 |
รุ้งก่อนที่ความลับของมันจะถูกเปิดเผยในทางวิทยาศาสตร์ เราสามารถพบเรื่องราวของรุ้งได้ในเรื่องเล่าของวัฒนธรรมต่างๆ แต่ละวัฒนธรรมล้วนมีทฤษฎีของตัวเองที่ใช้อธิบายการเกิดของมัน รุ้งมีชื่อเรียกแตกต่างกันมากมายเช่น ลิ้นพระอาทิตย์ (the tongue of the sun), วิถีแห่งคนตาย (road of the dead), สะพานสายฝน (bridge of the rain), ชายเสื้อแห่งสุริยเทพ (hem of the sun-god's coat), วิถีแห่งเทพสายฟ้า (road of thunder god), สะพานเชื่อมโลกและสวรรค์ (bridge between heaven and earth), หน้าต่างสวรรค์ (window to heaven) และคันศรของพระเจ้า (bow of God) ในคัมภีร์ไบเบิลกล่าวว่ารุ้งเป็นข้อสัญญาหรือคำสัญญาของพระเจ้าที่ให้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดว่าโลกจะไม่ถูกทำลายจากน้ำท่วมอีกครั้ง
ลักษณะสีของรุ้ง
สีของรุ้งยังมีความสำคัญในเรื่องเล่าเช่นกัน
บางคนเชื่อว่าถ้าสีใดในรุ้งโดดเด่นหรือสังเกตเห็นเด่นชัดจะมีความหมายต่างๆ
เช่นแสงสีแดงหมายถึงสงคราม สีเขียวหมายถึงความอุดมสมบูรณ์
และเหลืองหมายถึงความตาย ความเชื่อเช่นนี้ยังคงพบเห็นได้ในปัจจุบัน
แต่วัฒนธรรมสมัยก่อน เนื่องจากข้อจำกัดทางวิทยาศาสตร์
คนเหล่านั้นไม่มีทางรู้ได้เลยว่าแถบสีที่เกิดขึ้นเป็นผลมาการหักเหและสะท้อน
แสงของแสงแดดในเม็ดฝน
เพื่อให้เข้าใจว่ารุ้งเกิดขึ้นได้อย่างไร
เราจะต้องมาเรียนรู้เรื่องแสงกันเสียก่อนครับ แสงแดดประกอบไปด้วยแสงสีต่างๆ
ที่มาผสมกัน และแสงเหล่านี้เคลื่อนที่แบบคลื่น ระยะห่างระหว่างหัวคลื่น
ซึ่งมีความแตกต่างกันในแสงแต่ละสีเราเรียกว่าความยาวคลื่น (wave length)
ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันจะให้สีที่แตกต่างกัน
แสงสีแดงและเหลืองจะมีความยาวคลื่นมากกว่าแสงสีฟ้าและม่วง
และการผสมกันของแสงสีต่างๆ จะทำให้เกิดแสงสีขาวหรือแสงแดดขึ้นนั่นเอง
คุณสามารถแยกสีต่างๆ ในแสงแดดได้โดยใช้ปริซึม
เมื่อแสงผ่านเข้าไปยังปริซึม มันจะเกิดการหักเหขึ้น
เนื่องจากแต่ละสีมีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันไม่มาก
พวกมันจึงหักเหในมุมที่แตกต่างกันเล็กน้อย สิ่งนี้ทำให้สีต่างๆ
แยกออกมาเป็นแถบสีเรียงกันคือ แดง แสด เหลือง เขียว น้ำเงิน คราม และม่วง
แถบสีทั้งเจ็ดนี้เรียกว่า solar spectrum หรือ visible light
เมื่อแสงแดดผ่านอากาศที่เต็มไปด้วยหยดน้ำ
เม็ดฝนแต่ละอันจะประพฤติตัวเหมือนกับปริซึมจิ๋วที่ทำให้แสงเกิดการหักเหและ
แยกสีต่างๆ ออกมา แต่แทนที่มันจะให้แสงผ่านออกไปเหมือนกับปริซึม
พื้นผิวด้านในของเม็ดฝนจะเป็นตัวสะท้อนสีเหล่านั้นกลับออกมา
เมื่อมันจะออกมาจากเม็ดฝน สีจะหักเหอีกครั้ง
ผลจากการหักเหและสะท้อนของแสงจึงทำให้เกิดสิ่งที่เราเรียกว่า "รุ้ง" นั่นเองครับ
สีต่างๆ ของ solar spectrum จะปรากฏขึ้นในรุ้ง
แต่เนื่องจากมันเกิดการทับซ้อนกัน คุณอาจจะเห็นสีต่างๆ ไม่ชัดเจนมากนัก
สีที่อยู่ด้านนอกสุดหรือด้านบนก็คือสีแดง
และสีม่วงจะอยู่ด้านในสุดหรือด้านล่างของรุ้ง
ความกว้างของแถบสีนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของเม็ดฝนที่ทำให้เกิดรุ้งครับ
สภาวะหนึ่งๆ จะต้องเกิดขึ้นก่อนที่เราจะเห็นรุ้งครับ
ดวงอาทิตย์จะต้องอยู่ด้านหลังเราและต่ำเพียงพอที่จะให้ลำแสงเกิดการสะท้อนใน
มุมที่เหมาะสมเข้าสู่ตาเรา ฝนต้องอยู่ด้านหน้าของเรา
เนื่องจากแสงแดดและฝนเกิดพร้อมกันมากที่สุดในฤดูฝน
เราจึงเห็นรุ้งในฤดูนี้มากเป็นพิเศษ
เม็ดฝนทำตัวเหมือนปริซึมขนาดเล็กและกระจกที่หักเหและแยกแสงแดดให้เป็นแถบสี
ต่างๆ และสะท้อนแถบสีเหล่านี้กลับเข้าสู่ตาเรากลายเป็นรุ้ง
เม็ดฝนแต่ละอันจะสร้างแถบสีหนึ่งขึ้นมา
แต่เรามองเห็นเพียงแถบสีที่เข้าสู่ตาเราในมุมหนึ่งเท่านั้น ในรุ้งปฐมภูมิ
สีม่วงจะเข้าสู่ตาเราด้วยมุม 40 องศา สีแดงที่ 42 องศา
และอีกห้าสีที่เหลือจะอยู่ระหว่างมุมทั้งสองนี้ เนื่องจากสีต่างๆ
มีการหักเหและซ้อนทับกัน เราจึงเห็นแถบสีต่างๆ ได้ชัดเจนมากนัก
ในจุดนี้
คุณอาจจะสงสัยว่ารุ้งปรากฏอยู่ได้อย่างไรขณะที่ฝนตก
เม็ดฝนแต่ละอันทำให้เกิดสีขึ้นเพียง 1 วินาทีเท่านั้น
แต่เมื่อเม็ดฝนที่ตกลงมาทำให้เกิดสีไปแทนที่กันอย่างรวดเร็ว
ลำแสงที่สะท้อนออกมา(เข้าสู่ตาเรา)จึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นนั่นเอง
เราจะไม่เห็นแสงที่สะท้อนจากเม็ดฝนทุกอันในสายฝน
แสงที่สะท้อนจากเม็ดฝนที่มุม 40-42 องศาเท่านั้นที่ทำให้เกิดรุ้งปฐมภูมิ
รุ้งทุติยภูมิอยู่ห่างขึ้นไปด้านบนของรุ้งปฐมภูมิเพียงเล็กน้อยและเกิดขึ้น
ไม่ค่อยบ่อยนัก ลำแสงของมันจะเข้าสู่ตาเราที่มุม 50-54 องศา
ความคิดของหลายคนที่ว่ารุ้งทุติยภูมิเป็นการสะท้อนของรุ้งปฐมภูมิถือเป็น
ความที่ผิด เราจะเห็นแถบสีต่างๆ ในรุ้งทุติยภูมิได้ชัดเจนกว่า
แต่มันก็มีสีจางและมีการเรียงตัวของสีที่สลับกับรุ้งปฐมภูมิ
สีแดงจะอยู่ด้านในและสีม่วงจะอยู่ด้านนอก (หรือด้านบน) ของตัวรุ้งทุติยภูมิ
แสงที่ทำให้เกิดรุ้งทุติยภูมิจะกระทบกับเม็ดฝนในมุมที่สูงกว่าและจะสะท้อน
สองครั้งก่อนออกจากเม็ดฝนไป
การสะท้อนสองครั้งนี้ทำให้รุ้งมีสีจางกว่าและมีการเรียงตัวของสีสลับกับรุ้ง
ปฐมภูมิ
คุณอาจจะคิดว่าคุณได้เห็นรุ้งที่สมบูรณ์แล้วในลักษณะที่มันทอดตัวเป็นครึ่ง
วงกลมจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง แต่คุณคิดผิดถนัด
รุ้งสามารถมีเป็นลักษณะเป็นวงกลมได้ครับ
ถ้าคุณได้นั่งเครื่องบินอยู่เหนือเทือกเขาสูงและดวงอาทิตย์อยู่ต่ำพอที่จะ
สร้างรุ้งได้ คุณจะได้เห็นรุ้งที่เป็นวงกลมครับ
ผู้โดยสารเครื่องบินหลายคนมักจะพบเห็นเป็นครั้งคราวถ้าสภาพอากาศเป็นใจ
คุณเองก็สามารถสร้างรุ้งขึ้นมาได้ครับ
ในช่วงเช้าตรู่หรือสาย
ให้ดวงอาทิตย์อยู่ด้านหลังของคุณและกระบอกฉีดน้ำมาฉีดให้ละอองน้ำอยู่ตรง
หน้าคุณ รุ้งวงกลมก็จะปรากฏขึ้นจากการสะท้อนจากละอองน้ำที่คุณฉีดออกไป
เมื่อเพิ่มขนาดของหยดน้ำ คุณจะพบว่าแทบสีจะขยายขนาดขึ้น
ละอองน้ำจากน้ำตกก็สามารถทำให้เกิดรุ้งขึ้นมาได้เช่นกันครับ
ในปัจจุบัน มีการพูดถึงรุ้งว่าเกิดจากแสงแดดที่สะท้อนออกมา
แต่การศึกษารุ้งอาจจะไม่สมบูรณ์ถ้าไม่ได้กล่าวถึงแสงจันทร์ที่ทำให้เกิดรุ้ง
ขึ้นได้ในบางครั้งบางครา
เนื่องจากแสงจันทร์เมื่อหักเหและสะท้อนออกมาจะให้สีต่างๆ ที่จางมาก
เราจึงมองเห็นรุ้งที่เกิดขึ้นได้ยาก อย่างไรก็ตาม รุ้งที่เกิดจากแสงจันทร์
(lunar rainbow) แตกต่างจากรุ้งจากแสงแดดแค่ความเข้มสีเท่านั้น
รุ้งที่เกิดขึ้นทั้งหมดไม่ว่าจะเกิดจากแสงจันทร์หรือแสงแดดก็ล้วนเป็นผลมา
จากการหักเหและสะท้อนของแสงในความชื้นครับ
รุ้งกับความเชื่อ
ยังมีความเชื่อในสิ่งเหนือธรรมชาติเกี่ยวกับรุ้งเช่นกัน
ชนเผ่าหนึ่งในทวีปอเมริกาใต้เชื่อว่า รุ้งที่เกิดในทะเลถือเป็นสิ่งที่ดี
แต่ถ้ามันเกิดขึ้นบนบก
มันจะเป็นสัญญาณของวิญญาณชั่วร้ายที่กำลังมองหาเหยื่อ ในแถบยุโรปตะวันออก
มีความเชื่อกันว่า นางฟ้าใส่ทองคำไว้ที่ปลายรุ้ง
และจะมีเพียงมนุษย์ที่เปลือยเปล่าเท่านั้นที่จะพบทองนั้น
เรื่องเล่าเก่าแก่ของชาวโรมาเนียอ้างว่า ที่ปลายของรุ้งที่ตกในแม่น้ำ
ใครที่คลานไปและดื่มน้ำบริเวณดังกล่าวจะกลายร่างเป็นเพศตรงข้ามทันที
เรื่องเล่าที่คล้ายคลึงกันกล่าวว่าใครที่ลอดผ่านโค้งรุ้งจะเปลี่ยนเป็น
เพศตรงข้ามได้ ในประเทศไทยเองก็มีความเชื่อที่ว่าถ้าชี้นิ้วไปที่รุ้ง
นิ้วนั้นจะกุดหรือหายไป
ถึงแม้ว่ารุ้งจะปรากฏอยู่ในเรื่องเล่า
ความเชื่อเหนือธรรมชาติ และศาสนาก็ตาม แต่ก็มันก็มีเหตุผลง่ายๆ
ที่ทำให้มันเกิดขึ้น รุ้งเป็นผลจากการที่แสงหักเหและสะท้อนออกมาจากเม็ดฝน
ในรุ้งปฐมภูมิ (primary rainbow)
สีแดงจะอยู่นอกสุดและสีม่วงจะอยู่ในสุดของวง รุ้งทุติยภูมิ (secondary
rainbow) จะมีสีที่จางกว่าและมักจะเห็นว่ามันอยู่เหนือ (หรือด้านนอก)
ของรุ้งปฐมภูมิ
ลำแสงในรุ้งทุติยภูมิจะสัมผัสกับเม็ดฝนในมุมที่สูงกว่ารุ้งปฐมภูมิและมีการ
สะท้อนถึงสองครั้ง
สิ่งนี้เองที่ทำให้สีของรุ้งทุติยภูมิจางกว่าและสีสันจะเรียงกลับกันกับรุ้ง
ปฐมภูมิโดยสีแดงจะอยู่ด้านในสุดและสีม่วงจะอยู่นอกสุดนั่นเอง
