Varavīksnes fizika 0
Itin nemaz nav tik viegli izprotams varavīksnes mūsdienu zinātnes skaidrojums. Tā rodas no tā, ka saules gaisma lūzt un atstarojas atmosfērā esošajās ūdens lāsēs. Šīs lāses dažādi atstaro dažādu krāsu gaismu. Garāku viļņu krāsu lūšana ūdenī ir mazāka nekā īsāku viļņu krāsām, tāpēc visvājākā novirze ir sarkanajai krāsai, bet visspēcīgākā – violetajai. Tā rezultātā baltā gaisma sadalās spektrā. Novērotājs, kurš atrodas ar muguru pret gaismas gaismas avotu, redz daudzkrāsainu starojumu, kas no izplatījuma nāk koncentriskos lokos.
Faktiski varavīksne ir kaustika, kas veidojas plakani paralēla gaismas kūlīša ūdens lāses iekšienē lūšanas un atspoguļošanās rezultātā, to pārvēršot sfēriskā pilē. Atstarotajai gaismai noteiktā tās avota, lāses un novērotāja veidotā leņķī piemīt maksimāla intensitāte. Šis maksimums ir visnotaļ “ass”, proti, liela daļa gaismas iziet no lāses sagriezusies praktiski vienā un tajā pašā leņķī.
Leņķis, kurā no lāses iziet tās atstarotais un lauztais stars, atkarīgs no attāluma, ko veido sākotnējais stars un tam paralēlā ass, kas iet cauri lāses centram. Šī saistība ir visnotaļ vienkārša un nav grūti precīzi izskaitļot. Tāpēc visvairāk gaismas lāse salauž staru tieši šajā un tam pietuvinātajos leņķos. Šajā leņķī tad arī rodas maksimālā spožuma atstarojums – lūzums, kas veido varavīksni – dažādu lāšu spožie stari novērotāja acī veido konusu ar virsotni un asi, kas iet cauri novērotāju un Sauli.
Vienam atspoguļojumam lāses iekšienē tādam leņķim ir viena nozīme, citiem – cita. Tādā veidā rodas pirmatnējā, otrējā un visas nākamo pakāpju varavīksnes. Pirmatnējā ir visspožākā, tā no lāses aiznes prom lielāko daļu gaismas. Visbiežāk izdodas novērot tieši šīs pirmatnējās varavīksnes. Tālāku pakāpju varavīksnes parasti nemaz neizdodas novērot, jo tās ir ļoti blāvas.
Dažkārt ir iespējams ap pirmo varavīksni novērot vēl vienu – mazāk spožu varavīksni. Tā ir tā dēvētā otrējā varavīksne, ko veido lāsēs divas reizes atstarota gaisma. Otrējā varavīksnē ir apgriezts krāsu izkārtojums – ārpusē atrodas sarkanā krāsa, bet iekšpusē – violetā. Debesis starp abām varavīksnēm parasti ir krietni vien tumšākas, un šo apgabalu dēvē par Aleksandra joslu.
Savukārt jau trešās pakāpes varavīksnes dabiskos apstākļos veidojas ārkārtīgi reti. Pēdējo 250 gadu laikā bijuši tikai pieci zinātniski ziņojumi par šādiem fenomeniem. Vēl jo pārsteidzošāks tāpēc bija 2011. gadā izskanējušais ziņojums par to, ka izdevies ne tikai novērot, bet arī nofotografēt jau ceturtās pakāpes varavīksni. Zinātnieku laboratorijās gan izdodas radīt arī krietni vien augstāku pakāpju varavīksnes. Piemēram, 1998. gadā pausts, ka, izmantojot lāzera starojumu, pētniekiem izdevies izveidot pat divsimtās pakāpes varavīksni.
