ความอัศจรรย์ของรุ้งกินน้ำ(Amazing rainbow)

รุ้งมี 7 สี : ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด(ส้ม) แดง :
รุ้งประกอบด้วยสีมากมาย ไล่เรียงตั้งแต่สีม่วงจนกระทั่งถึงสีแดง รุ้งเกิดจากแสงอาทิตย์ จึงมีสีครบเต็มสเปคตรัม โค้งรุ้งกินน้ำจะมีขนาดใหญ่ เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้า เช่น ตอนเช้า หรือ ตอนเย็น โดยปกติ รุ้งกินน้ำไม่สามารถเกิดเต็มวงได้ เนื่องจากมีพื้นดินมาบังเอาไว้ อย่างไรก็ตาม หากพิจารณาจากข้อจำกัดในการเกิดรุ้งกินน้ำ เราอาจพูดได้ว่า เราสามารถเห็นรุ้งกินน้ำเต็มวงได้ หากอยู่บนเครื่องบิน ที่บินอยู่เหนือกลุ่มของละอองน้ำ หรือ ยืนอยู่บนยอดเขา มองลงไปในหุบเขาที่มีละอองน้ำ เป็นต้น
รุ้งกินน้ำจะมี อยู่ 2 ชนิด คือ

1. รุ้งปฐมภูมิ เกิดจากแสงตกกระทบหยดน้ำทางขอบบน เกิดการหักเห 2 ครั้ง สะท้อนกลับหมด 1 ครั้ง โดยจะเห็นเป็นสีต่าง ๆ กันมีสีแดงอยู่บนและมีสีม่วงอยู่ล่างสุด จะเกิดเป็นรุ้งตัวล่าง (มีสีเข้มกว่าตัวล่าง)

2. รุ้งทุติยภูมิ เกิดจากแสงตกกระทบหยดน้ำทางขอบล่าง เกิดการหักเห 2 ครั้ง สะท้อนกลับหมด 2 ครั้ง โดยจะเห็นเป็นสีต่าง ๆ กันมีสีม่วงอยู่บนและมีสีแดงอยู่ล่างสุด จะเกิดเป็นรุ้งตัวบน
หลายคนคงเคยเห็น การแสดงแสงสีของธรรมชาติ ที่เป็นรูปโค้งบนท้องฟ้า ประกอบด้วยสีสันต่างๆ รวม 7 สี น่าตื่นตายิ่ง  การแสดงที่ว่านี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีฝน …. ใช่แล้วมัน คือ ปรากฎการณ์ของ   “รุ้งกินน้ำ”

คำว่า “รุ้งกินน้ำ” ในภาษาอังกฤษ เรียกว่า “Rainbow” ซึ่งมาจากคำย่อย 2 คำ คือ Rain+bow ซึ่งสื่อถึง “โค้งที่เกิดขึ้นเมื่อมีฝน” อย่างไรก็ตาม เราต่างก็ทราบดีว่า เราจะสามารถเห็นรุ้งกินน้ำได้ ไม่ใช่เนื่องจากฝน (ละอองน้ำ) อย่างเดียว แต่ต้องมี แสงอาทิตย์ (จากดวงอาทิตย์) ด้วย

“รุ้งกินน้ำ”…เกิดขึ้นได้อย่างไร
รุ้งกินน้ำมีสีสันต่างๆ เกิดจากปรากฎการณ์ระหว่างแสงกับหยดน้ำที่ล่องลอยปะปนอยู่ในอากาศ เมื่อเรามองด้วยตาเปล่าแสงอาทิตย์จะเป็นสีขาว แต่ในความเป็นจริงนั้นแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแสงสีต่างๆ 7 สีอันได้แก่ สีม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสดและสีแดง เมื่อแสงอาทิตย์กระทบกับผิวของหยดน้ำฝนก็จะเกิดการหักเหของแสงแยกออกเป็นสีสันต่างๆ โดยที่แสงนี้เหล่านี้จะสะท้อนผิวด้านในของหยดน้ำหักเหอีกครั้งเมื่อสะท้อนออก ส่วนมากแสงจะสะท้อนเป็นรุ้งตัวเดียว แต่ในบางครั้งแสงจะสะท้อนถึง 2 ครั้งก็เท่ากับว่าจะทำให้เกิดรุ้งกินน้ำขึ้นถึง 2 ตัว
จะมองหา “รุ้งกินน้ำ” ได้ที่ไหน และเมื่อใด ?

หลังฝนตก และมีแดดออก  

ถ้าเกิดรุ้งกินน้ำบนท้องฟ้า รุ้งกินน้ำจะอยู่ด้านตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ และอยู่ด้านเดียวกับละอองน้ำ (ละอองฝน) ดังนั้น เวลาจะมองหารุ้งกินน้ำ ให้หันหลังให้ดวงอาทิตย์เสมอ

กระบวนการเกิดรุ้งกินน้ำในธรรมชาติ

แสงเดินทางมาถึงหยดน้ำ

แสงเกิดการหักเห เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน (จากอากาศสู่น้ำ) โดยแสงสีน้ำเงินจะหักเหมากกว่าแสงสีแดง

แสงเกิดการสะท้อนภายในหยดน้ำ เนื่องจากผิวภายในของหยดน้ำ มีความโค้งและผิวคล้ายกระจก  

แสงเกิดการหักเห จากภายในหยดน้ำผ่านสู่อากาศอีกครั้ง

เมื่อดูโดยรวม มุมสะท้อนของแสงสีแดง คือ 42 องศา ในขณะที่มุมสะท้อนของ 

แสงสีน้ำเงิน คือ 40 องศา
การสะท้อนในหยดน้ำ - reflection in the raindrop
ภาพแสดงการเกิดรุ้ง จากการหักเห และการสะท้อนของลำแสง ในหยดน้ำ

เรียบเรียงข้อมูลเพิ่มเติมโดยmusa