[الرائد456]

قوس قزح Rainbow


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Rainbow/rainbow.jpg
الوان الطيف التي تظهر في السماء والتي تعرف باسم قوس قزح تعد من ابدع المناظر الطبيعية التي تشهدها العين. ظاهرة قوس قزح هي ظاهرة فيزيائية ضوئية سوف نلقى الضوء على تفسيرها.

انحناء الضوء

ان الظاهرة الاساسية لحدوث قوس قزح هي ظاهرة الانكسار الضوئي التي يحدث فيها انحناء للضوء نتيجة لمرور اشعة الضوء في وسطين مختلفين في معامل الانكسار حيث ينتقل الضوء في هذين الوسطين بسرعتين مختلفتين.

ولمزيد من الفهم لظاهرة انحناء الضوء نتيجة لظاهرة الانكسار دعنا نتأمل في المثال التالي:

تخيل انك تدفع عربة بقوة منتظمة كما في الشكل ادناه، وحيث ان القوة التي تدفع بها العربة منتظمة اي ثابتة فإن سرعة العربة ستكون ثابتة ايضا، هذا اذا كان الوسط الذي تتحرك فيه العربة متجانس اي له طبيعة منتظمة كأن تدفع العربة على الرصيف. ولكن ماذا يحدث لو بدأت تدخل بالعربة على ارض عشبية؟ فإن العربة سوف تقل سرعتها حيث ان قوة الاحتكاك تصبح اكبر ولهذا تحتاج ان تزيد قوة الدفع لتحافظ على نفس السرعة على الرصيف.

والآن تخيل أنك قمت بدفع العربة إلى الأرض العشبية بزاوية فإن شيئ أخر سيحدث! حيث ان العجلة اليمين للعربة تدخل الى منطقة الأرض العشبية قبل العجلة اليسار فإن العجلة اليمين تقل سرعتها بينما العجلة اليسار لازالت محتفظة بسرعتها الاصلية وهذا سيؤدي الي انحراف العربة إلى اليمين نتيجة لاختلف سرعة العجلتين للعربة.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Rainbow/cart-1.jpg

بنفس الطريقة يحدث ذلك لحزمة الضوء عندما ينفذ من خلال منشور زجاجي. حيث يتباطء جزء الضوء الذي ينفذ من زجاج المنشور بينما يحافظ الجزء المتبقي من حزمة الضوء على سرعته. وهذ يؤدي الى انحراف الضوء عند حافة الزجاج الذي يفصل بين وسط الهواء والزجاج. ويحدث انحراف معاكس للضوء عندما يخرج من المنشور إلى الهواء.



هذا بالإضافة إلى ان المنشور يقوم بتفريق الضوء الأبيض إلى مكوناته الرئيسية (ألوان الطيف) حيث ان الضوء الأبيض الذي نراه هو خليط من من الترددات المختلفة بحيث ان لكل لون من الوان الطيف تردد ممختلف وهذا يسبب ان الضوء ينتقل بسرعات مختلفة عندما ينفذ من الزجاج او اي وسط شفاف.

فاللون الذي ينتقل بسرعة بطيئة في الزجاج سوف ينحرف عن مساره بحدة كبيرة عند الحد الفاصل بين الهواء والزجاج. اما اللون الذي يتحرك بسرعة كبيرة في الزجاج فلن يتأثر كثيرا كما في الحالة السابقة، ولهذا فإن الضوء الأبيض المكون من الوان الطيف فإنه سوف يتفرق حسب تردد كل لون وسرعته عندما ينفذ إلى الزجاج وبالتالي نستطيع رؤية الوان الطيف بشكلها البديع عند خروج الضوء من الجهة الأخرى للمنشور وهذه الظاهرة تعرف باسم تشتيت الضوء dispersion.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Rai...bow/cart-1.jpg

يقوم المنشور بتشتيت حزمة الضوء إلى مكوناتها من الوان الضيف وللتسهيل سوف نعتبر اللون الاول (الأحمر) واللون الأخير (البنفسجي) اللذان يقعان على طرفي حزمة ألوان الطيف

تحدث قطرات المطر في السماء على اشعة الضوء نفس تأثير المنشور حيث تقوم كل قطرة بتشتيت الضوء الأبيض الى مكوناته الاساسية (الوان الطيف) عندما تعترض مسار اشعة الضوء الصادر من الشمس وفي الاجمالي تعمل هذاه الاقطرات على تشكيل قوس قزح.

قوس قزح

لنأخذ قطرة واحدة ذات الشكل الكروي كما هو موضح في الشكل أدناه، هذه القطرة تمثل فكر عمل المنشور الزجاجي عندما يسقط عليه شعاع من الضوء فيتشتت إلى اللوان الطيف السبعة المعروفة. ولنأخذ على سبيل التبسيط لونين هما الأحمر والبنفسجي كما في الشكل.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Rai...w-raindrop.jpg



عندما ينفذ اللضوء الأبيض قطرة الماء في السماء فإن مكونات الضوء ذات الترددات المختلفة تتباطىء الى سرعات مختلفة كل حسب تردده. فاللون البنفسجي ينحرف بزاوية كبيرة عندما يعبر من خلال قطرة المطر وعلى الجزء الداخلي من القطرة فإن جزء من الضوء ينفذ الى الهواء بينما الجزء الباقي ينعكس لينفذ إلى الهواء من الجانب الايسر للقطرة كما هو موضح في الشكل السابق.

وبهذا الشكل فإن كل قطرة مطر تعمل على تشتيت اشعة الشمس إلى مكوناتها ذات الالوان المختلفة.

وبهذه الطريقة فإن كل قطرة مطر تعمل على تشتيت اشعة اشمس لتظهر الوان الطيف. ولكن لماذا نرى حزمة عريضة من الألوان كما لو أن كل منطقة من المطر تشتت لون محدد؟ والسبب يعود لاننا نرى فقط لون واحد من كل قطرة مطر كما سيأتي شرحه في الشكل التالي:


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Rai...-Fig1small.jpg


عندما تقوم قطرة المطر A بتشتيت الضوء فيخرج اللون الأحمر المتشتت من القطرة بزاوية مناسبة لعين المشاهد، بينما للون الأخر يخرج على زاوية اقل بحيث لا تسقط على عين المشاهد. اشعة الشمس سوف تصطدم بجميع قطرات المطر في المحيط بنفس الطريقة بحيث تحرف اللون الأحمر إلى عين المشاهد.

أما قطرة المطر B فتكون في مكان اسفل القطرة A في السماء بحيث تحرف اللون الأحمر بزاوية لا تسقط على عين المشاهد، ولكن اللون البنفسجي ينعكس على زاوية مناسبة لتستقبلها عين المشاهد. وكل القطرات المحيطة بالقطرة B تعمل على اسقاط اللون البنفسجي على عين المشاهد. القطرات في السماء التي تقع بين A وبين B تعمل على تجميع باقي اللوان الطيف على عين المشاهد، وبهذا فإن
المشاهد سوف يرى كل الوان الطيف.




سلامي وتحيتي لكل فيزيائي
الرائد:s_thumbup::s_thumbup:



اضغط بالماوس على اشعاع الضوئي وحرك للاسفل والاعلى ولاحظ تغير لون

[دلع بنوته]

أولا..شكرا لك على هذا الموضوع المفيد ..الذي لطالما شغل ولفات انتباهي لهذه الظاهرة
ثانيا ..لدي بعض التعليقات =)
قزح اسم أحد الشياطين ..لذلك من الأفضل أن تقول قوس الرحمن وليس قوس قزح =)
ثانيا ..بحسب ملاحضتي لهذا الموضوع ..فقد لاحطت أن القوس يتشكل بعد توقف المطر مباشرة !
وليس عند هطول المطر! فكيف تقوم قطرة المطر بتشتيت الضوء وهي ليست موجودة !
ثانيا ..لو كان فعلا أن القطرة هي التي سوف تشتت الضوء وكما قلت انت أن كل قطرة نستطيع أن نرى منها لون واحد فقط وتكون زاوية سقوط هذا اللون مناسبة للعيد
ولكن .. القجرة يتغير مكانها ! لا تبقى ثابتة ! حيل في خلال ثانية واحد قد تستطيع أن تقطع المترات من المسافات !
و الإنسان ايضا يتحرك ..لا تبقى مكانه ثابتة
فـ كيف تبقى زاوية سقوط اللون من القطرة مناسبة للعين ! والزاوية تتغير في غضون ثوانٍ !
ثالثا : دعنا الآن نتخيل أن فعلا كل قطرة تعمل على تشتيت الضوء
فـ كم قوس سنرى في السماء ! لأن عدد القطرات لا يعد ولا يحصى ! و كل 7 قطرات سوف تكشل قوسا
فكم عدد الأقواس التي يفترض أن تتشكل في السماء تبعا لهذه النظرية ؟! ( نظرية أن القطرة هي التي تشتت الضوء )
رابعا : نحن نعلم ان لكل لون معامل انكسار خاص به
سنفترض صحة نظرية أن القطرة هي التي تشتت الضوء
ونحن نرى في المنشور أنه بعد تحليل اللون الأبيض الى ألوان الطيف
فأننا نرى الألوان بخطوط مستقيمة غير منحية
ولكن في قوس قزح .. نرى القوس بأكمله بشكل منحنى ! وليس مستقيم ..لماذا ؟
اعدقت أن السبب في ذلك هو اختلاف درجات الحرارة في طبقات الأرض ... ويتحدث انكسار للضوء بسبب تغير درجة الحرارة
ولكن لست متاكدة من ذلك هذا أولا
ثانيا لكن لون معامل انكسار خاص به ...فمن المفترض ان ينحني كل لون بشكل مستقل عن الآخر تبعا لمعامل الإنكسار!

اعلم أن اسئلتي كثيرة ولكن فعلا الموضوع أذهلني

شكرا لك =)

[الرائد456]

عزيزتي دلع بنوتة
انا نقلت الموضوع وفهمته لما شفت الاشكال التوضيحية
على كل حال هالرابط بيفيدك
آخر شكل بالصفحة اطلعي عليه
تحياتي لك وشكرا على المشاركة
الرائد:s_thumbup::s_thumbup:

[الرائد456]

:s_thumbup::s_thumbup:

[دقدقه]

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية .

[الرائد456]

عزيزتي دلع بنوتة ( قزح)

لم يثبت أنه اسم أحد الشياطين
وشكرا لك على المرور مرة أخرى:s_thumbup::s_thumbup::s_thumbup:

[دلع بنوته]

بحسب معلوماتي أنه تم اثبات ذلك
ولكن لا أعلم كيف !

لكن حتى و ان لم يكن .. تفاديا للشك ..فالنقل قوس الرحمن =)
كلمة أفضل ..وفيها أيضا تذكير لعظمة الخالق
شكرا لك

[لولوكاتي]

موضوع راااائع
يعطيك ألف عافيه

[الرائد456]

هاياااااااااات يا فيزيائيين :s_thumbup::s_thumbup:

[الهداية]

يعطيك الف عافية
الصور توضح الموضوع