வானவில் அறிவியல்: ஒளிவிலகல் மற்றும் நீர்த்துளிகளின் மாயாஜாலத்தை வெளிக்கொணர்தல்

வானவில், மழைக்குப் பிறகு வானில் தோன்றும் அந்த நிலையற்ற வண்ண வளைவுகள், பல நூற்றாண்டுகளாக மனிதகுலத்தை வசீகரித்து வருகின்றன. அவை பல கலாச்சாரங்களின் கட்டுக்கதைகளிலும் புராணங்களிலும் தோன்றி, நம்பிக்கை, நல்ல அதிர்ஷ்டம் மற்றும் தெய்வீக வாக்குறுதிகளைக் குறிக்கின்றன. ஆனால் அவற்றின் அழகு மற்றும் குறியீட்டு முக்கியத்துவத்திற்கு அப்பால், ஒளி மற்றும் நீரின் இயற்பியலில் வேரூன்றிய ஒரு கவர்ச்சிகரமான அறிவியல் விளக்கம் உள்ளது.

வானவில் உருவாவதன் அறிவியல்: ஒரு படிப்படியான விளக்கம்

வானவில் உருவாக்கம் மூன்று முக்கிய செயல்முறைகளைச் சார்ந்துள்ளது: ஒளிவிலகல், எதிரொளிப்பு, மற்றும் சிதறல். வளிமண்டலத்தில் மிதக்கும் நீர்த்துளிகளுடன் சூரிய ஒளி தொடர்பு கொள்ளும்போது இந்த செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன. ஒவ்வொரு படியையும் விரிவாகப் பார்ப்போம்:

1. ஒளிவிலகல்: ஒளியின் வளைவு

ஒளிவிலகல் என்பது ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது வளைவதாகும். வானவில் விஷயத்தில், சூரிய ஒளி காற்றிலிருந்து ஒரு நீர்த்துளிக்குள் பயணிக்கிறது. காற்றுடன் ஒப்பிடும்போது நீர் அடர்த்தியாக இருப்பதால், ஒளியின் வேகம் குறைந்து, அது வளைந்து அல்லது விலகிச் செல்கிறது. வளையும் அளவு, ஒளி துளிக்குள் நுழையும் கோணம் மற்றும் ஒளியின் அலைநீளம் (வண்ணம்) ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.

ஒரு ஷாப்பிங் வண்டியை ஒரு மென்மையான பரப்பிலிருந்து (காற்று) ஒரு தரைவிரிப்பு (நீர்) மீது தள்ளுவது போல் இதை நினைத்துப் பாருங்கள். தரைவிரிப்புப் பக்கத்தில் உள்ள சக்கரங்கள் மெதுவாகச் செல்வதால், வண்டி சற்று திரும்புகிறது. ஒளியும் இதேபோல் செயல்படுகிறது, நீர்த்துளிக்குள் நுழையும்போது செங்குத்துக் கோட்டை (மேற்பரப்பிற்கு செங்குத்தான ஒரு கற்பனைக் கோடு) நோக்கி வளைகிறது.

2. எதிரொளிப்பு: ஒளியைத் திருப்பி அனுப்புதல்

நீர்த்துளியின் உள்ளே சென்றதும், ஒளி துளியின் பின்புறம் பயணித்து உள் மேற்பரப்பில் எதிரொலிக்கிறது. இந்த எதிரொளிப்பு ஒரு கண்ணாடி செயல்படுவதைப் போன்றது, ஒளியை அது வந்த திசையை நோக்கித் திருப்பி அனுப்புகிறது. எல்லா ஒளியும் எதிரொலிப்பதில்லை; சில துளியிலிருந்து தப்பிவிடுகின்றன, ஆனால் எதிரொளிக்கப்பட்ட ஒளி வானவில் விளைவை உருவாக்க மிகவும் முக்கியமானது.

நீர் மற்றும் காற்றுக்கு இடையிலான ஒளிவிலகல் எண்களில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாக எதிரொளிப்பு ஏற்படுகிறது. ஒளி ஒரு பெரிய கோணத்தில் நீர்த்துளியிலிருந்து வெளியேற முயற்சிக்கும்போது, அது முழு அக எதிரொளிப்புக்கு உள்ளாகிறது, அதாவது அது முழுமையாக துளிக்குள் மீண்டும் எதிரொலிக்கப்படுகிறது.

3. சிதறல்: வண்ணங்களைப் பிரித்தல்

சிதறல் என்பது வெள்ளொளியை அதன் கூறுகளான வண்ணங்களாகப் பிரிப்பதாகும். ஒளியின் வெவ்வேறு அலைநீளங்கள் (வெவ்வேறு வண்ணங்கள்) சற்றே வேறுபட்ட கோணங்களில் ஒளிவிலகல் அடைவதால் இது நிகழ்கிறது. நீண்ட அலைநீளம் கொண்ட சிவப்பு ஒளி மிகக் குறைவாகவும், குறுகிய அலைநீளம் கொண்ட ஊதா ஒளி மிக அதிகமாகவும் ஒளிவிலகல் அடைகின்றன.

இந்த வண்ணப் பிரிப்பு ஒரு முப்பட்டகம் செயல்படும் விதத்தைப் போன்றது. ஒரு முப்பட்டகமும் ஒளியை விலக்கி, வெள்ளொளியை வண்ணங்களின் நிறமாலையாகப் பிரிக்கிறது. நீர்த்துளி ஒரு சிறிய முப்பட்டகம் போல செயல்பட்டு, சூரிய ஒளியை அதன் வானவில் வண்ணங்களாகச் சிதறடிக்கிறது.

வானவில்லின் கோணம்: வானவில் ஏன் குறிப்பிட்ட இடத்தில் தோன்றுகிறது

வானவில் பார்வையாளர் மற்றும் சூரியனைப் பொறுத்து ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் தோன்றும். வானவில்லின் மிகத் தீவிரமான வண்ணங்கள் சூரிய ஒளியின் திசையிலிருந்து சுமார் 42 டிகிரி கோணத்தில் காணப்படுகின்றன. இந்த கோணம் நீரின் ஒளிவிலகல் எண் மற்றும் நீர்த்துளிகளுக்குள் ஒளி விலகி, எதிரொளிக்கப்படும் கோணங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

இந்தக் குறிப்பிட்ட கோணத்தின் காரணமாக, வானவில் எப்போதும் சூரியனுக்கு எதிர்திசையில் காணப்படும். சூரியன் உங்கள் பின்னால் இருந்தால், வானவில் உங்கள் முன்னால் தோன்றும். வானில் சூரியன் எவ்வளவு உயரமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு தாழ்வாக வானவில் தோன்றும். சூரியன் அடிவானத்திற்கு மேலே 42 டிகிரிக்கு மேல் இருக்கும்போது, தரையிலிருந்து வானவில் தெரியாது, ஏனெனில் எதிரொளிப்புக் கோணம் வானவில்லை அடிவானத்திற்குக் கீழே வைக்கும்.

பார்வையாளரின் பார்வை: ஒரு தனிப்பட்ட வானவில்

வானவில் வானில் ஒரு நிலையான பொருள் அல்ல என்பதை நினைவில் கொள்வது அவசியம். இது பார்வையாளரின் நிலையைப் பொறுத்து அமையும் ஒரு ஒளியியல் நிகழ்வாகும். ஒவ்வொருவரும் சற்று வித்தியாசமான வானவில்லைப் பார்க்கிறார்கள், ஏனெனில் அவர்களின் கண்களை அடையும் ஒளி வெவ்வேறு நீர்த்துளிகளிலிருந்து வருகிறது.

இதனால்தான் உங்களால் ஒருபோதும் "வானவில்லின் முடிவை அடைய முடியாது." நீங்கள் நகரும்போது, உங்களுக்காக வானவில்லை உருவாக்கும் நீர்த்துளிகளும் மாறுகின்றன, எனவே வானவில் எப்போதும் ஒரே தூரத்தில் இருப்பது போல் தோன்றும்.

வானவில் வகைகள்: சாதாரணமானதைத் தாண்டி

வழக்கமான வானவில் பொதுவாகக் காணப்பட்டாலும், குறிப்பிட்ட வளிமண்டல நிலைகளின் கீழ் ஏற்படக்கூடிய பல வகையான வானவில் உள்ளன:

இரட்டை வானவில்

ஒரு இரட்டை வானவில்லில் இரண்டு தனித்துவமான வண்ண வளைவுகள் உள்ளன. முதன்மை வானவில் பிரகாசமாகவும், துடிப்பாகவும் இருக்கும், அதன் வெளிப்புறத்தில் சிவப்பு நிறமும், உட்புறத்தில் ஊதா நிறமும் இருக்கும். முதன்மை வானவில்லுக்கு வெளியே அமைந்துள்ள இரண்டாம் நிலை வானவில் மங்கலாகவும், தலைகீழ் வண்ணங்களுடனும் இருக்கும், அதாவது வெளிப்புறத்தில் ஊதா நிறமும், உட்புறத்தில் சிவப்பு நிறமும் இருக்கும்.

நீர்த்துளிகளுக்குள் சூரிய ஒளியின் இரட்டை எதிரொளிப்பால் இரண்டாம் நிலை வானவில் உருவாகிறது. இந்த இரட்டை எதிரொளிப்பு வண்ணங்கள் தலைகீழாக மாறக் காரணமாகிறது மற்றும் ஒளியின் தீவிரத்தையும் குறைக்கிறது, இதனால் இரண்டாம் நிலை வானவில் மங்கலாகத் தெரிகிறது.

துணை வானவில் (சூப்பர்நியூமரரி ரெயின்போஸ்)

துணை வானவில் முதன்மை வானவில்லின் உள்ளே மங்கலான, வெளிர் வண்ணப் பட்டைகளாகத் தோன்றும். நீர்த்துளிகள் வழியாக சற்றே வேறுபட்ட பாதைகளில் பயணித்த ஒளி அலைகளுக்கு இடையிலான குறுக்கீட்டு விளைவுகளால் இந்தப் பட்டைகள் ஏற்படுகின்றன.

நீர்த்துளிகள் சிறியதாகவும் ஒரே சீரான அளவிலும் இருக்கும்போது துணை வானவில் பொதுவாகக் காணப்படுகின்றன. இந்த நிலைமைகளின் கீழ் குறுக்கீட்டு விளைவுகள் மிகவும் வெளிப்படையாகத் தெரியும், இதனால் தனித்துவமான வண்ணப் பட்டைகள் உருவாகின்றன.

மூடுபனி வில் (ஃபாக்போஸ்)

மூடுபனி வில்கள், வெள்ளை வானவில் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இவை வழக்கமான வானவில் போன்றவையே, ஆனால் மழையை விட மூடுபனியில் உள்ள நீர்த்துளிகளால் உருவாகின்றன. மூடுபனியில் உள்ள நீர்த்துளிகள் மழைத்துளிகளை விட மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், ஒரு மூடுபனி வில்லின் வண்ணங்கள் மிகவும் மங்கலாகவும், பெரும்பாலும் வெள்ளை அல்லது வெள்ளி நிறத்திலும் தோன்றும்.

மூடுபனி வில்கள் பொதுவாக ஒரு மெல்லிய மூடுபனி அடுக்கு வழியாக சூரியனைப் பார்க்கும்போது காணப்படுகின்றன. மூடுபனி அதிகமாக இருக்கும் கடலோரப் பகுதிகள் அல்லது மலைப்பகுதிகளில் இவை அடிக்கடி காணப்படுகின்றன.

நிலா வில் (மூன்போஸ்)

நிலா வில்கள், சந்திர வானவில் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இவை சூரிய ஒளியால் அல்லாமல் நிலவொளியால் உருவாக்கப்படும் வானவில்கள் ஆகும். நிலவொளி சூரிய ஒளியை விட மிகவும் மங்கலாக இருப்பதால், நிலா வில்கள் பொதுவாக மிகவும் மங்கலாகவும், பார்ப்பதற்குக் கடினமாகவும் இருக்கும். அவை பெரும்பாலும் வெள்ளை அல்லது வெள்ளி நிறத்தில் தோன்றும், ஆனால் நீண்ட நேரப் புகைப்படக்கலையின் மூலம், அவற்றின் வண்ணங்களைப் படம்பிடிக்க முடியும்.

முழு நிலவு உள்ள இரவுகளிலும், மழைக்குப் பிறகும் நிலா வில்கள் பொதுவாகக் காணப்படுகின்றன. நீர்வீழ்ச்சிகள் அல்லது மூடுபனி உள்ள பகுதிகளில், காற்றில் அதிக நீர் இருக்கும் இடங்களில் அவை காணப்படுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம்.

பல்வேறு கலாச்சாரங்கள் மற்றும் புராணங்களில் வானவில்

பல்வேறு கலாச்சாரங்கள் மற்றும் வரலாறு முழுவதும், வானவில் பலவிதமான அர்த்தங்களையும் குறியீட்டு முக்கியத்துவத்தையும் கொண்டுள்ளது. அவை பெரும்பாலும் உலகங்களுக்கு இடையேயான பாலங்கள், தெய்வீக ஆசீர்வாதங்கள் மற்றும் நம்பிக்கையின் வாக்குறுதிகளைக் குறிக்கின்றன.

• கிரேக்கப் புராணம்: வானவில்லை ஐரிஸ் என்ற தெய்வமாக உருவகப்படுத்தினர், அவர் சொர்க்கத்தையும் பூமியையும் இணைக்கும் கடவுளர்களின் தூதராக இருந்தார்.
• நார்ஸ் புராணம்: பைஃப்ரோஸ்ட் என்ற எரியும் வானவில் பாலம், மிட்கார்டையும் (பூமி) அஸ்கார்டையும் (கடவுளர்களின் சாம்ராஜ்யம்) இணைத்தது.
• ஐரிஷ் நாட்டுப்புறக் கதை: லெப்ரக்கான்கள் தங்கள் தங்கப் பானையை வானவில்லின் முடிவில் மறைத்து வைப்பதாகக் கூறப்படுகிறது.
• பழங்குடி கலாச்சாரங்கள்: பல பழங்குடி கலாச்சாரங்கள் வானவில்லை ஒரு புனிதமான சின்னமாகக் கருதுகின்றன, இது இணைப்பு, மாற்றம் மற்றும் குணப்படுத்துதலைக் குறிக்கிறது.
• கிறிஸ்தவம்: நோவாவின் பேழைக் கதையில் கூறப்பட்டுள்ளபடி, இனி ஒருபோதும் பூமியை வெள்ளத்தால் அழிக்க மாட்டேன் என்று கடவுள் அளித்த வாக்குறுதியை வானவில் குறிக்கிறது.

வானவில் அறிவியலின் நடைமுறைப் பயன்பாடுகள்

வானவில் உருவாவதின் பின்னணியில் உள்ள கோட்பாடுகள் பல்வேறு துறைகளில் நடைமுறைப் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:

• வானிலையியல்: வானவில் உருவாவதற்கான நிலைமைகளைப் புரிந்துகொள்வது, வானிலை ஆய்வாளர்களுக்கு வானிலை முறைகளைக் கணிக்க உதவுகிறது.
• ஒளியியல்: லென்ஸ்கள், முப்பட்டகங்கள் மற்றும் பிற ஒளியியல் கருவிகளை வடிவமைப்பதில் ஒளிவிலகல் மற்றும் எதிரொளிப்பு பற்றிய ஆய்வு முக்கியமானது.
• புகைப்படக்கலை: நீர்த்துளிகளுடன் ஒளி எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கிறது என்பதை அறிவது, புகைப்படக் கலைஞர்களுக்கு வானவில் மற்றும் பிற வளிமண்டல நிகழ்வுகளின் பிரமிக்க வைக்கும் படங்களைப் பிடிக்க அனுமதிக்கிறது.
• கலை மற்றும் வடிவமைப்பு: வண்ணமாலை மற்றும் வண்ணங்கள் தொடர்பு கொள்ளும் விதம் ஆகியவை கலை மற்றும் வடிவமைப்பில் அடிப்படைக் கருத்துக்கள் ஆகும், இவை வானவில்லின் இயற்கை அழகால் ஈர்க்கப்பட்டவை.

வானவில்லைக் காண்பதற்கான குறிப்புகள் மற்றும் தந்திரங்கள்

வானவில்லைப் பார்ப்பதற்கான வாய்ப்புகளை அதிகரிக்க, இந்த குறிப்புகளை மனதில் கொள்ளுங்கள்:

• சூரிய ஒளி ஊடுருவும் மழைத் தூறல்களைத் தேடுங்கள். வானில் சூரியன் தாழ்வாக இருக்கும்போது, மழைத் தூறலுக்குப் பிறகு வானவில் தோன்றுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம்.
• சூரியன் உங்கள் பின்னால் இருக்கும்படி உங்களை நிலைநிறுத்திக் கொள்ளுங்கள். வானவில் சூரியனுக்கு எதிர்திசையில் தோன்றும்.
• முடிந்தால் உங்கள் நிலையை உயர்த்திக் கொள்ளுங்கள். ஒரு உயரமான இடம் அடிவானத்தின் பரந்த காட்சியைக் கொடுக்கும் மற்றும் வானவில்லைப் பார்ப்பதற்கான வாய்ப்புகளை அதிகரிக்கும்.
• பொறுமையாக இருங்கள். வானவில் என்பது நிலையற்ற நிகழ்வு மற்றும் விரைவாக மறைந்துவிடும்.
• போலரைஸ்டு கண்ணாடிகளைப் பயன்படுத்தவும். போலரைஸ்டு லென்ஸ்கள் கண்ணைக் கூசும் ஒளியைக் குறைத்து வானவில்லின் வண்ணங்களை மேம்படுத்தும்.

முடிவுரை: வானவில் மீதான நீடித்த கவர்ச்சி

வானவில் என்பது வெறும் அழகான வண்ணக் காட்சிகள் மட்டுமல்ல. அவை ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான சிக்கலான இடைவினையின் சான்றாகும், மேலும் நமது உலகை ஆளும் அறிவியல் கொள்கைகளின் நினைவூட்டலாகும். பண்டைய கட்டுக்கதைகள் முதல் நவீன அறிவியல் வரை, வானவில் தொடர்ந்து பிரமிப்பையும் ஆச்சரியத்தையும் தூண்டி, நம்மை இயற்கை உலகத்துடனும் ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கிறது.

நீங்கள் ஒரு அனுபவமிக்க விஞ்ஞானியாக இருந்தாலும் சரி அல்லது இயற்கை அழகின் ரசிகராக இருந்தாலும் சரி, வானவில்லுக்குப் பின்னால் உள்ள அறிவியலைப் புரிந்துகொள்ள நேரம் ஒதுக்குவது, இந்த மந்திர வண்ண வளைவுகளுக்கான உங்கள் பாராட்டுகளை ஆழப்படுத்தும். எனவே, அடுத்த முறை வானத்தில் ஒரு வானவில்லைப் பார்க்கும்போது, நீர்த்துளிகள் வழியாக ஒளியின் கவர்ச்சிகரமான பயணத்தையும், இந்த நிகழ்வை உயிர்ப்பிக்கும் வசீகரிக்கும் இயற்பியலையும் நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

மேலும் ஆராய: ஆழமான கற்றலுக்கான ஆதாரங்கள்

வானவில்லின் அறிவியலை மேலும் ஆராய, இந்த ஆதாரங்களைக் கருத்தில் கொள்ளுங்கள்:

• புத்தகங்கள்: ஆர்.டபிள்யூ.ஜி. ஹன்ட் எழுதிய "ஒளி மற்றும் நிறம்", யூஜின் ஹெக்ட் எழுதிய "ஒளியியல்"
• இணையதளங்கள்: நாசா, நேஷனல் ஜியோகிராஃபிக், சயின்டிஃபிக் அமெரிக்கன்
• ஆவணப்படங்கள்: வானிலை மற்றும் வளிமண்டல நிகழ்வுகளை மையமாகக் கொண்ட இயற்கை ஆவணப்படங்கள்
• ஆன்லைன் படிப்புகள்: கோர்செரா மற்றும் edX போன்ற தளங்களில் அறிமுக இயற்பியல் மற்றும் ஒளியியல் படிப்புகள்

ஒளியியல் மற்றும் வளிமண்டல அறிவியலின் உலகில் ஆழமாகச் செல்வதன் மூலம், நம்மைச் சுற்றியுள்ள பல அதிசயங்களைப் பற்றிய ஒரு பெரிய புரிதலை நீங்கள் திறக்க முடியும், அதில் வானவில்லின் வசீகரிக்கும் அழகும் அடங்கும்.