Gökkuşağı Nasıl Oluşur?

Bir gökkuşağında mavi 40 ve kırmızı 42 derece açı yaparak bükülür ve diğer renklerin hepsi bu 42 ila 40 derece arasında bir yerde bükülerek gökkuşağını oluştururlar.
gökkuşağı

Gökkuşağı doğadaki en güzel optik illüzyonlarından biri. Gökyüzünde kavis çizerek beliren bu doğa olayı, güneş ışığının su damlacıklarına çarpmasıyla oluşuyor. Isaac Newton'ın prizma deneyinde keşfettiği gibi, güneş ışığını beyaz ışık olarak görsek de aslında farklı dalga boylarındaki birçok farklı renkten oluşuyor. Hatta spektrumdaki bazı renklerini göremiyoruz. Gökkuşağının renkleri en uzun dalga boyundan en kısa dalga boyuna doğru uzanır: Kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve menekşe. Peki gökkuşağı tam olarak neden ve nasıl meydana geliyor?

Gökkuşağı Nasıl Oluşuyor?

ışık prizma kırınımı
Güneş ışığı, sıvı damlacıklar ve biraz dalga boyu fiziği.

Yağmurlu veya sisli bir günde hava su damlacıkları ile doludur. Işık ışınları su veya cam gibi havadan yoğun bir ortamdan geçerken yavaşlar ve bükülür. Bu olay ışık kırılması olarak biliniyor. Ancak her renk farklı dalga boyuna (veya enerjiye) sahip olduğundan aynı oranda yavaşlayıp bükülmez. Mavi en kısa dalga boylu ışıktır, yavaş hareket eder ve çok bükülür. Diğer uçta ise kırmızı en uzun dalga boyludur ve bu yüzden daha az bükülür.

Bir gökkuşağında mavi 40 ve kırmızı 42 derece açı yaparak bükülür ve diğer renklerin hepsi bu 42 ila 40 derece arasında bir yerde bükülerek gökkuşağını oluştururlar. Gökkuşağının farklı renklerden oluşmasının nedeni bu şekilde açıklanabilir.

Gökkuşağı Ne Zaman Görülüyor?

Gökkuşağının oluşması için belirli koşullar gerekli. Gökkuşağı, güneş ışığı yalnız gökyüzünde alçak bir noktadayken ve arkanızdan gelirken görülüyor. Güneş ışığı, hava ile su arasındaki geçiş sırasında yağmur damlalarıyla temasa girer ve her damlacıktan yalnız tek bir renk gözümüze uygun açıyla kırımına uğrar. Yani sizin gördüğünüz bir gökkuşağını farklı yöndeki biri görmez.

Örneğin, gökyüzünün bir bölümündeki tüm damlacıklar yalnız kırmızı ışığı yansıtıyor olabilir ve kalan renkler çok yukarı veya çok uzağa kırılarak size görünmeyebilir. Ancak açınızı değiştirirseniz bu kez de mavinin yansıdığını görebilirsiniz. Yalnız tek bir rengi değil, her biri gözümüze uygun açıyla kırılmış ayrı bir rengi yansıtan su damlacıkları bir arada bulunduğunda gökkuşağını görmüş oluyoruz.

Gökkuşağının Biçimi

tam halka gökkuşağı
Bir uçaktan kaydedilen tam halka gökkuşağı.

Gökkuşağı 42-40 derece arasında değişen açılarla bize yarım çember biçiminde görünse de aslında bir tam çemberdir. Yani bir gökkuşağına bakarken aslında onun daima merkezinde bulunuruz. Gökkuşağı alçaktayken halkanın alt yarısı yeryüzüne çarparak yok olur. Ancak onu nadiren uçak veya dağ gibi yüksek bir noktada gördüğünüzde tam halka biçimine tanıklık edersiniz.

Koşullar uygun olduğunda bazen aynı anda iki veya üç gökkuşağı bile görülebilir. Bu durum ışık ışınları yağmur damlalarındaki daha karmaşık yollardan geçerek kırıldığında gerçekleşiyor. Bu ek gökkuşakları bu yüzden çok daha nadir ve az ışık nedeniyle soluktur. Ek gökkuşaklarının daha parlak görünmesi için havada çokça güneş ışığı ve su damlası olması gerekiyor.

Dünya Dışındaki Gezegenlerde Gökkuşağı Oluşumu

Venüs'teki gökkuşağı benzeri Glory olayı.
Venüs'teki gökkuşağı benzeri Glory olayı. (Görsel: ESA)

Gökkuşağının bileşeni güneş ışığı yağmur damlasıdır. Güneş Sisteminin her yeri güneş ışığıyla aydınlatıldığına göre diğer gezegenlerde de gökkuşağı var mı? Şu anda yüzeyinde veya atmosferinde sıvı yağmur bulunan bilinen başka bir gezegen yok. Ancak diğer sıvı damlacıklar da su damlacığı gibi güneş ışığını kırabilir ve renklerine ayırabilir.

Satürn'ün uydusu Titan'ın atmosferi sıvı metan damlacıkları yönünden zengindir ve yağmur yağdığını gösterir. Ancak Titan'ın atmosferi oldukça puslu yani nadiren güneş ışığını geçiriyor ancak yeterince yüksekte metan gökkuşağı oluşma ihtimali var. Dünya'daki gökkuşağına benzer görünecektir ve de metanın kırınım indisi nedeniyle Dünya'dakinden daha geniş olacaktır.

Ayrıca Venüs'te "Glory" denilen gökkuşağı benzeri bir olay gerçekleşir ve gezegenin atmosferinde bulunan sülfürik asit damlacıklarından kaynaklanır.

Gökkuşağı Hakkında Sık Sorulanlar

Gökkuşağının oluşumunun ardındaki fizik nedir?

Gökkuşakları, güneş ışığının havadaki su damlacıklarında kırılması ve yansımasıyla oluşur. Güneş ışığı bir su damlacığına girdiğinde kırılır veya bükülür ve ardından damlacığın arkasından yansır. Işık daha sonra damlacıktan çıkarken tekrar kırılır ve bileşen renklerine ayrılır. Renklerin bu şekilde ayrılması dağılma olarak adlandırılır ve gökkuşağında gördüğümüz ayırt edici renk yayını oluşturur.

Yağmur damlalarının boyutu ve şekli gökkuşağının görünümünü nasıl etkiler?

Yağmur damlalarının boyutu ve şekli gökkuşağının görünümü üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Genel olarak, daha büyük yağmur damlaları daha canlı renklere sahip daha parlak gökkuşakları üretirken, daha küçük damlacıklar daha az belirgin renklere sahip daha soluk gökkuşakları üretir. Damlacıkların şekli de gökkuşağının boyutunu ve şeklini etkileyebilir; küresel damlacıklar klasik dairesel bir gökkuşağı üretirken, yassılaşmış damlacıklar basık veya eliptik bir gökkuşağı üretir.

Gökkuşağı uzaydan gözlemlenebilir mi?

Evet, gökkuşakları uzaydan gözlemlenebilir, ancak bunları gözlemlemek için gerekli koşullar nadirdir. Uzaydan bir gökkuşağı görebilmek için gözlemcinin atmosferdeki su damlacıklarında kırılan ve yansıyan güneş ışığını görebilecek doğru konumda olması gerekir. Bu da genellikle güneşin konumu, atmosferdeki yağmur veya su buharının varlığı ve gözlemcinin Dünya yüzeyine göre konumu gibi faktörlerin bir araya gelmesini gerektirir.

Tarih boyunca sanatçılar ve yazarlar gökkuşağını eserlerinde nasıl kullanmışlardır?

Gökkuşakları tarih boyunca sanat ve edebiyatta bir sembol veya motif olarak kullanılmış, genellikle cennet ve dünya arasında bir köprü veya umut ve yenilenme sembolü olarak temsil edilmiştir. Örneğin Yunan mitolojisinde gökkuşağı tanrılar ve ölümlüler arasında bir köprü olarak görülmüştür. İncil'de gökkuşağı, Tanrı'nın Dünya'yı bir daha asla sular altında bırakmayacağına dair verdiği sözü sembolize eder. Sanatta gökkuşağı güzellik ve uyumun sembolü olarak kullanılmış ve J.M.W. Turner ve Claude Monet gibi sanatçıların eserlerinde tasvir edilmiştir.

Dünyanın farklı yerlerinde gökkuşaklarının kültürel önemi nedir?

Gökkuşakları dünyanın farklı bölgelerinde farklı kültürel öneme sahiptir. Bazı kültürlerde gökkuşakları iyi şans veya talihin sembolü olarak görülür. Diğerlerinde ise yaratılış mitleri veya ruhani inançlarla ilişkilendirilirler. Örneğin, Yeni Zelanda'daki Maori kültüründe gökkuşağı, ruhların Dünya ile gökler arasında seyahat etmeleri için bir yol olarak görülür. Amerika Birleşik Devletleri'nin güneybatısındaki Navajo kültüründe gökkuşağı, doğanın farklı unsurları arasındaki uyumun bir işareti olarak görülür.


Kaynaklar: