Lastnosti obnašanja svetlobe ter njeno interakcijo s kapljicami vode povzročajo enega najbolj barvitih meteoroloških dogodkov v naravi – mavrico. Torej, kako nastane mavrica?
Nastanek mavrice temelji na geometriji
Mavrice nastanejo, ko se sončna svetloba razprši iz dežnih kapljic v oči opazovalca. Večina dežnih kapljic je sferičnih. In ne v obliki “solze”, kot so pogosto prikazane. Prav sferična oblika kapljic pa zagotavlja pogoje, da se mavrica vidi.
Da nastane mavrica mora biti položaj sonca in dežnih kapelj glede na opazovalca ravno pravšnji:
- Sonce mora biti za gledalcem.
- Sonce mora biti nizko na nebu, pod kotom manj kot 42° nad obzorjem. Nižje kot je sonce na nebu, več loka mavrice bo gledalec videl.
- Pred gledalcem mora biti dež, megla ali kakšen drug vir vodnih kapljic.
Velikost dežnih kapljic ne vpliva neposredno na geometrijo mavrice. Megla ali druge meglice pa bolj razpršita učinek. Tako nastanejo “bele mavrice” (ang. fogbows).
Mavrice so videti polkrožne nad ravnimi tlemi samo ob sončnem vzhodu ali zahodu, ko je sonce točno na obzorju. Večino časa vidimo le manjši del loka mavrice.
Učinek svetlobe, ki zadane dežno kapljo
Ker je voda gostejša od zraka, se svetloba, ki prehaja iz zraka v dežno kapljico pod kotom upočasni in spremeni smer, v procesu imenovanem lom.
Sončna svetloba je sestavljena iz svetlobe različnih valovnih dolžin, ki se upočasnijo za različne količine. Zaradi tega se bela svetloba razcepi ali razprši, pri čemer gredo krajše modre in vijolične valovne dolžine skozi rahlo povečano spremembo smeri kot daljše valovne dolžine rdeče svetlobe.
Če so koti, pod katerimi svetloba vstopa v kapljico pravilni, se bo nekaj svetlobe, ki vstopi v kapljico, odbilo od notranjega roba kapljice in izstopilo iz kapljice ter se ponovno lomilo, ko bo prešla nazaj iz vode v zrak.
Opazovanje mavrice
Opazovalec, ki stoji na pravem mestu, bo videl razpršeno sončno svetlobo, ki se odbija nazaj proti njemu. Svetloba, razpršena s številnimi kapljicami, ki dosežejo opazovalčevo oko, bo videti kot barvita mavrica.
Različne barve izstopajo iz kapljic pod koti, ki se razlikujejo za približno dve stopinji od rdeče do vijolične. Rdeča svetloba, ki jo vidi opazovalec prihaja iz kapljic, ki so nekoliko višje v ozračju kot kapljice, ki sipajo vijolično svetlobo proti opazovalcu.
Videne barve niso čisti spekter, prihaja do mešanja in zamegljenosti barv. Človeško oko lahko zazna številne odtenke, vendar je še vedno najbolj pogosta trditev, da ima mavrica sedem barv. Te so rdeča, oranžna, rumena, zelena, modra, indigo in vijolična.
Drugi mavrični pojavi
Obstaja veliko različic običajnih mavric, ki nastanejo v določenih pogojih. To so npr. dvojna mavrica, bela mavrica (ang. fogbow), mavrica polnega kroga (ang. full circle rainbow), lunina mavrica (ang. moonbow)…
Junior novinar
