Gdy po deszczu wychodzi słońce, na niebie może pojawić się szeroki, wielobarwny łuk. Pytanie, jak wygląda tęcza, prowadzi nie tylko do opisu jej kolorów, lecz także do wyjaśnienia, dlaczego znajduje się po przeciwnej stronie nieba niż słońce, kiedy widać drugi łuk i czemu czasem przypomina pełny okrąg.
Kolorowy łuk powstaje dzięki światłu i kroplom wody
- Tęcza ma zwykle formę łuku z czerwienią na zewnętrznej stronie i fioletem od wewnątrz.
- Tworzą ją jednocześnie promienie słońca oraz krople deszczu, mgły albo rozpylonej wody.
- Najlepiej obserwować ją, gdy słońce znajduje się za plecami, a przed obserwatorem pada deszcz.
- Widoczne kolory to przede wszystkim czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy, choć granice między nimi są płynne.
- Drugi łuk jest zwykle bledszy i ma odwróconą kolejność barw.
Jak wygląda tęcza na niebie
Najczęściej widzimy ją jako jasny, wielobarwny łuk rozciągający się nad horyzontem. Czerwony pas znajduje się po stronie zewnętrznej, a fioletowy po wewnętrznej. Pomiędzy nimi układają się pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i indygo.
Ten szkolny zestaw siedmiu barw jest przydatnym uproszczeniem. W rzeczywistości widmo światła przechodzi płynnie od jednej barwy do drugiej, więc na krawędziach nie zobaczymy ostrych granic. Przy słabym świetle część kolorów może wyglądać niemal jak delikatne, pastelowe pasma, a po gwałtownej ulewie łuk bywa wyjątkowo intensywny.
Tęcza nie jest przedmiotem zawieszonym w określonym miejscu. To zjawisko optyczne zależne od położenia obserwatora, słońca i kropli wody. Dwie osoby stojące kilka metrów od siebie mogą zobaczyć nieco inny układ promieni, dlatego nie da się podejść do jej końca ani znaleźć miejsca, w którym „dotyka ziemi”.
Dlaczego pojawia się po przeciwnej stronie słońca
Żeby zobaczyć tęczę, trzeba mieć słońce za plecami, a przed sobą obszar z kroplami wody. Dlatego tak często pojawia się po krótkiej ulewie, gdy jedna część nieba nadal jest mokra, a z drugiej strony przebijają się promienie słoneczne.
Najłatwiej dostrzec ją rano lub późnym popołudniem, gdy słońce znajduje się nisko. Wysoko nad horyzontem widzimy zwykle tylko fragment łuku, ponieważ jego pozostała część znajduje się poniżej linii widoczności. Z podwyższonego miejsca, na przykład z góry albo z samolotu, można czasem dostrzec znacznie większą część okręgu.
Położenie tęczy zależy też od wysokości słońca. Najjaśniejszy łuk główny powstaje w przybliżeniu pod kątem 42 stopni od punktu dokładnie przeciwnego słońcu. To wyjaśnia, dlaczego zjawisko przesuwa się wraz z obserwatorem i nie pozostaje nieruchome nad jednym krajobrazem.
Co dzieje się w pojedynczej kropli
Za wygląd tęczy odpowiadają trzy procesy: załamanie, rozszczepienie i odbicie światła. Białe światło słoneczne wpada do kropli, zmienia kierunek, a jego składniki rozchodzą się pod nieco różnymi kątami. To właśnie rozdzielenie światła na barwy nazywa się dyspersją.
Promień odbija się później od wewnętrznej powierzchni kropli i wychodzi na zewnątrz. Miliony kropli wykonują podobną pracę, ale do oczu obserwatora trafiają promienie z różnych miejsc. W efekcie zamiast pojedynczych błyszczących punktów widzimy ciągły kolorowy łuk.
Nie każda kropla wysyła do naszego oka światło tej samej barwy. Jedne odpowiadają za czerwień, inne za zieleń lub fiolet. Gdy zmienimy pozycję, patrzymy na inny zestaw kropli, choć cały obraz nadal wydaje się spójny.
Jedna tęcza, dwa łuki i więcej barw
Czasami nad główną tęczą pojawia się tęcza wtórna. Powstaje wtedy, gdy światło odbije się wewnątrz kropli dwa razy, dlatego jest słabsza i znajduje się wyżej na niebie. Jej kolory są ułożone odwrotnie: od strony zewnętrznej pojawia się fiolet, a od wewnętrznej czerwień.
| Cecha | Tęcza główna | Tęcza wtórna |
|---|---|---|
| Liczba odbić w kropli | Jedno | Dwa |
| Jasność | Zwykle wyraźna | Zazwyczaj bledsza |
| Ułożenie barw | Czerwień na zewnątrz, fiolet wewnątrz | Fiolet na zewnątrz, czerwień wewnątrz |
| Położenie | Niżej | Wyżej, nad łukiem głównym |
Pomiędzy dwoma łukami może pojawić się ciemniejszy pas nieba, nazywany pasem Aleksandra. Nie jest on osobnym zjawiskiem ani „trzecią tęczą”, lecz obszarem, do którego dociera mniej światła rozproszonego przez krople.
W pobliżu wodospadów, fontann i zraszaczy można zobaczyć również małe tęcze. Mechanizm pozostaje taki sam, ale krople są lokalne, a zjawisko często zmienia się, gdy obserwator zrobi choć kilka kroków.
Dlaczego czasem widać pełny okrąg
Z powierzchni ziemi horyzont zasłania dolną część tęczy, dlatego zwykle kojarzymy ją z półokręgiem. W rzeczywistości jej geometria jest bliższa okręgowi wokół punktu przeciwnego słońcu. Pełny krąg można czasem zobaczyć z dużej wysokości, jeśli chmury lub teren nie zasłaniają widoku.
Na zdjęciach wykonanych z samolotu lub wysokiego punktu tęcza może wyglądać jak zamknięty pierścień. Nie oznacza to, że jest większa niż zwykle. Po prostu obserwator ma szersze pole widzenia i może zobaczyć fragmenty, które z ziemi znajdują się poniżej horyzontu.
Podobny efekt da się uzyskać przy silnym słońcu i rozpylonej wodzie, ale trudno go utrzymać w jednym miejscu. Kąt padania światła, wielkość kropli i pozycja obserwatora muszą się zgadzać, więc tęcza potrafi zniknąć równie szybko, jak się pojawiła.
Jak najlepiej obserwować i fotografować tęczę
Największą szansę na zobaczenie wyraźnego łuku daje sytuacja, w której deszcz znajduje się przed obserwatorem, a słońce za nim. Dobrze sprawdza się moment tuż po przejściu opadu, zwłaszcza gdy powietrze jest jeszcze pełne drobnych kropli, ale niebo zaczyna się już rozjaśniać.
- Sprawdź, gdzie znajduje się słońce, i obróć się tak, aby mieć je za plecami.
- Szukaj opadu, mgły lub rozpylonej wody na tle ciemniejszych chmur.
- Do zdjęcia całego łuku użyj szerokiego kąta, ale nie przesadzaj z korekcją kolorów.
- Zostaw na fotografii fragment krajobrazu, ponieważ pomaga ocenić skalę zjawiska.
W fotografii łatwo uzyskać przesadnie nasycone barwy, które wyglądają efektownie, ale odbiegają od tego, co widzi oko. Moim zdaniem lepszy rezultat daje umiarkowana obróbka i zachowanie delikatnych przejść między kolorami. Tęcza nie musi być neonowa, żeby wyglądać wyraziście.
Co zapamiętać, patrząc na kolorowy łuk
Tęcza jest obrazem powstającym w określonej geometrii, a nie fizycznym łukiem, który można wskazać palcem. Jej wygląd zależy od wysokości słońca, obecności kropli wody oraz miejsca, z którego patrzymy.
Najważniejsze wskazówki są proste: szukaj jej po deszczu, ustaw się słońcem za plecami i zwróć uwagę na kolejność barw. Gdy zobaczysz drugi, bledszy łuk, od razu rozpoznasz, że światło wykonało w kroplach dodatkowe odbicie.
