קשת בענן

הקשת שאינה חפץ

בשעות אחר הצהריים יורד גשם קל. אתם רואים קשת מעל שדה, נוסעים לכיוונה, והיא נסוגה. זה קורה מפני שקשת אינה קשת צבעונית התלויה במקום מסוים. היא תבנית של אור שמגיעה אל העיניים שלכם ממיליוני טיפות הנמצאות בזווית מתאימה ביחס לשמש ולכם.

כל טיפה היא כדורון מים קטן. אור שמש לבן נכנס אליה, משנה כיוון, מוחזר מן הצד הפנימי ויוצא שוב. הצבעים אינם יוצאים בדיוק באותה זווית. כאשר אינספור טיפות שולחות אליכם צבעים בזוויות המתאימות, העין מחברת אותם לקשת. אדם שעומד שני מטרים לידכם מקבל אור מטיפות אחרות, ולכן במובן מדויק הוא רואה קשת אחרת.

למה הצורה מעגלית?

הטיפות שמחזירות אליכם אור אדום נמצאות סביב קו דמיוני העובר מן השמש דרך הראש שלכם אל הנקודה שמנגד. כולן יוצרות חרוט של אור, והעין פוגשת את שפת החרוט כמעגל. מן הקרקע האופק מסתיר בדרך כלל את חלקו התחתון, ולכן רואים קשת. ממטוס, מגובה רב או מול ערפל מתחת לצופה אפשר לעיתים לראות מעגל כמעט שלם.

מה קורה בתוך טיפה אחת?

צבעים: שבעה או רצף?

נהוג למנות אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול. החלוקה לשבעה צבעים מזוהה במיוחד עם אייזק ניוטון, שחקר במאה ה-17 כיצד מנסרה מפרקת אור לבן וכיצד מנסרה נוספת יכולה לשלב את הצבעים בחזרה. אבל בטבע אין שבע רצועות חדות. הספקטרום הוא רצף, והגבולות שאנחנו נותנים לצבעים מושפעים גם מן השפה, מן התרבות ומאופן פעולת הראייה.

הסדר בקשת הראשית קבוע: אדום בחוץ וסגול בפנים. הטיפה אינה צובעת את האור. אור השמש כבר מכיל טווח גדול של אורכי גל נראים, והטיפה ממיינת אותם לפי זווית. גם מנסרה, סילון דק של מים, תרסיס ממטרה וגביש זכוכית יכולים לחשוף חלק מן הספקטרום, אך התבנית תלויה בצורה ובמסלול האור.

למה לפעמים יש קשת כפולה?

לעיתים נראות ממש מתחת לקשת הראשית קשתות דקות נוספות בגוני ורוד וירוק. אלה קשתות עודפות, הנוצרות מהתאבכות של גלי אור שיצאו מן הטיפות במסלולים קרובים. כאן המודל הגאומטרי של קרניים כבר אינו מספיק, וצריך להתייחס לאור גם כגל. גודל הטיפות משפיע על המרווח ועל חדות הרצועות.

ניסוי בטוח בבית

בטיחות: לעולם אל תביטו ישירות בשמש ואל תמקדו אור שמש באמצעות זכוכית מגדלת. לניסוי בתוך בית השתמשו בפנס רגיל ולא בלייזר.

קשת, הילה או צבעי שמן?

לא כל רצף צבעים בשמים הוא קשת. הילה סביב השמש או הירח נוצרת בדרך כלל משבירה בגבישי קרח בעננים גבוהים. עננים ססגוניים יכולים להציג צבעים עקב עקיפה והתאבכות בטיפות זעירות. צבעי שמן על מים ובועות סבון נובעים מהתאבכות בשכבות דקות. כולם מספרים סיפור על אור, אך הגאומטריה והחומר שונים.

מן המבול ועד דגלים מודרניים

בני אדם פירשו קשתות הרבה לפני שהבינו אופטיקה. בסיפור המקראי הקשת היא אות לברית לאחר המבול. במיתולוגיה היוונית איריס היא שליחת האלים וקושרה לגשר צבעוני בין שמים וארץ. במסורת הנורדית ביפרוסט מחבר בין עולם בני האדם לעולם האלים. סיפורים אלה אינם הסבר מדעי, אך הם מלמדים כיצד תופעה נדירה, גדולה וחמקמקה הפכה לסמל של מעבר, תקווה והבטחה.

בעידן המודרני הקשת משמשת בהקשרים רבים. דגל השלום המזוהה עם איטליה מציג צבעי קשת עם המילה PACE. דגל הגאווה המקורי שעיצב גילברט בייקר בשנת 1978 השתמש בקשת כסמל למגוון ולקהילה, ובהמשך התקבעה גרסה של שישה צבעים. חשוב להבחין בין הסמל התרבותי לבין ספקטרום פיזיקלי: הסמל בוחר צבעים ומסדר אותם לפי מסר ועיצוב.

גם באמנות ובצילום הקשת מציבה אתגר: היא תלויה במיקום הצופה, ולכן אינה "נמצאת" מעל עץ מסוים באותו מובן שהעץ נמצא שם. צילום מקפיא את הגאומטריה של רגע אחד. ציור יכול לשנות אותה כדי לספר סיפור, אבל המחיר הוא לעיתים קשת בכיוון בלתי אפשרי ביחס לשמש.

מפריכים טעויות נפוצות

בדיקת חוקר

מה עדיין כדאי לחקור?

הפיזיקה הבסיסית של הקשת מובנת היטב, אך כל קשת אמיתית היא גם מדידה של אטמוספרה משתנה. התפלגות גודל הטיפות משפיעה על רוחב הקשת ועל קשתות עודפות. קיטוב האור משתנה לאורך הקשת ויכול לעזור בצילום ובהבנת פיזור. מעל ים, עננים או מפלים מתקבלות תבניות שונות מפני שהרקע, צפיפות הטיפות ותאורת הסביבה משתנים.

בפעם הבאה שאתם רואים קשת, אל תסתפקו בצילום. בדקו היכן השמש, חפשו קשת משנית, שימו לב לאזור הכהה ביניהן, ובחנו אם הצבעים חדים או חיוורים. בתוך דקה אחת השמים הופכים למעבדה.