كيف يتكون " قوس قزح " ؟

تمكن الانسان من كشف عدد كبير من الحقائق وتفسير العديد من الظواهر الطبيعية بعد ان كانت مستعصية وغامضة على مدى سنوات عديدة. ويعود ذلك الى التطور المذهل الذي وصلنا اليه على المستوى العلمي في القرن الماضي.

إذ لم يعد العلماء الحاليون يكتفون بأبحاث سابقيهم للاستعانة بها، بل صاروا يستخدمون العديد من التقنيات الحديثة التي تسهل الوصول الى تفسير الظواهر الطبيعية واماطة اللثام عنها، ومن ابرزها نذكر قوس قزح .

لطالما أثار هذا القوس إعجاب الجميع، وخصوصاً الأطفال، نظراً لجماله وتعدد الألوان فيه. إضافة إلى شكله المقوس الذي يعطي انطباعاً بنزوله إلى الأرض.

فما هو قوس قزح؟ وكيف يتكون؟ ولماذا نراه؟ سنحاول الإجابة على هذه الاسئلة وغيرها في هذا الموضوع.

قَوْسُ قُزح (بالإنجليزية Rainbow) يسمى كذلك قوس المطر أو قوس الألوان، وهو ظاهرة طبيعية فيزيائية ناتجة عن انكسار وتحلل ضوء الشمس خلال قطرة ماء المطر.

يظهر قوس المطر بعد سقوط المطر، أو خلال سقوط المطر والشمس مشرقة. وتكون الألوان في القوس: اللون الأحمر من الخارج، ويتدرج إلى البرتقالي، فالأصفر، فالأخضر، فالأزرق، فأزرق غامق (نيلي)، فبنفسجي من الداخل.

ضوء الشمس يحتوي علي العديد من الألوان الطيفية، وهي عبارة عن أشعة ذات اطوال موجية مختلفة.

يظهر قوس قزح عادة بشكل نصف دائري، وفي حالات نادرة يكون قمرياً، حيث يكون انكسار ضوء القمر المسبب لهُ عبر قطرة الماء ملائماً مع مكان وجود القمر في تلك اللحظات. ويظهر للمشاهد نتيجة لضوئهِ الخافت أبيض لأن العين البشرية لا تستطيع أن ترى الألوان في الليل.

عند رؤية قوس قزح فهذا يعني أن عين المراقب تكون في اتجاه معاكس لاتجاه الشمس، كما أن زاوية مخروطية تقع بين خط الأفق وأي نقطة على القوس. تكون هذه الزاوية 42o تقريبا وتسمى زاوية قوس قزح، وتكون زاوية الرؤية 84o.

** التفسير الفيزيائي :
في البداية ينكسر ضوء الشمس الساقط بشكل مائل عند دخوله في قطرات المطر، ومن ثم ينعكس مرة أخرى في السطح الداخلي من القطرة، وينكسر أيضا عند خروجه من القطرة. يظهر التأثير الكلي في الضوء الساقط منعكسا على مدى واسع من الزوايا، مع تركيز شديد له في زاوية 40°–42°.

يمكن اثبات أن هذه الزاوية مستقلة عن حجم القطرة، ولكنها تعتمد على معامل الانكسار. يمتلك ماء البحر معامل انكسار أعلى من ماء المطر، لذا يكون نصف قطر قوس قزح في المرشات البحرية أصغر من القوس الحقيقي. يكون هذا مرئيا للعين المجردة على هيئة عدم استقامة بين هذين القوسين.

** حسابات رياضية :
يمكن استنتاج العلاقة الرياضية لزاوية قوس قزح (نصف زاوية الرؤية) بدلالة معامل الانكسار من العلاقات الاتية:

** تعدد الألوان :
المعادلات السابقة تمثل صيغة عامة بدلالة معامل الانكسار. لكن من المعروف أن الضوء المرئي ليس سوى خليطا من الأطوال الموجية لألوان الضوء المختلفة. لهذا السبب يكون لكل لون معامل انكسار خاص به(يختلف قليلا عن معامل الانكسار المجاور). كما يختلف معامل الانكسار من وسط إلى وسط، أي يختلف للهواء كوسط لانتشار الضوء أو الزجاج أو الماء.

عند تطبيق المعادلة لكل معامل انكسار على حدة، ستظهر مجموعة من الزوايا المختلفة عن القيمة السابقة لكل لون على حدة. على سبيل المثال تكون زاوية قوس قزح 42.3° عند اللون الأحمر والذي له معامل انكسار في الماء 1.33141 بينما تكون حوالي 40.4° عند اللون البنفسجي لأن معامل انكساره في الماء هو1.34451

** القوس الثانوي :
يطلق على القوس الذي يحقق العلاقات السابقة بالقوس الرئيسي، في حين يوجد قوس اخر تحته ينعكس فيه ترتيب الألوان. السبب في ذلك هو إمكانية تكرر الانعكاس للضوء أيضا داخل القطرة، وخروجه بزاوية مختلفة عن السابق.وهناك انواع اخرى متعددة لقوس المطر تم اكتشافها.

** التسمية :
تعود تسمية "قوس قزح" إلى أحد الآلهة العربية القديمة قبل الإسلام، و هو الإله "قزح" إله الطقس و المطر، والذي كان يتم عبادته في "المزدلفة"، ويسمى قوس قزح بمعنى قوس الإله قزح، حيث يظهر بعد نزول المطر.

** كيف نتمكن من رؤية قوس قزح :

هناك بعض النقاط التي يجب أن تتوفر حتى يتمكن الانسان من رؤية ظاهرة قوس قزح. بداية يجب أن يكون مصدر الضوء متواجداً خلف الناظر، لتصبح الجهة المعاكسة بمثابة المستوى الذي تسقط عليه صورة قوس قزح. ونلاحظ هنا، أن أبرز اللحظات التي يظهر فيها قوس قزح، هي تلك التي تكون فيها الجهة المقابلة للشمس من السماء ممتلئة بالسحب الداكنة، حينها يتمكن الناظر من التفريق جيداً بين الالوان المكونة للطيف.

في بعض الحالات الاستثنائية قد يظهر قوس قزح ليلاً، وذلك عندما يلعب القمر دور مصدر الضوء بعكسه لأشعة الشمس، لكن هذه الظاهرة تختلف عن قوس قزح الذي نراه في النهار، لأن كمية الضوء المعكوسة ضعيفة مقارنة بتلك التي ترسلها الشمس مباشرة. لذلك فإننا نرى الطيف أبيضاً وقد لا نراه بالمرة لأن عين الانسان لا تفرق بين الألوان في الليل.

** هل يقال قوس قزح أم قوس الله :
من حيث الشرع فقد جاء في بعض الأحاديث: لا تقولوا قوس قزح فإن قزح شيطان -أو هو الشيطان- ولكن قولوا قوس الله عز وجل فهو أمان لأهل الأرض من الغرق. قال عنه الشوكاني في الفوائد: قال ابن الجوزي موضوع.. وقال الذهبي: واهٍ في إسناده ضعيفان. وقال عنه الألباني في السلسلة: موضوع.

لذلك فإنه لا مانع شرعاً من تسمية مشروع أو غيره بقوس قزح؛ لأن الأصل الجواز ولا دليل على التحريم، فالحديث الذي ذكر مكذوب على النبي صلى الله عليه وسلم. والله أعلم.