Vaivorykštė atsiranda, kai saulės šviesa patenka į ore sklandančius vandens lašus, juose pakeičia kryptį, atsispindi ir išsiskaido į skirtingas spalvas. Spalvos jau slypi pačioje saulės šviesoje, o lašai jas tik atskiria, todėl vietoje balkšvos šviesos išvystame spalvotą lanką. Nuotraukoje virš rudenėjančių medžių matyti ryški vaivorykštė, o dešiniau nuo jos – blankesnis antrasis lankas. Abu lankus sukuria tie patys lašai, tik šviesa jų viduje nukeliauja skirtingą kelią.
Vienas lietaus lašas atlieka kelis darbus
Saulės šviesa atrodo beveik balta, bet ją sudaro skirtingo bangos ilgio šviesa. Kai spindulys iš oro patenka į vandens lašą, pasikeičia jo sklidimo greitis, todėl ties lašo paviršiumi šviesa lūžta, tai yra pakeičia kryptį. Skirtingo bangos ilgio šviesa lūžta šiek tiek nevienodai, ir nuo to prasideda spalvų atsiskyrimas.
Paskui dalis šviesos atsispindi nuo vidinio lašo paviršiaus ir keliauja atgal. Išeidama iš vandens į orą ji lūžta dar kartą. Pagrindinei vaivorykštei susidaryti reikia dviejų lūžių ir vieno vidinio atspindžio – tokiu keliu šviesa sukuria įprastą ryškų lanką.
Vienas lašas šviesą išskaido į daugybę krypčių, tačiau mūsų akis pasiekia tik dalis jos. Raudoną šviesą matome iš vienoje padėtyje esančių lašų, o violetinę – iš kitų. Todėl vaivorykštė nėra ant debesies nupieštas objektas: ją matome dėl to, kad tinkamai išsidėsto Saulė, vandens lašai ir stebėtojas.
Kodėl spalvos išsidėsto būtent tokia tvarka
Pagrindinės vaivorykštės išorėje matome raudoną spalvą, o vidinėje pusėje – violetinę. Tarp jų pereina oranžiniai, geltoni, žali ir mėlyni atspalviai. Tokia tvarka susidaro todėl, kad vanduo skirtingo bangos ilgio šviesą nukreipia nevienodai.
Dažnai sakoma, kad vaivorykštę sudaro septynios spalvos, tačiau joje nėra septynių aiškiai atskirtų juostų. Tai tolydus regimosios šviesos spektras, kuriame vienas atspalvis palaipsniui pereina į kitą. Septyni pavadinimai padeda spalvas įsiminti, bet neaprašo kiekvieno akimi matomo tarpinio atspalvio.
Spalvas atpažįstame todėl, kad akių tinklainėje esančios kūgelinės ląstelės skirtingai reaguoja į įvairaus bangos ilgio šviesą. Smegenys apdoroja jų siunčiamus signalus, ir mes patiriame spalvos pojūtį. Taigi vaizdui svarbus ne tik šviesos kelias lašuose, bet ir tai, kaip šviesą priima mūsų rega.
Iš kur atsiranda antrasis lankas ir tamsesnis dangus tarp jų
Dešiniau ryškiosios vaivorykštės nuotraukoje galima įžiūrėti blankesnį lanką. Jis susidaro, kai šviesa lašo viduje atsispindi ne vieną, o du kartus. Po tokio kelio mūsų akis pasiekia mažiau šviesos, todėl antrinė vaivorykštė paprastai būna silpnesnė už pagrindinę.
Pasikeičia ir spalvų tvarka: antrinio lanko vidinėje pusėje yra raudona, o išorinėje – violetinė. Vadinasi, abiejų vaivorykščių raudonosios pusės atsuktos viena į kitą. Kai lankai ryškūs, šį skirtumą galima pastebėti be jokios specialios įrangos.
Tarp lankų dangus kartais atrodo tamsesnis. Ši sritis vadinama Aleksandro tamsiąja juosta, o ją lemia tai, kokiomis kryptimis po atspindžių iš lašų iškeliauja šviesa. Tai nėra atskiras tamsus debesis, nors trumpai žvelgiant taip gali pasirodyti.
Kodėl vaivorykštė lenkta ir jos galo neįmanoma pasiekti
Vaivorykštės forma susijusi su šviesos sklidimo kampais. Pagrindinio lanko raudonasis kraštas matomas maždaug 42 laipsnių kampiniu atstumu nuo taško, esančio priešingoje pusėje nei Saulė. Lašai, išsidėstę vienodu kampu aplink šį tašką, mūsų regėjimo lauke sudaro apskritimą.
Nuo žemės paprastai matome tik dalį šio apskritimo, nes likusią dalį užstoja horizontas arba tomis kryptimis nėra matomų apšviestų lašų. Iš aukštai, pavyzdžiui, skrendant lėktuvu, tinkamomis sąlygomis galima pamatyti ir visą apskritą vaivorykštę. Kuo Saulė žemiau, tuo aukščiau danguje gali iškilti matomas lankas.
Vaivorykštės galas nėra konkreti vieta pievoje ar už medžių. Pajudėjus pasikeičia lašai, kurių šviesa pasiekia jūsų akis, todėl artėjantis žmogus nepasiekia jokios spalvotos „sienos“. Net greta stovintys žmonės mato labai panašų, bet iš šiek tiek skirtingų lašų sklindantį vaizdą.
Kur žiūrėti, kai lietų staiga nušviečia saulė
Norint pamatyti vaivorykštę, paprastai reikia atsistoti taip, kad Saulė būtų už nugaros, o lietus – priešais. Nebūtina, kad tuo metu lytų tiesiai ant jūsų: saulė gali apšviesti tolėliau esančią lietaus uždangą. Tamsesnių debesų fone spalvos dažnai išsiskiria aiškiau.
Rudenį tokią progą gali suteikti besikeičiantys orai, kai pro debesų tarpą prasiskverbia žemiau esanti Saulė. Pamačius vieną lanką verta apžiūrėti ir dangų už jo išorinio krašto – ten gali slėptis blankesnė antrinė vaivorykštė. Ji ne visada iškart krinta į akis, ypač šviesiame fone.
Mažą vaivorykštę galima pastebėti ir saulės apšviestuose fontano ar laistytuvo pursluose. Atsistokite nugara į Saulę ir keiskite žiūrėjimo kryptį, kol lašeliuose pasirodys spalvos. Taip visai arti galima pamatyti tą patį reiškinį, kuris lietingame danguje nusidriekia virš viso kraštovaizdžio.
