A szivárványról. Junius minálunk a zivatarok hónapja s egyúttal az az idô, mikor a páros ívû szép szivárvány legtöbbször koszorúzza az eget. Hogyan keletkezik a szivárvány, már Descartes fejtegette, elméletét azután Newton bôvítette, Young tovább fejlesztette, végre Airy az összes jelenségnek és mellékkörülményeinek szabatos értelmezését adta.

A megfigyelés arról tanuskodik, hogy a szivárvány nem végzôdik mindenkor ibolyaszínû sávjával, hanem, hogy többnyire másodrendû vagy mellékszivárvány is csatlakozik az elsôrendû vagy fôszivárványhoz; hogy olykor egy-egy szín teljesen hiányzik a szivárványból, hogy az ívét alkotó színes szalagok szélessége se állandó, a színek egymásra következésében is nagy a különbözés s a váltakozás; szóval, hogy a szivárvány voltaképen nem az a szép hét színû tünemény, a melyet szivárványnak szeretünk mondani.

Airy elméletének épen az az érdeme, hogy mindeme változatosságokat egyszerûen magyarázza. Airy azt tanítja, hogy a szivárvány minden egyes színének képe elhajlásos kép, melyben végtelenül sok a színbeli maximum és minimum, tehát igen sok világos és sötét részlet következik egymás után. Minthogy a sötétebb és világosabb részletek helyzete teljesen a vízcseppek nagyságától függ, könnyen magyarázható, miért akkora a változatosság a szivárvány színeinek egymásra következésében és a színes sávok szélességében.

Airy elméletét újabban beható tanulmányozásnak vetette alá J. M. Pernter, a kinek a mult évben megjelent vizsgálataiból (Sitzungsbericht d. k. k. Akademie d. Wissenschaften in Wien. 1897. ) mi is közlünk egyet-mást.

Pernter számítással megállapította, hogy egyes színek a vízcseppecskék nagyságához képest minô helyzetbe kerülnek a szivárványban, s ezzel kiderítette egyfelôl, hogy minô vonatkozásban van a színsorakozás a szivárvány szélességével és másfelôl, hogy mekkora nagyságú vízcsepp kell a különbözô szivárványok elôidézésére. Egy pillantás az ô adataira legott felvilágosít, hogy valamely szivárvány mekkora vízcseppekben való fénytörésbôl és elhajlásból keletkezett.

J. M. Pernternek elsô dolga volt kimutatni, hogy egyazon szivárványban a színeloszlás viszonylagos intenzitása minô függésben van a vízcseppek nagyságától; e végbôl kiszámította, hogy a különbözô nagyságú cseppekben miként váltakozik a színbeli maximum és minimum. A számításnak alávetett cseppek átmérôje 0.005 mm-tôl 1 mm ig váltakozott. Kiderült, hogy Airy elméletének folyományaként a másodrendû szivárvány színeinek, ellentétben a fôszivárványéival, visszás rendben kell következniök egymásután; ezt igazolták a megfigyelések és a laboratóriumban végzett kisérletek is. Mikor Pernter különbözô vastagságú vízsugarakra bocsátotta a Nap fényét, s az elméleti eredményeket vizsgálgatta, úgy találta, hogy feltünôen jól egyeznek a tényekkel. Ha nagyon kicsiny cseppecskék alkották a vízsugarat, a szivárványnak külsô, domború széle volt fehér, minthogy e helyütt az összes színek egymásra esnek s a fehér színt okozzák; ettôl befelé az ibolya, a kék, a zöld stb. következett egészen a vörösig.

Nagy cseppekkel kisérletezve, a színek igen világosan és az ismert sorrendben jelenkeznek, mivel a különbözô színek elsô maximuma egymás mellé sorakozik; ugyanekkor a színes szalagok fényessége is az egész ívben meglehetôsen egyenletes. Kicsiny cseppecskék esetében kissé másként van a dolog: jól látni a maximumot és minimumot és sötét közbülsô térségek választják el az elsôrendû szivárványt a másodrendûektôl. Körülbelül a 0.1 mm átmérôjû cseppecskék alkotják a határt; nagyobb cseppecskéken egyenletes a színsáv, kisebbeken a másodrendû szivárvány elválik a fôszivárványtól és a 0.05 mm átmérônél kisebb cseppeken még egy másik is külön szakad.

Mascart 1892-ben azt állította, hogy ha a felhô egyenlôtlen cseppekbôl áll, fehér szivárvány keletkezik rajta; Pernter szerint ez nem elegendô ok, hogy valóban fehér szivárvány keletkezzék, mert figyelembe kell még venni a fénygyengeséget és a nagyon kicsiny cseppek hatását is. Minden ködszivárvány keletkezésében, t. i. ilyen legtöbbször a fehér szivárvány, a fénygyengeség a fôtényezô; a cseppek egyenlôtlensége pedig, ha a cseppek nagyok, alig változtat a jelenségen, ellenben a kicsiny cseppecskék fokozzák a hatást. Valóban, a fehér szivárvány igen gyakori a parányi cseppekbôl álló ködön és a fehér szivárványnak kell is jelenkeznie, mihelyt a cseppek átmérôje 0.025 mm-nél kisebb, minthogy a színek egymásra helyezôdésébôl ekkor is a fehér szín keletkezik.

A permetezôvel tett kisérletek, mikor a cseppek átmérôje 0.0053 mm volt, meglepôen szép fehér szivárványt adtak.

A szivárvány színeinek élénksége és a cseppek nagysága közt a kapcsolat a következô :

Felötlôen élénk ibolyás rózsaszínû szivárvány, élénk zölddel a fôszivárványban, mikor a kéknek alig van, vagy nincs is nyoma, az 1–2 mm átmérôjû cseppekrôl tanuskodik; ezt a szivárványfajtát felötlôen vörös sáv jellemzi a fôszivárványban. Ha a másodrendû szivárvány csak zöld- és ibolyaszínû (a kék e kettô közt úgy is zöldesnek látszik) s a sárga egészen hiányzik, a vízcseppek körülbelôl 0.5 mm átmérôjûek; ekkor a másodrendû szivárványokban nincs megszakítás s közvetetlenül a fôszivárványhoz csatlakoznak. Effajta szivárvány igen gyakori; mondják is róla, hogy benne a színek sorrendjében csak a zöld a vörössel (rózsaszínûvel) váltakozik. Sárga szín a mellékszivárványban 0.3–0.2 mm-nyi átmérôjû cseppek mellett bizonyít. A cseppek átmérôje akkor nagyobb 0.2 mm átmérônél, ha a fô és a másodrendû szivárvány nem válik el egymástól; ha a másodrendûek el vannak választva egymástól, a sárga szín csupán az elsô mellékszivárványban látható szépen, a másodikból s a harmadikból pedig hiányzik, s a mellékszivárványok is elválnak egymástól, sôt az elsô mellékszivárvány elválik a fôszivárványtól is, 0.2 mm-es vagy kisebb átmérôjû cseppekkel van dolgunk. Az 1 mm átmérôjû, tehát nagy cseppek akkor alkotják a felhôt, mikor öt vagy ötnél több mellékszivárvány megszakítás nélkül, a fehér szín kizárásával illeszkedik a fôszivárványhoz.

Világosfehér sáv a fôszívárványban, a nélkül, hogy valódi fehér szivárványról szólhatnánk, a 0,06 mm cseppekre utal. Igazi fehér fôszivárvány, sárgásnarancs domború peremmel és kékes felsô sávval akkor keletkezik, ha a cseppek vagy 0,05 mm, vagy még kisebb átmérôjûek.

Vissza