Кемпірқосақ қалай пайда болады?

Табиғат құбылыстары кейде сиқырлы көрінгенімен, олардың артында нақты физикалық заңдылықтар жатады. Адамдар мұндай көріністерді ерте заманнан бері бақылап, мағынасын аңыздар арқылы түсіндіруге тырысқан. Ғылым дамыған сайын бұл құбылыстарға логикалық түсінік берілді, алайда олардың әсемдігі жойылған жоқ. Солардың ішіндегі ең танымалдарының бірі – жаңбырдан кейін немесе шашыраңқы жарық кезінде көрінетін кемпірқосақ. Бұл түрлі-түсті доғаның аспанда қалай пайда болатынын түсіну үшін жарық пен судың өзара әрекеттесуін қарастыру қажет.

Күн сәулесінің кемпірқосақтағы рөлі

Кемпірқосақтың негізінде кәдімгі күн сәулесі жатыр, бірақ ол біртекті емес. Ақ жарық әртүрлі толқын ұзындығынан тұрады, ал адам көзі оларды жеке түстер ретінде қабылдайды. Тікелей таралған кезде бұл түстер бір-бірімен араласып тұтас көрінеді. Өзгеріс сәуле ауадағы су тамшыларымен түйіскен сәттен басталады.

Жарық ылғал арқылы өткенде оның жылдамдығы мен бағыты өзгереді. Мұндай құбылыс сыну деп аталады және орта тығыздығына байланысты болады. Әр түстің ауытқу бұрышы әртүрлі келеді. Соның нәтижесінде ақ сәуле біртіндеп спектрге бөлінеді.

Су тамшыларының призма сияқты әсер етуі

Жаңбыр тамшыларының көпшілігі шар тәрізді пішінге ие. Осы қасиет олардың әйнек призмалар сияқты жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Сәуле тамшының ішіне енгенде алдымен сынады, кейін ішкі беттен шағылысып, шыққан кезде тағы да бағытын өзгертеді. Әр кезең түстердің ажырауына ықпал етеді.

Тамшының көлемі де көрініске әсер етеді. Ұсақ жаңбыр кезінде түстер жұмсақ әрі бұлдыр болады. Ал ірі тамшылар қанық әрі айқын доға қалыптастырады. Сондықтан нөсерден кейін кемпірқосақ көбіне өте ашық көрінеді.

Түстердің реті және оның себебі

Кемпірқосақтағы түстер әрдайым белгілі бір тәртіппен орналасады. Бұған әр толқын ұзындығының әрқалай сынуы себеп болады. Қызыл түс ең аз ауытқып, доғаның сыртқы шетінде көрінеді. Күлгін, керісінше, қаттырақ бұрылып, ішкі жақта орналасады.

Бұл реттілікті түсіну үшін негізгі түстерді атап өткен жөн:

• қызыл түс бірінші пайда болып, сыртқы шекараны құрайды;
• одан кейін қызғылт сары реңк келіп, келесі түске біртіндеп өтеді;
• сары аймақ көздің сезімталдығына байланысты ең жарық болып көрінеді;
• жасыл бөлік орталыққа жақын орналасып, көбіне ең кең жолақтай қабылданады;
• көгілдір мен көк тереңірек орналасып, салқын әсер береді;
• күлгін спектрді аяқтап, ішкі шекараны қалыптастырады.

Бұл тәртіп барлық жағдайда өзгермейді. Қай жерде байқалса да, түстердің орналасуы бірдей болады. Осындай тұрақтылық кемпірқосақты оптикалық заңдарды түсіндіруге қолайлы мысалға айналдырады.

Кемпірқосақтың доға пішінді болуының себебі

Көріністің пішіні сәулелер геометриясына және бақылаушының орнына байланысты. Әр адам оны күнге қатысты белгілі бір бұрышпен көреді. Тамшылардан шағылған сәулелер көзге тек нақты ауытқу кезінде ғана жетеді. Соның салдарынан толық шеңбер емес, оның бір бөлігі ғана байқалады.

Егер құбылысты биіктен, мысалы ұшақтан бақыласа, толық дөңгелек көрініс ашылуы мүмкін. Жер бетінде тұрған кезде төменгі бөлігі көкжиекпен жабылады. Сондықтан кемпірқосақ әдетте доға түрінде қабылданады.

Қос кемпірқосақ және оның ерекшеліктері

Кейбір жағдайларда негізгі доғаның сыртында әлсіз екінші кемпірқосақ байқалады. Ол сәуленің тамшы ішінде екі рет шағылуынан пайда болады. Мұндай жол жарықтың бір бөлігін жоғалтып, түстердің орналасуын өзгертеді. Нәтижесінде спектр кері тәртіпте көрінеді.

Салыстыру үшін негізгі айырмашылықтарды қарастыруға болады:

1. Қосымша доға әрдайым негізгісінен жоғарырақ орналасады және радиусы үлкен болады. Бұл сәуленің шығу бұрышымен байланысты. Мұны көзбен оңай ажыратуға болады.
2. Түстердің реті керісінше орналасады. Қызыл ішкі жағында, ал күлгін сыртқы бөлікте көрінеді. Мұндай өзгеріс қос шағылудың нәтижесі.
3. Жарықтығы төмен болады. Сәуленің бір бөлігі тамшы ішінде жоғалатындықтан, реңктер солғындау көрінеді.

Бұл құбылыс сирек кездескенімен, жарықтың күрделі жолын айқын көрсетеді. Бір ғана су тамшысының өзі күрделі оптикалық жүйе бола алатынын дәлелдейді.

Кемпірқосақ пайда болатын жағдайлар

Көріністі байқау үшін белгілі бір шарттар қажет. Күн бақылаушының артында орналасып, көкжиектен төменірек тұруы тиіс. Ал алдыңғы жақта жаңбыр немесе су тозаңы болуы керек. Осы факторлардың бірі болмаса, кемпірқосақ шықпайды.

Сондықтан бұл құбылыс көбіне таңертең немесе кешке қарай көрінеді. Түскі уақытта күн тым жоғары тұрып, қажетті бұрыш қалыптаспайды. Тіпті қатты жаңбыр жауса да, орналасу қолайсыз болса, түрлі-түсті доға байқалмайды.

Кемпірқосақ қарапайым элементтердің күрделі көрініс тудыра алатынын көрсетеді. Жарық пен су өзара әрекеттесіп, тұрақты әрі болжамды құбылыс қалыптастырады. Оның әсемдігі физиканың қатаң заңдарына қайшы келмейді. Қалыптасу механизмін түсіну бақылауды одан әрі қызықты етеді. Бұл құбылыс табиғатта дәлдік пен сұлулықтың қатар жүретінін еске салады.