הסוד של הקשת בענן
מידע · כיתה ז׳ · 7 שאלות
אחרי גשם, כשהשמש מציצה מבין העננים, לפעמים מופיעה בשמיים קשת צבעונית. אנשים בכל התרבויות התפעלו ממנה, ובסיפורים רבים היא סימן לשלום, להבטחה או לגשר בין עולמות. אבל מאחורי היופי יש הסבר מדעי מדויק, והוא מתחיל בשאלה פשוטה: מאיפה באים הצבעים?
אור השמש נראה לנו לבן, אבל בעצם הוא תערובת של צבעים רבים. כדי לראות אותם, צריך להפריד ביניהם. את זה עושות טיפות המים שמרחפות באוויר אחרי הגשם. כשקרן אור נכנסת לטיפה, היא נשברת, כלומר משנה את כיוונה, כי האור נע במים במהירות שונה מבאוויר. בפנים היא פוגעת בדופן האחורית של הטיפה, מוחזרת כמו ממראה, ובדרך החוצה נשברת שוב.
הנקודה החשובה היא שכל צבע נשבר בזווית מעט שונה. האור האדום נשבר הכי מעט, והסגול הכי הרבה. לכן, כשהאור יוצא מהטיפה, הצבעים כבר אינם מעורבבים: כל אחד יוצא בזווית אחרת. האדום יוצא בזווית של כארבעים ושתיים מעלות, והסגול בזווית של כארבעים מעלות, ושאר הצבעים ביניהם.
מכאן מגיעה גם התשובה לשאלה למה הקשת עגולה. כל הטיפות ששולחות אלינו אור אדום נמצאות באותה זווית בדיוק ביחס לנקודה שמול השמש, הנקודה שבה נמצא הצל של הראש שלנו. כל הנקודות שנמצאות באותה זווית מסביב לנקודה אחת יוצרות מעגל. אנחנו רואים בדרך כלל רק חלק ממנו, כי האדמה מסתירה את השאר. ממטוס, כשאין אדמה שמסתירה, אפשר לפעמים לראות קשת בצורת עיגול שלם.
מההסבר הזה אפשר להבין גם מתי רואים קשת. אם השמש גבוהה מאוד בשמיים, הנקודה שמולה נמצאת עמוק מתחת לאופק, והקשת כולה "נבלעת" מתחת לאדמה. לכן רואים קשת בעיקר בבוקר או אחר הצהריים, כשהשמש נמוכה, ולא בצהרי יום קיץ. ומי שהסביר לראשונה שאור לבן מורכב מצבעים רבים היה המדען אייזק ניוטון. הוא העביר קרן אור דרך מנסרה, גוש זכוכית משולש, וראה שהיא נפרשת למניפה של צבעים. טיפת מים עושה בדיוק את אותו הדבר, רק בקטן, ומיליוני טיפות יחד יוצרות את הקשת שאנחנו רואים בשמיים.
מההסבר הזה נובעים כמה דברים שאפשר לבדוק בעצמכם. ראשית, כדי לראות קשת, השמש צריכה להיות מאחוריכם והטיפות לפניכם. שנית, האדום תמיד בצד החיצוני של הקשת והסגול בצד הפנימי. ושלישית, הקשת אינה חפץ שנמצא במקום מסוים. היא תלויה במקום שבו אתם עומדים. שני אנשים שעומדים במרחק זה מזה רואים בעצם קשתות שונות, שנוצרות מטיפות שונות. לכן אי אפשר להגיע לקצה הקשת: כשזזים, גם היא זזה.
לפעמים מופיעה גם קשת שנייה, חיוורת יותר, מעל הראשונה. היא נוצרת כשהאור מוחזר בתוך הטיפה פעמיים במקום פעם אחת. בגלל ההחזרה הנוספת, סדר הצבעים בה הפוך: האדום בפנים והסגול בחוץ.
יש עוד פרט מעניין: השמיים בין שתי הקשתות כהים יותר מהשמיים שמסביב. הסיבה היא שהטיפות באזור הזה אינן שולחות אור אל העין שלכם, לא מהקשת הראשונה ולא מהשנייה. לפס הכהה הזה יש שם משלו, והוא נקרא על שם הפילוסוף היווני אלכסנדר מאפרודיסיאס, שתיאר אותו לפני כאלף ושמונה מאות שנה. בפעם הבאה שתראו קשת כפולה, חפשו את הפס הכהה ביניהן.
את כל זה אפשר לנסות גם בבית. ביום שמש, עמדו עם הגב לשמש והתיזו מים מצינור גינה בטיפות דקות. אם תסתכלו בזווית הנכונה, תראו קשת קטנה משלכם. והיא תהיה רק שלכם, כי אף אחד אחר לא עומד בדיוק במקום שבו אתם עומדים.