Gökkuşağı Neden Hep Yay Biçiminde Görünür?
Gökkuşağı gökyüzünde asılı bir nesne değil, gözle güneşin konumuna bağlı bir görüntüdür. Bu yüzden herkes kendi gökkuşağını görür ve ona hiç yaklaşılamaz.
Nihan Ertem 4 dk
Yağmurun ardından gökyüzünde beliren renkli kuşak, herkesin gördüğü ama çok azının nasıl oluştuğunu bildiği bir görüntüdür. Gökkuşağı, gökyüzünde asılı duran bir cisim değildir. Belirli bir yerde durmaz, yaklaşılamaz ve fotoğrafı çekilse bile herkesin gördüğü tam olarak aynı kuşak değildir.
Bu görüntü, güneş ışığının havada asılı su damlacıklarının içinde geçirdiği kısa yolculuğun sonucudur. Yolculuğun geometrisi son derece belirlidir ve bu belirlilik, kuşağın neden hep aynı biçimde ve aynı açıda göründüğünü açıklar.
Beyaz ışığın içinde saklı renkler
Güneşten gelen ışık bize beyaz görünür ama içinde farklı dalga boylarının tamamını barındırır. Bu bileşenler ancak bir ortamdan diğerine geçerken birbirinden ayrılır. Işık sudan ya da camdan geçerken yön değiştirir; bu yön değiştirmeye kırılma denir.
Kırılma miktarı her renk için biraz farklıdır. Kısa dalga boylu bileşenler daha çok, uzun dalga boylu bileşenler daha az bükülür. Böylece bir arada gelen ışık, çıkışta yelpaze gibi açılır. Gökkuşağının renk sırası bu ayrışmanın doğrudan sonucudur.
Damlanın içindeki üç adımlık yol
Havada asılı duran bir su damlacığına giren ışık, üç aşamadan geçer. Damlanın ön yüzünden girerken kırılır, arka iç yüzeyinden yansır, çıkarken bir kez daha kırılır. Bu üç adım sonunda ışık, geldiği yöne doğru geri döner.
Yani gökkuşağını görebilmek için güneşin arkanızda olması gerekir. Işık damlalara arkanızdan gelir, içeride döner ve size doğru geri gönderilir. Güneşe bakarken gökkuşağı görülemez; bu, oluşumun doğrudan bir sonucudur.
Neden hep aynı açıda görünür
Damladan çıkan ışık her yöne eşit dağılmaz. Geometrinin gereği olarak ışığın büyük bölümü belirli bir açı çevresinde toplanır. Bu açı, kırmızı bileşen için yaklaşık kırk iki, mor bileşen için yaklaşık kırk derecedir.
Bu yüzden gökkuşağı gökyüzünün rastgele bir yerinde belirmez. Gözünüzden güneşin tam tersi yöne uzanan bir doğru düşünün; kuşak, bu doğrunun çevresinde kırk derece kadar açıklıkta oluşur. Açı sabit olduğu için kuşağın kalınlığı ve konumu her seferinde benzerdir.
Yay biçiminin nedeni
Uygun açıyı sağlayan bütün damlalar, gözünüzü tepe noktası kabul eden bir koninin yüzeyinde bulunur. Bu koninin gökyüzüne düşen kesiti bir çemberdir. Gökkuşağının yay biçiminde görünmesinin nedeni budur.
Çemberin alt yarısı genellikle ufkun altında kaldığı için yalnızca üst yarısını görürüz. Yeterince yüksek bir noktadan ya da havadan bakıldığında, aşağıda da damla bulunması hâlinde kuşak tam bir çember olarak görünebilir. Bahçe hortumuyla oluşturulan ince su perdesinde de aynı çembere yaklaşılabilir.
Herkesin gökkuşağı kendine aittir
Kuşağın konumu gözlemcinin bulunduğu yere bağlı olduğundan, yan yana duran iki kişi bile aslında farklı damla kümelerinden gelen ışığı görür. Aynı manzaraya bakarlar ama gördükleri kuşak birebir aynı değildir.
Bu nedenle gökkuşağına yaklaşmak mümkün değildir. Siz ilerledikçe uygun açıyı sağlayan damlalar da değişir ve kuşak sizinle birlikte kayar. Gökkuşağının bittiği yer diye bir nokta yoktur; kuşak bir nesne değil, bir bakış açısıdır.
İkinci kuşak ve arasındaki karanlık şerit
Bazen ana kuşağın dışında daha soluk ikinci bir kuşak görülür. Bu kuşak, damlanın içinde bir yerine iki kez yansıyan ışıktan doğar. Fazladan yansıma hem ışığı zayıflatır hem de renk sırasını ters çevirir.
İki kuşak arasındaki gökyüzü belirgin biçimde daha karanlık görünür. Bunun nedeni, o açı aralığında damlalardan gözlemciye ulaşan ışığın çok az olmasıdır. Ana kuşağın içi ise dışına göre daha aydınlıktır.
Ne zaman ve nerede görünür
Gökkuşağı için iki koşul gerekir: havada asılı su damlacıkları ve arkadan gelen güneş ışığı. Bu yüzden çoğunlukla sağanağın hemen ardından, gökyüzünün bir bölümü açıkken görülür.
Güneş yükseldikçe kuşak alçalır; öğle saatlerinde güneş yeterince yüksekse kuşak tamamen ufkun altında kalır ve görülmez. En geniş ve en görkemli kuşaklar bu nedenle sabahın erken ve akşamüstünün geç saatlerinde ortaya çıkar. Aynı ilke şelale kenarındaki su zerrelerinde ve çim sulama sisinde de çalışır.
Gökkuşağı, doğanın en tanıdık görüntülerinden biri olmasına rağmen aslında bir görüntüden ibarettir; bir nesne değildir. Işığın küçük bir su damlasında geçirdiği birkaç mikrosaniyelik yolculuk, gökyüzünde geniş bir yay olarak karşımıza çıkar. Bir dahaki sefere kuşağı gördüğünüzde arkanızı dönüp güneşin konumuna bakın; kuşağın tam olarak neden orada durduğunu kendi gözünüzle doğrulamış olursunuz.