Jak powstaje tęcza? Wyjaśnienie dla dzieci

Odpowiedzi na pytanie, jak powstaje tęcza, można udzielić co najmniej kilka. Wszystko zależy od tego, czy poruszamy się w obrębie mitów i legend, czy współczesnej wiedzy naukowej. Szczególnie zainteresowane tęczą są dzieci, które często zadają na jej temat intrygujące pytania. Czym więc jest tęcza i jak można wyjaśnić jej powstawanie naszym maluchom? Czy można stworzyć tęczę w domu?

Czym jest tęcza? Ile ma kolorów?

Zgodnie z meteorologią, czyli nauką, która zajmuje się badaniem zjawisk fizycznych, tęcza to jedno ze zjawisk, które możemy zaobserwować w atmosferze. Jednak tak naprawdę powstaje ona w naszych głowach, choć nie oznacza to, że nie istnieje w rzeczywistości. Rozszczepienie (inaczej dyspersja) światła, które na swojej drodze napotyka kropelki wody i przez nią przechodzi, to efekt optyczny.

Można więc powiedzieć, że tęcza jest czymś, co można opisać za pomocą teorii naukowej, a dokładniej mówiąc, optyki geometrycznej. Teoria ta posiada swoje matematyczne uzasadnienie i dlatego z naukowego punktu widzenia każda tęcza jest zjawiskiem fizycznym, opisywanym za pomocą obliczeń matematycznych. Głównym przedmiotem badań jest tutaj tzw. białe światło.

Dziś wiemy już, że białe światło nie jest tak do końca białe. Widzimy je właśnie w tym kolorze, ale składa się ono z kilku równorzędnych barw prostych. Tęcza jest więc rozszczepionym białym światłem, które nasz mózg widzi jako kilka kolorów.

Dlaczego jednak białe światło daje różne kolory? Fizyka podpowiada, że światło to jedna z form promieniowania elektromagnetycznego, łączącego w sobie różne długości fal. Po dyspersji, czyli rozszczepieniu, każda fala, która przechodzi przez pryzmat, przebiega tę drogę na swój jedyny i indywidualny sposób. Stąd rodzą się kolory, które widzimy.

Na łuku tęczy możemy zaobserwować różne barwy, które zawsze układają się w tej samej kolejności. Są to: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. Niekiedy dodaje się jeszcze granatowy (łącznie 7). Chociaż tęcza posiada więcej kolorów, to te dla ludzkiego oka są najbardziej widoczne.

Warto dodać, że są ludzie, którzy widzą więcej kolorów niż inni, toteż mogą zauważyć więcej barw na tęczy. Jest to zwykle wynikiem ich predyspozycji organizmu i akomodacji oka.

Jak powstaje tęcza?

Tęcza powstaje w momencie, gdy białe światło trafi na kroplę wody i ulegnie rozszczepieniu. Jednak w atmosferze muszą zajść jeszcze określone okoliczności, aby do powstania wielobarwnego łuku doszło. Po pierwsze musi dojść do spotkania światła słonecznego i wody, najczęściej w postaci deszczu. Nie jest to zjawisko częste, bo chmury zwykle przesłaniają Słońce.

Po drugie, aby zauważyć tęczę z ziemi, Słońce musi znajdować się za osobą obserwującą. Nie jest to dla nas takie oczywiste, bo zwykle nie skupiamy się na znalezieniu odpowiedniego położenia względem Słońca. Co więcej, powinno ono znajdować się nie wyżej niż 42 stopnie nad horyzontem. Jeśli w takich warunkach światło spotka krople wody, dojdzie do powstania tęczy.

Oznacza to, że tęcza w atmosferze przybiera formę okręgu, którego środek nazywany punktem antysolarnym, znajduje się naprzeciwko Słońca. Jest on położony zawsze pod horyzontem, co sprawia, że widzimy jedynie łuk. Cały okrąg można zauważyć dopiero przy locie samolotem, co od czasu do czasu zdarza się na przykład pilotom.

Tęcza powstaje więc w czasie lub tuż po opadach deszczu, gdy jeszcze w powietrzu unoszą się cząsteczki wody. Jednocześnie niebo nie jest całkowicie przesłonięte chmurami, co powoduje, że Słońce emituje światło, będące drugim głównym czynnikiem w procesie powstawania tego niezwykłego zjawiska.

Jednak tęcza może też utworzyć się nad wodospadem, gdzie warunki do jej powstania są identyczne. Źródłem deszczu nie są tutaj chmury, lecz woda z wodospadu, dlatego taka tęcza może pojawiać się dość często. Podobnie dzieje się przy fontannach, które również tworzą dogodne warunki dla powstania kolorowego łuku.

Jak powstaje tęcza – doświadczenie dla dzieci

Tęcza jest zjawiskiem fizycznym, zachodzącym w dość skomplikowanych okolicznościach, które nie pojawiają się codziennie, a przynajmniej nie w naszym kraju. Mimo to wszyscy jesteśmy w stanie odtworzyć takie warunki w domowym zaciszu, wykonując proste doświadczenie.

Napełnijmy szklankę lub jakąś miseczkę wodą, mniej więcej w proporcji 3 do 4. Następnie włóżmy tam małe lusterko w ten sposób, aby oparło się, pod pewnym kątem, o dno i ścianki naszego pojemnika. Potem, używając na przykład latarki, skierujmy strumień światła na lusterko zanurzone w wodzie. Światło białe ukaże swoje wielobarwne oblicze na ścianie albo suficie miejsca, w którym się znajdujemy.

Eksperymentując dalej, można próbować włożyć dwa lusterka, nieco zabrudzić wodę albo skierować strumień światła pod innym kątem. Efekty będą różne w zależności od tego, jakie warunki stworzymy. To, jak powstaje tęcza, nie powinno być już dla nas żadną tajemnicą. To rozrywka raczej już dla starszych dzieci, bo taka zabawa z niemowlakiem może okazać się nieatrakcyjna – zbyt mała pociecha nie zrozumie abstrakcyjnego zagadnienia.

Podwójna tęcza – skąd się bierze?

W pewnych, sprzyjających warunkach możemy zaobserwować nie jedną, lecz dwie tęcze. Czasami nie jesteśmy w stanie jej zobaczyć na pierwszy rzut oka, ponieważ tworzy łuk o kącie widzenia 50-53 stopnie nad horyzontem. Jak powstaje podwójna tęcza?

Zjawisko to zachodzi pod wpływem dwukrotnego odbicia światła w kropli wody. Niestety, druga tęcza nie jest już tak wyraźna jak pierwsza, ponieważ dochodzi do zwiększenia różnicy w kącie rozproszenia w zależności od miejsca padania światła na kroplę. Z tego też powodu druga tęcza jest szersza od tej pierwotnej.

Do ciekawostek należy fakt, że druga i kolejne tęcze, jeśli się utworzą, mają odwróconą kolejność kolorów.

Opisz, jak powstaje tęcza – jak odpowiedzieć na takie pytanie?

Dzieci potrafią zaskakiwać i rozbawiać nas swoimi trafnymi odpowiedziami i kłopotliwymi pytaniami. Najczęściej okres wzmożonego stawiania pytań przypada na 6. lub 7. rok życia, czyli czas, gdy dziecko przechodzi do szkoły. Co zatem odpowiedzieć dziecku, kiedy zapyta nas, jak powstaje tęcza?

Chyba żadne dziecko nie zrozumie naukowego i zawiłego wytłumaczenia zjawiska fizycznego, jakim jest kolorowy łuk na niebie. Dzieci nie oczekują od dorosłych pełnego i dogłębnego wyjaśnienie, tylko chcą usłyszeć ciekawą i odpowiadającą na ich potrzeby krótką odpowiedź.

Możemy zatem w sposób ogólny powiedzieć, jak powstaje tęcza, lecz dodatkowo posłużmy się obrazkiem lub narysujmy schemat, a najlepiej, jeśli jest to możliwe, zróbmy domowy eksperyment. Doświadczenie z udziałem kilku zmysłów sprawi, że nasze dziecko na dłużej zapamięta model powstawania tęczy i będzie mogło go przedstawić swoim rówieśnikom.

Należy pielęgnować naturalną ciekawość świata najmłodszych. Odpowiadając na takie podstawowe pytania, z zakresu fizyki, chemii czy biologii, pozytywnie przyczyniamy się do rozwoju jego inteligencji.

Tęcza w kulturze – odniesienia literackie i nie tylko

W historii kultury tęcza odgrywała i nadal odgrywa dużą rolę. Ludzkość znała to zjawisko już w starożytności, o czym świadczą najstarsze księgi świata. Biblia opisuje tęczę jako symbol przymierza Boga z ludźmi.

Odniesienia religijne

Księga Rodzaju podaje, że tęcza jest znakiem związku między ludźmi a Bogiem, symbolem łaski i miłosierdzia. To specjalny znak przymierza, który został obiecany całej ludzkości do końca świata. Księga Mądrości Syracha również opisuje tęczę, jako odzwierciedlenie dobroci i piękna Stwórcy.

Tęcza pojawia się również na końcu Pisma Świętego. W Nowym Testamencie znajdujemy ją w Apokalipsie. Najpierw w opisie anioła, nad którym jest tęcza, a następnie wokół tronu Boga.

Tworząca się przez wieki sztuka sakralna bardzo wiele zawdzięcza symbolowi tęczy. Na obrazie Memlinga, Sąd ostateczny możemy zauważyć tęczę, na której siedzi Chrystus. 

Jednak tęcza jest obecna również w innych kulturach i cywilizacjach niż łacińska. Kultura żydowska podaje, że tęcza była jednym z dzieł stworzenia, które powstało szóstego dnia. Z kolei według mitologii hinduistycznej tęcza to łuk Indry. Natomiast w Chinach tęcza oznaczała pęknięcie w sklepieniu niebieskim.

Tęcza w literaturze polskiej i światowej

Tęczę znajdujemy w literaturze światowej i naszej rodzimej. Maria Konopnicka w utworze Tęcza pisała za pomocą alegorii o siedmiobarwnym pasie. Inny wielki polski poeta, Bolesław Leśmian, w wierszu o takim samym tytule mówił tak: 

Teraz mu patrzeć, jak wierzchem obłoku
Tęcza, bezmiary objąwszy, rozkwita,
Poprzerywana i niecałkowita,
Jakby się śniła zmrużonemu oku.

Tęcza znalazła swoje miejsce również w literaturze światowej. Jej symboliką posługiwali się, między innymi tacy twórcy, jak Virginia Woolf, William Wordsworth, John Keats i David Herbert Lawrence.

Tęcza to niezwykłe zjawisko optyczne, które jest wyjątkowe i pełne paradoksów. Z jednej strony bowiem, aby kolorowy łuk powstał w naturalny sposób, muszą zaistnieć ściśle określone okoliczności, które nie tworzą się nazbyt często. Z drugiej strony, tęczę możemy stworzyć we własnym domu, używając kilka prostych narzędzi. Obiekt ten intryguje i zachwyca, zwłaszcza najmłodszych. Dzieci zwykle są oczarowane tym zjawiskiem oraz ciekawe, jak powstaje i skąd się bierze. Zadaniem rodziców jest, aby opowiedzieć o tęczy w sposób interesujący i tym samym przybliżyć schemat jej powstawania, a także pokazać jej piękno. W naszej kulturze spotykamy tęczę już w najstarszych księgach świata; jest ona obecna również w naszej współczesnej literaturze.