قوس قزح

زاوية قوس قزح


عند رؤية قوس قزح فهذا يعني أن عين المراقب تكون في اتجاه معاكس لاتجاه الشمس كما أن زاوية مخروطية تقع بين خط الأفق وأي نقطة على القوس. تكون هذه الزاوية 42^o تقريبا وتسمى زاوية قوس قزح وتكون زاوية الرؤية 84^o.
التفسير الفيزيائي


في البداية ينكسر ضوء الشمس الساقط بشكل مائل عند دخوله في قطرات المطر ومن ثم ينعكس مرة أخرى في السطح الداخلي من القطرة وينكسر أيضا عند خروجه من القطرة. يظهر التأثير الكلي في الضوء الساقط منعكسا على مدى واسع من الزوايا، مع تركيز شديد له في زاوية 40°–42°. يمكن اثبات أن هذه الزاوية مستقلة عن حجم القطرة، ولكنها تعتمد على معامل الانكسار. يمتلك ماء البحر معامل انكسار أعلى من ماء المطر، لذا يكون نصف قطر قوس قزح في المرشات البحرية أصغر من القوس الحقيقي. يكون هذا مرئيا للعين المجردة على هيئة عدم استقامة بين هذين القوسين.^[1]
حسابات رياضية


توضيح زاوية قوس قزح



يمكن استنتاج العلاقة الرياضية لزاوية قوس قزح (نصف زاوية الرؤية) بدلالة معامل الانكسار من العلاقات الاتية:^[2]









حيث
زاوية قوس قزح
زاوية الانحراف
زاوية الشعاع الساقط نسبة إلى العمودي على سطح القطرة
زاوية انكسار الشعاع نسبة إلى العمودي على سطح القطرة
معامل الانكسار الضوئي للمادة (حوالي 1.333 في الماء)
عدد مرات الانعكاس داخل القطرة
ملاحظة: يتم التبديل بين وبين بحيث تأخذ القيمة الأقل. عند الانعكاس مرة واحدة داخل القطرة، أي k = 1 تكون زاوية قوس قزح 42°.
3لألوان


المعادلات السابقة تمثل صيغة عامة بدلالة معامل الانكسار. لكن من المعروف أن الضوء المرئي ليس سوى خليطا من الأطوال الموجية لألوان الضوء المختلفة . لهذا السبب يكون لكل لون معامل انكسار خاص به(يختلف قليلا عن معامل الانكسار المجاور ).كما يختلف معامل الانكسار من وسط إلى وسط أي يختلف للهواء كوسط لانتشار الضوء أو الزجاج أو الماء.
عند تطبيق المعادلة لكل معامل انكسار على حدة ستظهر مجموعة من الزوايا المختلفة عن القيمة السابقة لكل لون على حدة. على سبيل المثال تكون زاوية قوس قزح 42.3° عند اللون الأحمر والذي له معامل انكسار في الماء 1.33141 بينما تكون حوالي 40.4° عند اللون البنفسجي لأن معامل انكساره في الماء هو 1.34451
القوس الثانوي


يطلق على القوس الذي يحقق العلاقات السابقة بالقوس الرئيسي في حين يوجد قوس اخر تحته ينعكس فيه ترتيب الألوان. السبب في ذلك هو امكانية تكرر الانعكاس للضوء أيضا داخل القطرة وخروجه بزاوية مختلفة عن السابق.
التسمية


ورد في الشّرع الإسلامي النهي عن تسمية هذا القوس بقوس قزح. وقد كره بعض أهل العلم تسمية هذا الحادث الجوي بـ(قوس قزح) وإنما يقال: قوس الله أو نحو ذلك، كما في الأذكار للنووي (526-527) وزاد المعاد لابن القيم (2/472) وغيرها. ومستند الكراهة ما ورد عن ابن عباس مرفوعاً إلى النبي أنه قال: "لا تقولوا قوس قزح، فإن قزح شيطان، ولكن قولوا: قوس الله عز وجل، فهو أمان لأهل الأرض" رواه أبو نعيم في الحلية (2/309) والخطيب في تاريخ بغداد (8/452) وحكم الألباني بوضعه في السلسلة الضعيفة (2/264ح/872) كما رُوي موقوفاً على ابن عباس في معجم الطبراني الكبير (3/85)، وصحح إسناده ابن كثير في البداية والنهاية (1/40)، ورواه الضياء في المختارة (2/125،ح/494) موقوفاً على علي بن أبي طالب.
وروى البخاري في الأدب المفرد (ح 1/765) عن ابن عباس قال: (.. وأما قوس قزح فأمان من الغرق بعد قوم نوح عليه السلام) وفي سنده على بن زيد بن جدعان وهو ضعيف. وقد اختُلف في معنى (قزح) الذي تضاف له هذه القوس: 1- فقيل: من القَزح وهو الارتفاع، وقزح الشيء : ارتفع، وسِعر قازح أي: مرتفع. 2- وقيل: هو جمع قزحة وهي الطريقة التي تتركب منها ألوان هذا القوس. 3- وقيل: اسم الملَك الموكل بالسحاب. 4- وقيل: اسم بعض الآلهة! 5- وقيل: اسم الشيطان! كما في الحديث السابق. ويسمى مشعر مزدلفة بـ(قُزَح) كما في سنن أبي داود (ح/1935) عن علي قال: (فلما أصبح، يعني النبي –صلى الله عليهوسلم^{[لفظة تعظيم]}- ووقف على قُزَح فقال: هذا قُزَح وهو الموقف، وجَمْعٌ كلُّها موقف..).

جزاك الله الف خير