Oavsett om du tror att de är ett tecken på Guds löfte eller om det finns en gryta med guld som väntar på dig i slutet, är regnbågar en av naturens mest glädjestockande skärmar.
Regnbågar är i grunden solljus spridda ut i sitt spektrum av färger för oss att se. Eftersom en regnbåge är ett optiskt fenomen (för er sci-fi-fans, det är på samma sätt som ett hologram) är det inte något som kan beröras eller som finns på en viss plats.
Har du någonsin undrat var ordet "regnbåge" kommer ifrån? Den "regn-" delen av den står för regndropparna som krävs för att göra den, medan "-bågen" avser dess bågform.
Regnbågar tenderar att dyka upp under en solsken (regn och solen på samma gång) så om du gissade att sol och regn är två viktiga ingredienser för att göra en regnbåge, har du rätt.
Regnbågen skapar processen när solljus skiner på en regndroppe. När ljusstrålarna från solen slår och går in i en vattendroppe, saknar deras hastighet lite (eftersom vattnet är tätare än luft). Detta får ljusets bana att böjas eller "brytas".
Så när en ljusstråle kommer in i en regndropp och böjs, separeras den i dess komponentfärgvåglängder. Ljuset fortsätter att resa genom droppen tills det studsar (reflekteras) från droppens baksida och lämnar motsatt sida av det i en 42 ° vinkel. När ljuset (fortfarande separerat i sitt färgområde) kommer ut ur vattendroppen, påskyndas det när det reser tillbaka ut i den mindre täta luften och bryts (en andra gång) nedåt för ögonen.
Tillämpa denna process på en hel samling regndroppar på himlen och voilá, du får en hel regnbåge.
Har du någonsin lagt märke till hur en regnbågens färger (från ytterkanten till insidan) alltid blir röd, orange, gul, grön, blå, indigo, violet?
För att ta reda på varför detta är, låt oss överväga regndroppar på två nivåer, en över den andra. I ett tidigare diagram ser vi att rött ljus bryter ut ur vattendroppen i brantare vinklar mot marken. Så när man tittar på en brant vinkel, reser det röda ljuset från de högre dropparna i rätt vinkel för att möta ens ögon. (De andra färgvåglängderna lämnar dessa droppar i mer grunda vinklar, och passerar därmed över huvudet.) Det är därför som rött visas högst upp i en regnbåge. Tänk nu på de lägre regndropparna. När man tittar i grundare vinklar leder alla droppar inom denna siktlinje violett ljus till ögat, medan det röda ljuset riktas ut ur perifera synen och nedåt mot ens fötter. Det är anledningen till att färgfiolet visas i regnbågens botten. Regndropparna mellan dessa två nivåer studsar olika ljusfärger (i ordning från nästa längsta till nästa kortaste våglängd, från topp till botten) så att en observatör ser fullfärgsspektrumet.
Eftersom regndroppar har relativt cirkulär form är reflektionen de skapar också krökt. Tro det eller inte, en hel regnbåge är faktiskt en full cirkel, bara vi ser inte den andra hälften av den eftersom marken kommer i vägen.
För några bilder sedan lärde vi oss hur ljus går igenom en tre-stegs resa (brytning, reflektion, brytning) inuti en regndropp för att bilda en primär regnbåge. Men ibland träffar ljus baksidan av en regndropp två gånger istället för bara en gång. Detta "reflekterade" ljus kommer från droppen i en annan vinkel (50 ° istället för 42 °) vilket resulterar i en sekundär regnbåge som visas ovanför den primära bågen.
Eftersom ljus genomgår två reflektioner inuti regndroppen, och färre strålar går igenom fyra-steget reduceras intensiteten av den andra reflektionen och som ett resultat är färgerna inte lika ljusa. En annan skillnad mellan enkla och dubbla regnbågar är att färgschemat för dubbla regnbågar vänds. (Dess färger blir violetta, indigo, blå, gröna, gula, orange, röda.) Detta beror på att violett ljus från högre regndroppar tränger in i ögonen, medan rött ljus från samma droppe passerar över huvudet. Samtidigt kommer rött ljus från nedre regndroppar in i ögonen och det röda ljuset från dessa droppar riktas mot ens fötter och syns inte.
Våren 2015 tänkte sociala medier när en Glen Cove, NY-invånare delade ett mobilfoto av det som tycktes vara en fyrdubbla regnbåge.
Även om det är möjligt i teorin är trippel och fyrdubbla regnbågar extremt sällsynta. Inte bara skulle det kräva flera reflektioner inom regndroppen, utan varje iteration skulle ge en svagare båge, vilket skulle göra tertiära och kvartära regnbågar ganska svåra att se.
När de bildas ser trippla regnbågar vanligtvis upp mot insidan av den primära bågen (som ses på bilden ovan), eller som en liten anslutningsbåge mellan den primära och sekundära.
Regnbågar ses inte bara i himmel. En vattensprinkler i trädgården. Mist vid basen av ett stänkande vattenfall. Dessa är alla sätt du kan se en regnbåge. Så länge det är starkt solljus, hängande vattendroppar och du är placerad i rätt betraktningsvinkel, är det möjligt att en regnbåge kan vara i sikte!