!!!
 
Τρίτη, ‎7 ‎Δεκεμβρίου ‎2021, ‏‎9:32:04 π.μ.
 

 
 

Το ουράνιο τόξο είναι ένα οπτικό φαινόμενο
 

Δημιουργείται από τη διάθλαση (refraction) και την αντανάκλαση (reflection) του φωτός στα σταγονίδια του νερού.

Για να συμβεί αυτό πρέπει να έχουμε βροχή και ήλιο μαζί. Ο ήλιος πρέπει να βρίσκεται πίσω από εμάς και οι σταγόνες βροχής μπροστά μας

Είναι μια δέσμη φωτός που περιέχει και τα 7 χρώματα του ηλιακού φάσματος και έχει σχήμα τόξου.

Ανάλογα με τη θέση μας ή το πόσο ψηλά είναι ο ήλιος, μπορούμε να δούμε ένα τμήμα ή όλο το τόξο στον ορίζοντα. Σε περίπτωση που κάποιος βρίσκεται στην κορυφή ενός βουνού ή σε ένα ψηλό κτίριο μπορεί να δει και ολόκληρο τον κύκλο.
 
Πώς σχηματίζεται το ουράνιο τόξο;

Οι ιδιότητες του φωτός και ο τρόπος που αντιδρά όταν περνά μέσα από τις σταγόνες βροχής δημιουργούν ένα από τα πιο εντυπωσιακά και πολύχρωμα φαινόμενα – το ουράνιο τόξο.

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τον τρόπο που το φως του ήλιου συμπεριφέρεται όταν περνά μέσα από μια σταγόνα νερού:

Σχήμα 1. Αντίδραση φωτός όταν διαπερνά μια σταγόνα βροχής
Πηγή: www.metoffice.gov.uk
 

Το σφαιρικό σχήμα των σταγόνων παρέχει τις κατάλληλες προϋποθέσεις για τον σχηματισμό του ουράνιου τόξου.

Επειδή το νερό είναι πυκνότερο από τον αέρα, το φως περνά από τον αέρα στη σταγόνα πιο αργά, σχηματίζοντας μια γωνία και στη συνέχεια αλλάζει κατεύθυνση, δηλαδή διαθλάται (refraction). Κατόπιν το φως αντανακλάται εσωτερικά (internal reflection) στο πίσω μέρος της σταγόνας και διαθλάται ξανά στο μπροστινό μέρος της καθώς εξέρχεται από αυτή, επιστρέφοντας από το νερό στον αέρα (σχήμα 1).

Μια δέσμη φωτός δεν είναι λευκή αλλά αποτελείται από 7 διαφορετικά χρώματα: Κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λουλακί και βιολετί.

Καθένα από αυτά έχει και διαφορετικό μήκος κύματος. Η διεύθυνση των χρωμάτων με μικρότερο μήκος κύματος όπως του μπλε και του βιολετί, είναι διαφορετική από αυτή που έχουν τα χρώματα με το μεγαλύτερο μήκος κύματος όπως είναι το κόκκινο. Τα 7 διαφορετικά χρώματα εξέρχονται από την σταγόνα βροχής με μια γωνία γύρω στις 2 μοίρες μεταξύ του κόκκινου και του βιολετί, γεγονός που εξηγεί και το τοξοειδές σχήμα του φαινομένου. Ο παρατηρητής λοιπόν βλέπει συγκεκριμένα χρώματα πιο καθαρά, με το κόκκινο χρώμα πρώτο (υψηλότερα στην ατμόσφαιρα) και το βιολετί τελευταίο (σχήμα 2).
 

Σχήμα 2. Θέση παρατηρητή σε σχέση με το ουράνιο τόξο
Πηγή: www.metoffice.gov.uk
Προϋποθέσεις για το σχηματισμό ενός ουράνιου τόξου

Η θέση του ήλιου και των σταγόνων βροχής σε σχέση με έναν παρατηρητή πρέπει να είναι οι εξής (σχήμα 2):

Ο ήλιος πρέπει να είναι πίσω από τον παρατηρητή

Ο ήλιος πρέπει να βρίσκεται χαμηλά στον ουρανό, σε μια γωνία λιγότερο από 42° πάνω από τον ορίζοντα. Κάτι τέτοιο είναι αδύνατο να γίνει αν ο ήλιος είναι πολύ ψηλά στον ουρανό. Γι αυτό όσο πιο χαμηλά βρίσκεται ο ήλιος τόσο μεγαλύτερο μέρος του τόξου θα δει ο παρατηρητής.

Η βροχή ή μια άλλη πηγή σταγόνων νερού όπως ένας καταρράκτης ή ακόμα και η ομίχλη, θα πρέπει να βρίσκονται μπροστά από τον παρατηρητή.

Σχήμα 2. Θέση παρατηρητή σε σχέση με το ουράνιο τόξο
Πηγή: www.metoffice.gov.uk
Πηγή
 

 
 

Χιονόπτωση
 

Τα χίλια πρόσωπα του χιονιού
 

Η μικροσκοπική χιονονιφάδα. Ένα φανταστικό κόσμημα με πολύπλοκα σχήματα που σε αφθονία εμφανίζεται το αγαπημένο σε όλους μας χιόνι.

Η χιονονιφάδα διακρίνεται για την ποικιλία σχημάτων, σε τέτοιο βαθμό, που στη δυτική παράδοση συχνά χρησιμοποιείται η φράση “no two snoflakes are alike”, δηλαδή “καμιά χιονονιφάδα δεν είναι όμοια με κάποια άλλη”. Η αλήθεια είναι ότι να έχουν δυο χιονονιφάδες το ίδιο σχήμα είναι δύσκολο και εξαιρετικά σπάνιο.

Η χιονονιφάδα απαρτίζεται από πολλούς κρυστάλλους χιονιού. Ο κρύσταλλος χιονιού αποτελείται από ένα κρύσταλλο πάγου σε μικροσκοπική μορφή. Όταν μια σταγόνα πολύ κρύου νερού συμπυκνωθεί γύρο από ένα κόκκο γύρης ή σκόνης, που έχει παρασυρθεί από τον αέρα στην ατμόσφαιρα, δημιουργεί τον κρύσταλλο χιονιού. Καθώς ο κρύσταλλος πέφτει, περισσότεροι υδρατμοί συμπυκνώνονται γύρω του αυξάνοντας τη μάζα του και τελικά δημιουργώντας τη χιονονιφάδα.
 



 

Τα σχήματα των κρυστάλλων του χιονιού ανήκουν στο εξαγωνικό σύστημα, αφού αποτελούνται από μόρια νερού (H2O) τα οποία οργανώνονται σε εξαγωνικό πλέγμα. Η ποικιλομορφία της χιονονιφάδας οφείλεται στη μεταβολή της θερμοκρασίας και της υγρασίας του περιβάλλοντος. Συγκεκριμένα, σε συνθήκες χαμηλής υγρασίας υπάρχουν απλές εξαγωνικές δομές, ενώ σε υψηλή υγρασία υπάρχουν διακλαδισμένες δομές.

Ο άνθρωπος που αποθανάτισε τη πρώτη νιφάδα χιονιού ήταν ο Wilson A. Bentley, στις 15 Ιανουαρίου του 1885. Η φωτογράφιση έγινε με τη χρήση φωτογραφικής μηχανής φυσούνας τοποθετημένης σε σύνθετο μικροσκόπιο. Οι νιφάδες χιονιού πιάνονταν σε μαυροπίνακα και άμεσα μεταφέρονταν σε αντικειμενοφόρο πλάκα για να φωτογραφηθούν. Η διαδικασία έπρεπε να γίνει πολύ γρήγορα γιατί η χιονονιφάδα έλιωνε ακόμα και σε θερμοκρασίες υπό το μηδέν.
 
Πηγή
 
 
Χαριλάου 14-2-2021 Χιόνια …