفيد لصحّة القلب، كما أنّه يزيد من عمليّة التنفس بعمق ويُساعد في توازن خلايا الجسم، كما إنّه يؤدّي إلى الشعور بالرّاحة والسعادة. أمّا اللون الأزرق ومشتقاته كالنيليّ فإنّه يُخفِّف من ضغط الدم، ويمنح الإحساس بالهدوء والاسترخاء، كما يُساعد في تنشيط الغُدّة النخاميّة، ممّا يؤدّي إلى النوم بعمق، ويُنشط خلايا نخاع العظم ويُحفز على الإبداع. يُخفف اللون البنفسجيّ من التوتر وحدّة الاضطرابات العاطفيّة، كما إنّه يساعد على الاستقرار النفسيّ والعاطفيّ. مُشاهدة واستكشاف قوس قزح: حتى تتمّ مُشاهدة قوس قوح يجب اختيار المكان والوقت المُناسب لذلك، حيث تكون فرصة رؤيته كبيرة في نهاية اليوم خاصةً في المناطق التي كثُرت فيها العواصف الرعديّة، ويتم تساقط الأمطار في فترة الظهر، لكن قطراتهِ تتفرّق في المساء ليبقى جزء منها عالق في الجو، ومن المُمكن رؤية قوس قزح من خلال الوقوف ليكون ظهر االمراقب مُغطّى للشمس، ليقوم بعد ذلك بتحديد نقطة باتّجاه ظل الرأس ومن ثم يقوم بمسح السماء بزاوية تكون تقريباً”40درجة” حيث تكون هذه الزاويّة فوق نقطة ظلّ الرأس وهي النقطة المقابلة للشمس، وفي حال تمّت رؤية قوس قزح فإنّه يكون قوس ابتدائيّ. وفي حال أراد المراقب رؤية قوس قزح الثانويّ فإنّه يقوم بمسح السماء بزاوية تزيد 9درجات عن قوس قزح الابتدائي، وبزاوية”50درجة” عن النقطة المقابلة للشمس، حيث يكون هذا القوس أقلُّ لمعاناً، كما أنّ الوانه تكون مُرتّبة عكس ألوان القوس الابتدائيّ.
ومن المُمكن مُشاهدة أكثر من قوس في نفس اليوم، حيث يمكن أن يتشكّل قوس مزدوج أو قوس ثلاثيّ ومن المُمكن أن يكون قوس لهُ أربعة أضعاف القوس الأساسيّ، ولكن جميع هذه الأقواس تكون باهتة اللون وغير مُشرقة؛ وذلك لأنّ أشعة الشمس تفقد من طاقتها إذا تمّ انعكاسها أكثر من مرّة داخل قطرات الماء.