Bagaimana Pelangi Terbentuk?

Selepas hujan, kita kadang-kadang melihat lengkok warna apabila Matahari berada di belakang kita dan titisan air berada di hadapan. Cahaya Matahari yang kelihatan putih sebenarnya mengandungi julat panjang gelombang cahaya tampak. Apabila cahaya memasuki titisan air, arahnya berubah kerana pembiasan. Panjang gelombang yang berbeza dibiaskan dengan jumlah yang sedikit berbeza, lalu warna-warna tersebar.

Apakah yang berlaku dalam titisan air?

Sebahagian cahaya yang telah memasuki titisan dipantulkan pada bahagian belakang titisan. Cahaya itu kemudian bergerak semula ke permukaan titisan dan dibiaskan sekali lagi ketika keluar ke udara. Gabungan pembiasan, penyebaran warna dan pantulan dalaman ini menyebabkan cahaya daripada warna berbeza keluar dengan arah yang berbeza.

Mengapa pelangi berbentuk lengkok?

Bagi pelangi primer, cahaya yang paling tertumpu sampai kepada pemerhati dari arah yang membentuk sudut sekitar 40° hingga 42° daripada titik antisuria, iaitu arah yang bertentangan dengan Matahari. Banyak titisan pada arah sudut yang sesuai membentuk sebuah kon cahaya dengan mata pemerhati di hujungnya. Persilangan arah ini dengan langit kelihatan sebagai bulatan; dari permukaan tanah, ufuk biasanya menghalang sebahagian besar bulatan itu sehingga kita lazimnya melihat lengkok sahaja. Dari tempat yang cukup tinggi, seperti pesawat, pemerhati boleh melihat hampir seluruh atau seluruh bulatan jika terdapat titisan air pada arah yang sesuai di bawah dan di hadapannya. Apabila pemerhati bergerak, set titisan yang menghantar cahaya pelangi ke matanya turut berubah. Sebab itu pelangi tidak mempunyai satu lokasi tetap yang boleh kita dekati seperti objek biasa.

Adakah pelangi benar-benar mempunyai tujuh warna?

Pembahagian kepada tujuh nama warna berguna sebagai cara mengingat, tetapi spektrum pelangi sebenarnya berterusan. Tiada garis fizikal yang membahagikan merah, jingga, kuning, hijau, biru dan warna lain kepada petak berasingan. Dalam pelangi primer, merah berada di bahagian luar lengkok manakala warna berpanjang gelombang lebih pendek berada semakin ke bahagian dalam.

Mengapa kadang-kadang ada pelangi kedua?

Pelangi sekunder terbentuk daripada cahaya yang mengalami dua pantulan di dalam titisan sebelum keluar. Laluan tambahan ini menyebabkan pelangi sekunder muncul di luar pelangi primer, lebih malap, dan dengan susunan warna yang terbalik. Pada setiap interaksi, hanya sebahagian cahaya kekal pada laluan yang akhirnya membentuk pelangi sekunder, maka ia biasanya kurang terang. Bagi cahaya merah, jejari sudut pelangi sekunder ialah kira-kira 51° dari titik antisuria.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?