گروه آموزشی فیزیک دشتستان

رنگین کمان دوقلو (Twin rainbow  ) :

در برخی موارد هنگام تشکیل رنگین کمان بجای یک رنگین کمان شاهد ایجاد دو رنگین کمان همزمان هستیم که اصطلاحا" رنگین کمان دوقلو گفته می شوند . در اینجا با چگونگی تولید رنگین کمان دوقلو آشنا می شوید .

 

رنگین کمان چگونه شکل می گیرد؟       

هنگام بارندگی قطـره هـای آب در حـال سـقوط کروی شکل اند ، اگر  یک پرتـو نـور سـفید

 ( نور خورشید)به یک قطره برخورد کند هنگام ورود به قطره از مسیرش منحرف می شود

( شکسته می شود)از آنجا که ضریب شکست آب برای رنگهای مختلف نور متفاوت است، نور

سفید در ضمن این شکســت بـه اجـزای رنـگی اش تجزیـه می شود  سپس درون قطره

نورهای رنگی در برخورد به سطح داخلی قطره بازتاب می کنند  و با برخورد مجدد به سطح

داخلی قطره از آن خارج می شوند این خروج نیز همراه با شکست مجدد نورهای رنگی

است در شکل زیر چگونگی ورود و خروج پرتو نشان داده شده است.

بنا بر این رنگین کمان اصلی را مجموعه پرتوهایی که در مرز قطره و هوا، دوبار شکسته و

یک بــار بـاز تـابیده انـد، مـی سـازند ، اما نور خورشید پیوسته است و در تمــام نقـاط رو بـه

نور یک قطره با آن برخورد می کند و شرایط بازتاب و شکســت در هر یک از این نقاط ،

متفاوت است.اما بخـش بزرگی از نور فـرودی ، تقریبا" با زاویه انحـراف 

(زاویـه بیـن پرتـو خروجـی و ورودی ) 42 درجه از قطره خارج می شود. به عبــارت دیـگر ، شـدت

 نـور خروجی در تمام زوایا یکسان نیست و بیشترین نـور رنگینـی کـه از قطره بیرون می رود، با

 جهتتابش خورشید، زاویه حــدود 42 درجه می سازد. البته ایــن زاویـه، بستگی به رنگ پرتو

دارد و بین ۴۰ درجه برای رنگ بنفش تا ۴۲ درجه برای رنگ قرمز است. بنابراین می توان

تصور کـرد کـه تنها در زوایای بین 40 تا ۴۲ درجـه ، پرتوهـای رنـگی بـه طـور مؤثر از قطره

خارج می شوند.

*********

حالا فـرض کنید در بعد از ظــهر ، خورشـید در حـال تـابش و فضـا پـراز

قطره های کروی آب است و شما هم پشت به خورشــید و رو به شرق ایستاده اید، در این

وضعیت نور رنــگی کـه بـه چشـم شما می رسد، مجموعه نورهای خـارج شـده

از تمـام قطراتـی است که خط واصل چشم شما و آنها با راستای نور خورشید، زاویه بین

 ۴۰ و ۴۲ درجه می سازد.مکان هندسی این قطره ها مخروطی است که رأس آن به

 چشـم شما ختم می شود و نیم زاویه رأس آن حدود ۴۲ درجه است. چیزی که شما از این

مخروطی می بینید سطح مقطع آن است، یعنی یک نوار دایره ای به پهنای زاویه ای

 بین ۴۰ و ۴۲ درجه که رنگهای قرمز تا بنفش را در خــود جـای داده اسـت، البتـه بخشی

 از این دایره در سطح بالاتر از افق قرار می گیرد و می توان آن را دید.  وقتی پرتو

خورشید موازی با افـق اسـت، یعنی هنگام غروب  بیشترین مقدار از کمان رنگین کمان

قابل مشاهده است  و بـه اندازه ی یک نیـم دایـره می شود. البته در آســمان و مثـلا

از درون هـواپیمـا در شرایط مساعد می تـوان همه ی دایره ی رنگیـن کمـان را نیز دیـد.

در این رنگین کمان بالاترین رنگ قرمز و پایینترین رنگ بنفش است.

 

رنگین کمان دوم چگونه تشکیل می شود؟

 

در توضیح چگونگی تشکیل رنگین کمان اول بیان کردیم که قسمت اعظم پرتوی ورودی

به قطره باران که هنگام ورود به قطره شکست خورده درون قطره یک بار بازتاب داخلی

می کند و سپس با شکست مجدد از سطح قطره با زاویه ی انحراف بین 40 تا 42 درجه خارج

می شود. اما بخش کمتری از پرتو می تواند بجای خارج شدن از قطره مجددا" درون آن

بازتاب نماید و سپس با برخورد به سطح قطره از آن خارج شود. یعنی پس از اینکه هنگام

ورود به قطره شکست خورد دو بار در آن بازتاب داخلی نماید و سپس از آن خارج گردد.

 در این صورت زاویه انحراف نورهای خروجی نسبت به پرتو اولیه ورودی تقریبا" بین 51 درجه

تا 54 درجه خواهد بود . این پرتوهای خروجی رنگین کمان دیگری را ایجاد می کنند که نسبت

به رنگین کمان اول کم نور تر است زیرا بخشهای کمتری از نور ورودی به قطره در تشکیل آن

سهیمند . ترتیب رنگهای رنگین کمان دوم عکس رنگین کمان اول است .به عبارت دیگر در این

 رنگین کمان رنگ بنفش بالاترین رنگ (با انحراف ۵۴ درجه ) و رنگ قرمز پایینترین رنگ

( با انحراف ۵۱ درجه) می باشد .  

 

چرا فضای بین دو رنگین کمان تاریک تر از بقیه ی نقاط  محیط است؟

بیشتر نور خروجی از قطره های باران که رنگین کمان اول را می سازند با زاویه های انحراف

40 تا 42 درجه و باقی مانده ی نور نیز در رنگین کمان دوم با زاویه انحراف 51 تا 54 از قطرات

باران خارج و به چشم ما می رسند بنا برین نوری که با زوایی دیگری از قطرات خارج شود

 بسیار اندک است و موجب می شود فاصله ی بین دو رنگین کمان یک باند تاریک قرار می گیرد

 و این فضا تاریک تر از سایر نقاط محیط دیده می شود.

آیا رنگین کمانهای 3 قلو یا بیشتر نیز وجود دارند؟

بله اگر پرتو نور درون قطره آب سه بار بازتاب کند و سپس خارج شود رنگین کمان سوم هم تولید

می شود البته شدت روشنایی این رنگین کمان بسیار کم است ودر طبیعت موارد بسیار نادری از

 مشاهده ی آن گزارش شده است.

بدانید!

 بد نیست این را هم بدانید که یکی از اولین کسانی که به طور جدی در باره رنگین کمان مطالعه

و تحقیق علمی نمود قطب الدین شیرازی دانشمند ایرانی بود که در قرن ششم هجری شمسی

 می زیست.

کلام آخر:

جان کیتز شاعر رومانتیک انگلیسی است که در یکی از اشعار خود خطاب به اسحاق نیوتون او و

فیزیک را به خاطر از بین بردن زیبایی شاعرانهٔ رنگین کمان به علت توضیح فیزیکی و شرح چگونگی تولید آن سرزنش می‌کند.ترجمه ی بخشی از شعر کیتزِ ، که در آن نیوتون را به خاطر

نابود کردن ارزش شاعرانهٔ رنگین‌کمان نکوهش کرده چنین ‌است:

         فلسفه (فیزیک ) بال‌های فرشته را خواهد چید،

        همهٔ رازها را با خط‌کش و شاقول فتح می‌کند،

         هوا را از اثیر، و پریان را از من دریغ می‌دارد،

         رنگین کمان را می‌شکافد...

         

اما آیا واقعا" کشف رازها، شاعرانگی پدیده‌ها را زایل می‌کند. درست برعکس، اغلب راه‌حل‌ها

زیباتر از معماها از آب درمی‌آیند. و در هرحال، راه حل‌ها معمولا" خود رازهای شگفت انگیز تری

 را پیش روی مان می گذارند. در ادامه تصاویر زیبایی از رنگین کمانهای دو قلو و چند شعر دلنشین

در رابطه با رنگین کمان را تقدیم می کنیم به امید آنکه نظر کسانی که مانند آقای کیتز می اندیشند

تغییر کرده . آنها هم به این باور برسند که فیزیک و شعر و هنر هیچ گونه تضادی ندارند.

شاعر استاد شهریار (حیدربابا بند ۴۰ ) 

قاری ننه اوزاداندا ایشینی
گون بولوتدا اییرردی تئشینی
قورد قوجالیب , چکدیرنده دیشینی
سوری قالخیب دولائیدا ن آشاردی
بایدالارین سئتی آشیب ,داشاردی

قاری ننه.... : پیر زال آسمان رنگین کمان خود را می گسترد
...وخورشید با ابرهای پشمین حلاجی شده به نخی ریسی می پرداخت
....و رمق از گرگ سلب می کرد و دندانهایش را می ریخت
آری ان هنگام گله به آزادی گذرگاهای کوه را پشت سرمی گذاشت
و کاسه های شیر از فراوانی شیر گوسفندان سرشار می شد

 ***************************

 شاعر : سیدمهدی نژاد هاشمی

اینجا کسی برای دلم پاسبان نبود

باران شدم بخاطره من ناودان نبود

فرقی نمی کند نفس گرگ و گوسفند

اصلا چرا دروغ کسی مهربان نبود

دنیا به دور ثانیه هایم حصار چید

تاریخ از قصاوت دل در امان نبود

از گردو خاک غربت ما کم نکرد چون

چیزی به جز کبودی شب در میان نبود

گل زخم می زند دل گلدان خسته را

یعنی به جز شکسته دلی سهم مان نبود

از بس بهار خالی و خشک و زمخت بود

آن سوی قاب پنجره ها بی خزان نبود

پوسید مرد خسته و با مرگ خود نوشت 

دنیا مجال دیدن رنگين کمان نبود 

****************************

 شاعر: مریم حیدر زاده

ای کاش گل بودی و من از باغها می چیدمت
یا که طلوعی بودی و از پنجره می دیدمت
ای کاش چشمانت ضریحی داشت چون رنگين کمان
هر وقت باران می گرفت از دور می بوسیدمت ...

 

 *********************

 شاعر: امید صباغ نو

آی...
رنگين کمان
که می نشینی در شمال و جنوب
و رنگ به رنگ میشوی
هفت رنگ
و می درخشی در افق چشمانم
چگونه از آن بالا
می توانی
گریه هایم را ببینی
و هیچ نگویی
دلم گرفته شبیه ابر بالای سرت
خبر بده آمدنش را !!! ...

     

************************

 شاعر: سمیه مشتاقی

 همراه با ریسمان باران

به آسمان می روم
در پاک ترین هوای باران خورده
بر رنگين کمان حضورت
امیدهایم را تاب می کنم
تا دورترین کهکشان بالا می روم
و تو بر زندگی خاکستریم رنگ می پاشی
چقدر کوچک شده اند
آرزوهای زمینی ام ... 
     

  ********************************

شاعر: سارا فضل الله پور

 

رنگين کمان گفت که من کیستم ؟
که هفت رنگ بی رنگم
یک قطره ی آب
چکید از گوشه ی چشم ابر
و نور آفتاب بارید بر من
از مستی و شیدایی

به رنگ آمدم در منشور بی رنگی
به هست آمدم من از دنیای نیستی
تا خیره گردانم چشمها
دلها ببرم من از مستی و زیبایی ...