הגילוי של ניוטון
במשך אלפי שנים אנשים ראו קשת בשמיים ותהו מאיפה מגיעים הצבעים. אייזק ניוטון ערך ניסוי מפורסם: הוא העביר קרן אור שמש דרך מנסרה — גוש זכוכית משולש — והאור יצא מהצד השני מפורק לרצועה של צבעים. אחר כך הוא העביר את הצבעים דרך מנסרה נוספת והם התחברו בחזרה לאור לבן.
מה שהניסוי הראה הוא שהאור הלבן אינו ״צבע אחד״. הוא מורכב מכל הצבעים יחד. כשהאור עובר מאוויר לזכוכית או למים הוא משנה כיוון — נשבר — וכל צבע נשבר בזווית קצת שונה, ולכן הצבעים נפרדים זה מזה.
איך נוצרת קשת בענן?
כדי לראות קשת צריך שני דברים: שמש וטיפות מים באוויר. זה קורה בדרך כלל ממש אחרי גשם, כשהשמש מציצה בין העננים. כל טיפה פועלת כמו מנסרה קטנטנה: אור השמש נכנס לתוכה, נשבר, מוחזר מהצד האחורי של הטיפה ויוצא שוב — מפורק לצבעים.
מיליוני טיפות יחד שולחות לעיניים שלנו את כל הצבעים, וכך אנחנו רואים קשת. השמש צריכה להיות מאחורינו והטיפות מולנו, ולכן קשת בבוקר מופיעה במערב וקשת אחר הצהריים מופיעה במזרח. אפשר ליצור קשת גם בעצמכם: עמדו עם הגב לשמש וריססו מים מצינור גינה.
הצבעים בקשת מופיעים תמיד באותו סדר: אדום בחלק החיצוני, אחריו כתום, צהוב, ירוק, כחול, כחול כהה שנקרא אינדיגו, וסגול בצד הפנימי. לפעמים רואים גם קשת שנייה וחלשה יותר מעל הראשונה, ובה סדר הצבעים הפוך.
למה עלה הוא ירוק?
הצבע של חפץ תלוי באור שהוא מחזיר. כשאור לבן פוגע בעלה, העלה בולע את רוב הצבעים ומחזיר בעיקר את הירוק — ולכן אנחנו רואים אותו ירוק. עגבנייה מחזירה בעיקר אדום. חפץ לבן מחזיר את כל הצבעים, וחפץ שחור בולע כמעט את כולם.
בגלל זה בגד שחור מתחמם בשמש יותר מבגד לבן: הוא בולע יותר אור, והאור הבלוע הופך לחום. ובחושך מוחלט אין צבעים בכלל — כי אין אור שיוחזר אל העיניים.
במסכים של טלפון ומחשב הצבעים נוצרים בדרך אחרת: כל נקודה במסך מורכבת משלוש נורות זעירות — אדומה, ירוקה וכחולה. כשמדליקים אותן בעוצמות שונות, העין רואה אלפי גוונים, וכשכל השלוש דולקות במלואן רואים לבן.
למה השמיים כחולים?
כשאור השמש עובר דרך האוויר, הוא פוגע בחלקיקים זעירים של הגזים באוויר. האור הכחול מתפזר על ידם לכל הכיוונים הרבה יותר מהאור האדום. כך הכחול מגיע אלינו מכל חלקי השמיים, והם נראים כחולים.
בשקיעה האור צריך לעבור דרך שכבה עבה הרבה יותר של אוויר. רוב הכחול מתפזר בדרך ולא מגיע אלינו, ולכן השמיים בשקיעה צבועים בכתום ובאדום.
ניסוי קטן: קשת בכוס
מלאו כוס זכוכית שקופה במים והעמידו אותה על אדן חלון שמשי, מעל דף לבן. הזיזו את הכוס או את הדף עד שתופיע על הדף רצועה קטנה של צבעים. המים בכוס פועלים כמו מנסרה ומפרקים את האור.