Curcubeul este un fenomen natural spectaculos, care a fascinat omenirea încă din cele mai vechi timpuri. Frumusețea sa i-a inspirat pe artiști, poeți și oameni de știință deopotrivă. Dar, dincolo de aspectul său vizual, curcubeul este rezultatul unor procese fizice bine definite, în care lumina și apa interacționează într-un mod specific. În plus, există situații în care apar curcubee duble, amplificând misterul și fascinația acestui fenomen natural.
Cum se formează un curcubeu?
Un curcubeu apare atunci când lumina soarelui este refractată, reflectată și dispersată în picăturile de apă suspendate în aer. Acest proces are loc adesea în timpul sau după o ploaie, când atmosfera este încărcată cu picături mici de apă. Pentru a înțelege mai bine formarea curcubeului, este necesar să detaliem pașii principali ai acestui proces:
- Refracția: Atunci când lumina soarelui lovește o picătură de apă, aceasta își schimbă direcția, fiind refractată (sau „îndoită”). Lumina albă a soarelui este compusă din mai multe culori care au lungimi de undă diferite. Când aceste unde de lumină intră într-un mediu nou, cum ar fi o picătură de apă, ele sunt refractate la unghiuri ușor diferite, ceea ce separă culorile între ele.
- Reflexia: După refracție, o parte din lumină este reflectată în interiorul picăturii de apă. Această reflectare internă permite ca lumina să fie direcționată către observator.
- Refracția secundară: Lumina este refractată din nou când părăsește picătura de apă. În această fază, separarea dintre culorile componente ale luminii albe devine și mai evidentă, creând spectrul de culori vizibile care formează curcubeul.
- Dispersia: Fenomenul de dispersie are loc deoarece diferitele lungimi de undă ale luminii (culorile) se refractă la unghiuri diferite. Lumina albastră, care are o lungime de undă mai scurtă, este deviată mai mult decât lumina roșie, care are o lungime de undă mai lungă. Acest proces explică de ce curcubeul apare cu roșu în partea de sus și violet în partea de jos.
Pentru a vedea un curcubeu, trebuie să ne aflăm într-o poziție specifică: soarele trebuie să fie în spatele nostru, iar norii sau ploaia trebuie să fie în față. De asemenea, unghiul luminii față de sol este important. Dacă unghiul nu este potrivit, curcubeul poate fi mai greu de observat sau chiar invizibil.
De ce apar curcubee duble?
Pe lângă curcubeul principal pe care îl vedem adesea, există situații în care putem observa un al doilea curcubeu, mai slab și mai difuz, deasupra primului. Acest fenomen este cunoscut sub numele de curcubeu dublu și este rezultatul unui proces suplimentar de reflecție și refracție a luminii în picăturile de apă.
Diferența majoră dintre curcubeul principal și cel secundar constă în faptul că, în cazul curcubeului dublu, lumina suferă două reflecții interne în picăturile de apă înainte de a ieși și a ajunge la ochiul observatorului. Aceste două reflecții suplimentare modifică modul în care lumina se dispersează, astfel încât culorile din curcubeul secundar apar în ordinea inversă celei din curcubeul principal. În timp ce curcubeul primar are roșu în partea superioară și violet în partea inferioară, curcubeul secundar prezintă violetul în partea superioară și roșu în partea inferioară.
Această a doua reflecție internă face ca lumina să piardă mai mult din intensitate, astfel încât curcubeul secundar este mai slab și mai difuz decât cel principal. De asemenea, unghiul sub care apare curcubeul secundar este mai mare – în jur de 50-53 de grade, comparativ cu 40-42 de grade pentru curcubeul primar. Din acest motiv, curcubeul dublu apare întotdeauna la o distanță mai mare de orizont decât cel principal.
Condiții necesare pentru curcubeul dublu
Deși curcubeul simplu este relativ comun, curcubeele duble sunt mai rare și necesită condiții atmosferice specifice. Un factor important este dimensiunea picăturilor de apă din aer. Picăturile mari de apă tind să producă curcubee mai intense, în timp ce picăturile mici dau naștere unor curcubee mai difuze sau chiar invizibile. Curcubeele duble au mai multe șanse să apară atunci când picăturile sunt de dimensiuni relativ mari și în număr suficient.
În plus, poziția soarelui este importantă. Curcubeele sunt mai ușor de observat dimineața devreme sau după-amiaza târziu, când soarele este mai aproape de orizont. Dacă soarele este prea sus pe cer, unghiul sub care lumina ajunge la picăturile de apă nu este optim pentru formarea unui curcubeu vizibil.