قوس قزح
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح, البحث
قوس قزح
تشكل القوس
قَوْسُ قُزح يسمى كذلك قوس المطر أو قوس الألوان وهو ظاهرة طبيعية فيزيائية ناتجة عن انكسار وتحلل ضوء الشمس خلال قطرة ماء المطر.
يظهر القوس قزح 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 علي العديد من الالوان الطيفية وهي عبارة عن أشعة ذات اطوال 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 ان ترى الألوان في الليل.
محتويات
[أخف]
* 1 زاوية قوس قزح
* 2 التفسير الفيزيائي
o 2.1 حسابات رياضية
o 2.2 تعدد الألوان
* 3 القوس الثانوي
* 4 التسمية
* 5 المصادر
* 6 اقرأ أيضا
[عدل] 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.
[عدل] 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 .[1]
[عدل] حسابات رياضية
توضيح زاوية قوس قزح
يمكن استنتاج العلاقة الرياضية لزاوية قوس قزح (نصف زاوية الرؤية) بدلالة معامل الانكسار من العلاقات الاتية:[2]
\alpha=cos^{-1}\sqrt {\frac{n^2-1}{(k+1)^2-1}}\,
\beta=sin^{-1}[\frac{sin(\alpha)}{n}]\,
D(\alpha)=180-[2(\alpha-\beta)+k(180-2\beta)]\,
\theta=2(\alpha-\beta)+k(180-2\beta)\,
حيث
\theta\, زاوية قوس قزح
D(\alpha)\, زاوية الانحراف
\alpha\, زاوية الشعاع الساقط نسبة إلى العمودي على سطح القطرة
\beta\, زاوية انكسار الشعاع نسبة إلى العمودي على سطح القطرة
n\, معامل الانكسار الضوئي للمادة (حوالي 1.333 في الماء)
k\, عدد مرات الانعكاس داخل القطرة
ملاحظة: يتم التبديل بين D(\alpha)\, وبين \theta\, بحيث تأخذ \theta\, القيمة الأقل. عند الانعكاس مرة واحدة داخل القطرة، أي k = 1 تكون زاوية قوس قزح 42°.
[عدل] 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
[عدل] القوس الثانوي
يطلق على القوس الذي يحقق العلاقات السابقة بالقوس الرئيسي في حين يوجد قوس اخر تحته ينعكس فيه ترتيب الألوان. السبب في ذلك هو إمكانية تكرر الانعكاس للضوء أيضا داخل القطرة وخروجه بزاوية مختلفة عن السابق.
[عدل] التسمية
قد كره بعض رجال الدين المسلمين تسمية هذا الحادث الجوي بـ(قوس قزح)وفضلوا تسميتة بقوس الله أو نحو ذلك، كما في الأذكار للنووي (526-527) وزاد المعاد لابن القيم (2/472) وغيرها.
واستندوا في ذلك بما ورد عن ابن عباس مرفوعاً (حديث ضعيف) إلى محمد بن عبد الله أنه قال: "لا تقولوا قوس قزح، فإن قزح شيطان، ولكن قولوا: قوس الله عز وجل، فهو أمان لأهل الأرض" رواه أبو نعيم في الحلية (2/309) والخطيب في تاريخ بغداد (8/452) وحكم الألباني بوضعه في السلسلة الضعيفة (2/264ح/872) كما رُوي موقوفاً على ابن عباس في معجم الطبراني الكبير (3/85)، وصحح إسناده ابن كثير في البداية والنهاية (1/40)، ورواه الضياء في المختارة (2/125،ح/494) موقوفاً على علي بن أبي طالب.
وروى البخاري في الأدب المفرد (ح 1/765) عن ابن عباس قال: (.. وأما قوس قزح فأمان من الغرق بعد قوم نوح) وفي سنده على بن زيد بن جدعان وهو ضعيف. وقد اختُلف في معنى (قزح) الذي تضاف له هذه القوس: 1- فقيل: من القَزح وهو الارتفاع، وقزح الشيء : ارتفع، وسِعر قازح أي: مرتفع. 2- وقيل: هو جمع قزحة وهي الطريقة التي تتركب منها ألوان هذا القوس. 3- وقيل: اسم الملَك الموكل بالسحاب. 4- وقيل: اسم بعض الآلهة! 5- وقيل: اسم الشيطان! كما في الحديث السابق. ويسمى مشعر مزدلفة بـ(قُزَح) كما في سنن أبي داود (ح/1935) عن علي قال: (فلما أصبح، يعني النبي ووقف على قُزَح فقال: هذا قُزَح وهو الموقف، وجَمْعٌ كلُّها موقف..).
