Astronomi Fizik Hypatia Arşivi

Gökkuşağı Nasıl Oluşur?

Gökkuşağı neşeyi temsil ediyor, yağmurlu bir fırtınanın ardından doğa bize 7 renk ile güzel bir resital yaşatıyor. Soru şu ki doğa bunu nasıl yapıyor? Gökkuşağı denilen şey havada asılı duran yağmur damlacıklarının bir prizma etkisi yaparak, beyaz güneş ışığını kırarak, 7 renge dönüştürdüğünde oluşur.

Gökkuşağı

Yukarıdan aşağıya doğru görünen renkler kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor damlalar tarafından topluca gökkuşağı dediğimiz yedi bitişik yay olarak yayılır.

Gökkuşağı

Gök kuşağı neden her yağmurdan sonra ortaya çıkmıyorda, belli zamanlarda çıkıyor biliyor musunuz?

Güneşin konumu, yağmur damlalarını yağdıran bulutların durumu ve kırılma açısı tarafından ışınların dalga boyuna bağlı olarak belirlenir. Kırılmalar ve yansıma nedeniyle, bileşen renkleri yerdeki bir gözlemci için 40 ° ila 42 ° arasında dar bir aralıktadır. Bu nedenle, gördüğümüz yedi renk yalnızca Güneş, dağılan ışık bu açılardan size yansıyacak şekilde konumlandığı zamanlarda görülür.  Bu nedenle, güneş arkamızda olduğunda öğleden sonra 4 veya sabah 8’de gözlem yapmak uygundur …

Gökkuşağı oluşum formülü

1666 ‘ya gidersek Newton’un bunu bize göstermek için yaptığı bir prizma deneyi var.

newton

Penceresinden giren beyaz güneş ışığını prizma yardımıyla 7 renge ayırınca şunu anladı ki aslında beyaz ışık bir çok rengin farklı kombinasyonlarıyla oluşuyordu.

prizma-ışık-deney

Işık hızı, herhangi bir nesnenin ne kadar hızlı seyahat edebileceğine dair kozmik bir sınırdır. Ancak ışık, uzay gibi bir boşlukta yalnızca saniyede 300 milyon metre yol alır. Hava veya su gibi başka bir ortamda ışık yavaşlar. Işık prizmaya girdiğinde, kristal boş uzayda olduğu gibi zahmetsizce seyahat etmesine izin vermediğinden bükülür ve yavaşlar. Buna kırılma denir.

Yansımanın aksine, kırılan ışık yüzeyden geri sekmez, bunun yerine ortama nüfuz eder ve ortamın özelliklerine bağlı olarak hızda bir değişikliğe uğrar. Aslında ışık daha yoğun ortamdan çıkıp daha hafif ortama tekrar girdiğinde, yani prizmadan çıktığı zaman tekrar kırılır ama şimdi eğilmek yerine yükselir. Daha hafif ortam daha az direnç sunar, böylece ışığın inanılmaz hızına geri dönmesine izin verir.

Muhtemelen, atalet nedeniyle, hız yapan bir arabayı döndürmenin yavaş hareket eden bir arabadan çok daha zor olduğunu deneyimlemişsinizdir.

Gökkuşağı-yol

Beyaz ışık, dalga boylarının bir karışımıdır ve prizma onu böler çünkü bazı dalga boyları daha yavaş hareket eder ve bu nedenle diğerlerinden daha fazla bükülür. Kırmızı olarak algıladığımız ışık dalga boyu en hızlı şekilde hareket eder ve doğal olarak en az bükülür. Turuncu olarak algıladığımız ışığın dalga boyu daha yavaş hareket eder ve bu nedenle kırmızıdan biraz daha fazla bükülür. Benzer şekilde, birbirini izleyen dalga boyları giderek daha yavaş hareket eder ve bu nedenle giderek daha fazla bükülür. Son olarak, menekşe en yavaş yol alır ve doğal olarak en çok bükülür. Her dalga boyunun ve dolayısıyla kırmızı ile mor arasında var olan her rengin giderek daha fazla büküldüğünü, ancak yalnızca ilk yedi tanesinin göze çarptığını unutmayın.

Gökkuşağı

Gökkuşağının Gerçek Şekli bir kemer gibimidir sizce?

Hayır. Gökkuşakları aslında tam bir çember şeklinde oluşur. Gökkuşakları aslında tam dairelerdir. Uçakta yolculuk yapanlar bazen bu dairesel gökkuşaklarına şahit olabilirler. Ancak yerdeki izleyici için bu kolay değildir. Yerdeki izleyiciler yalnızca ufuk çizgisinin üzerindeki yağmur damlalarının yansıttığı ışığı görebilir. Yüksek bir dağın tepesine çıkıp gökkuşağı görme şansı yakalarsanız o zaman gerçek şeklini görebilirsiniz.

Gök kuşağının altından geçme diye bir şey de maalesef mümkün değil! Çünkü gökku­şağını görebilmemiz Güneş’in ve su damlacıklarının bize göre doğru ko­numda olmalarına bağlıdır. Biz gökkuşağına doğru ilerlersek, onun bize göre konumu değişmez. Ama bu biz izlerken birilerinin onun altından geçtiğini göremeyeceğimiz anlamına gelmez.

Bir gökkuşağının boyutu su damlacıklarının kırılma indisi ile belirlenir. Kırılma indisi, bir ışık ışınının bir ortamdan diğerine, örneğin havadan suya geçerken ne kadar kırıldığının ölçüsüdür. Yüksek kırılma indisine sahip bir damlacık, daha küçük yarıçaplı bir gökkuşağı oluşturmaya yardımcı olacaktır. Örneğin, tuzlu su tatlı sudan daha yüksek bir kırılma indisine sahiptir, bu nedenle deniz serpintisinin oluşturduğu gökkuşakları yağmurun oluşturduğu gökkuşaklarından daha küçük olacaktır.

Su bir kayaya çarptığında üretilen siste veya sıkıştırılmış bir hortum, fıskiye veya çeşme ile püskürtülen sisin içinde sanki renkli damlacıklardan oluşan bir mozaik gibi belirsiz bir gökkuşağı bulunabilir.

Hatta gökkuşakları ay tarafından bile oluşturulabilir!

Yağmur damlaları ayın ışığını kırarak bir ay yayı oluşturur, ancak ayın çok daha kısık ışığı nedeniyle gökkuşağını tespit etmek inanılmaz derecede zordur. Kaynak ne olursa olsun, onunla damlacıklar arasında sırtınızı aydınlatacak şekilde durmayı unutmayın.

Bahar ayları  gökkuşağı için en net dönemlerdir.

Gök kuşağına bakarken artık altındaki bilimi de hatırlarsınız umarım.

Teşekkürler ışık!