چرا رنگین‌کمان به وجود میاد؟

بعد از یک بارون عصرگاهی پشت به خورشید وایستادی و یک کمان رنگی روی آسمون افتاده: قرمز بیرون، بنفش داخل. این رنگ‌ها از کجا اومدن؟ همه‌شون از خودِ نور خورشیدن.

نیوتن این رو با یک منشور شیشه‌ای نشون داد. نور خورشید رو از یک سوراخ کوچک به منشور تابوند و روی دیوار یک نوار رنگی دید. حالا ببین چه اتفاقی می‌افته: قرمز کمتر از همه کج می‌شه و بنفش بیشتر از همه. بعد جلوی نور قرمز تنها یک منشور دوم گذاشت. قرمز قرمز موند و رنگ تازه‌ای نساخت. یعنی منشور رنگ نمی‌سازه، فقط رنگ‌هایی رو که از اول توی نور سفید بودن از هم جدا می‌کنه.

این‌که هر قطره‌ی بارون هم همین کار رو می‌کنه، قرن‌ها طول کشید تا روشن بشه. ارسطو فکر می‌کرد کار ابرهاست. حدود هفتصد سال پیش قطب‌الدین شیرازی در ایران و تئودوریک در اروپا جداجدا به خودِ قطره‌ها اشاره کردن. بعدها دکارت زاویه‌ی کمان رو حساب کرد و نیوتن رنگ‌هاش رو توضیح داد.

حالا یک قطره‌ی بارون رو تصور کن. نور خورشید که از هوا وارد آب می‌شه کمی کج می‌شه؛ به این می‌گن شکست نور. نکته‌ی اصلی اینجاست: سرعت هر رنگ توی آب کمی با بقیه فرق داره، پس هر رنگ به اندازه‌ی خودش کج می‌شه. این جداشدنِ رنگ‌ها از هم رو پاشندگی می‌گن.

نور بعد از ورود تا دیواره‌ی پشتی قطره می‌ره، اونجا بازتاب پیدا می‌کنه و برمی‌گرده سمت جلو، و موقع بیرون اومدن یک بار دیگه کج می‌شه. پس قطره یک منشور گرده با یک آینه پشتش: کج، برگشت، کج.

نور از همه‌جای قطره وارد می‌شه. پس چرا یک کمان روشن می‌بینی و نه یک مه رنگیِ پخش؟ چون پرتوهای برگشتی نزدیک یک زاویه‌ی خاص روی هم جمع می‌شن، حدود ۴۲ درجه از نقطه‌ای که سایه‌ی سرت به اون سمت افتاده. همین تجمع کمان رو پرنور می‌کنه. قرمز حدود همین زاویه بیرون میاد و آبی کمی کمتر، برای همین قرمز همیشه لبه‌ی بیرونیه. هر قطره فقط یک رنگ به چشم تو می‌فرسته؛ رنگ بعدی از قطره‌ی کناری میاد.

همه‌ی قطره‌هایی که با همین زاویه نسبت به سایه‌ی سرت قرار گرفتن، با هم یک دایره دور اون نقطه می‌سازن. رنگین‌کمان در اصل یک دایره‌ی کامله. زمین نیمه‌ی پایینش رو پنهان می‌کنه. از توی هواپیما گاهی کل دایره رو می‌شه دید.

برای همین شرط‌ها مشخصن: خورشید پشت سرت، بارون جلوت، و خورشید پایین در آسمون. هرچی خورشید پایین‌تر باشه کمان بزرگ‌تر می‌شه؛ موقع غروب یک نیم‌دایره‌ی کامل می‌بینی. وقتی خورشید از همون زاویه بالاتر بره، کل دایره زیر افق می‌افته و رنگین‌کمانی در کار نیست.

حالا ببین چه اتفاقی می‌افته وقتی دو نفر کنار هم وایستادن. هر رنگ لبه‌ی یک قیف نامرئیه که نوکش توی چشم خودِ توئه. نفر کناری قطره‌های دیگه‌ای رو می‌بینه، پس هرکس رنگین‌کمان خودش رو داره. اگه به سمتش بری، کمان هم با تو جابه‌جا می‌شه و هیچ‌وقت به انتهاش نمی‌رسی. یک چیز دیگه هم هست: آسمونِ داخل کمان کمی روشن‌تر از بیرونشه، که خودش ردّ دیگه‌ای از همین مسیر نوره.

قطره‌ها باید گرد باشن تا این حساب درست دربیاد. قطره‌های ریز مه، یا بارونی که تازه بند اومده، گردن. قطره‌های درشت موقع افتادن از شکل گرد خارج می‌شن.

پس لازم نیست منتظر بارون بمونی. یک عصر آفتابی که خورشید پایینه، پشت به خورشید وایستا و سر شلنگ باغچه رو طوری بگیر که آب مثل مه پخش بشه. کمان توی همون مه جلوت پیدا می‌شه.

گاهی بالای کمان اصلی یک کمان دوم هم می‌بینی، کم‌رنگ‌تر و با رنگ‌های برعکس: قرمز داخل، بنفش بیرون. اونجا نور به جای یک بار، دو بار توی قطره بازتاب پیدا کرده. این‌که همین بازتاب اضافه چطور ترتیب رنگ‌ها رو برعکس می‌کنه، داستانیه که از داخل همین قطره شروع می‌شه.