รุ้ง
R A I N B O W

รุ้ง - rainbow



คำนิยามต่างๆ ที่เกี่ยวกับรุ้ง

ก่อนที่เราจะมาทำความรู้จักกับรุ้งกันให้ดีขึ้น ขออนุญาตพูดเกี่ยวกับความหมายของคำต่างๆ ที่เกี่ยวกับรุ้ง กันก่อนนะครับ

รุ้ง - rainbow

รุ้ง
คำนาม : แสงที่ปรากฏบนท้องฟ้าเป็นแถบโค้งสีต่างๆ 7 สี คือ สีม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง
คำวิเศษณ์ : สีเช่นนั้นที่ปรากฏในเพชร

รุ้งกินน้ำ
ยังเปิดไม่เจอครับ แต่น่าจะเป็นคำนามที่แปลเหมือนคำว่ารุ้ง

รุ้งพราย
คำวิเศษณ์ : สีรุ้งที่กรอกอยู่พราวพรายในเพชร หรือเปลือกหอยบางชนิด เช่น หอยมุก

ทรงกลด
คำวิเศษณ์ : มีแสงสีรุ้งเป็นวงกลมล้อมรอบดวงอาทิตย์ หรือดวงจันทร์ คล้ายกลด

Rainbow
คือ ส่วนโค้งของแสงสีที่ปรากฏบนท้องฟ้า เกิดจากการหักเหของแสงอาทิตย์ในละอองน้ำในอากาศ (หลังฝนตก)

Corona
the set of colored rings around the sun or moon created when it shines through a thin cloud
คือ วงแหวน (ชั้นเดียว หรือ หลายชั้น) รอบดวงอาทิตย์ หรือดวงจันทร์ เกิดขึ้นเมื่อแสงส่องผ่านเมฆบาง

Halo
เรียกชื่ออื่นว่า ออรา (aura)
a circular band of colored light, visible around the sun or moon, caused by reflection and refraction of light by ice crystals in the atmosphere
คือ วงกลมแสงสีที่เกิดรอบดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ เกิดจากการสะท้อนและหักเหของแสงภายในเกล็ดน้ำแข็งที่อยู่ในชั้นบรรยากาศ
วิธีดูกลด(ฮาโล)ให้ชัดเจน น้องๆ ควรปิดกั้นดวงอาทิตย์ด้วยมือ หรือวัตถุที่หาได้ใกล้มือ เมื่อน้องๆ ยืดแขนออกจนสุดแล้วกางมือออก ใช้หัวแม่มือบังดวงอาทิตย์ นิ้วที่เหลือจะกางออกเป็นมุมประมาณ 20 ถึง 25 องศา วงของกลด(ฮาโล) จะทำมุมประมาณ 22 องศา จากจุดศูนย์กลางครับ

เราอาจกล่าวได้ว่า "รุ้งกินน้ำเป็นการแสดงแสงสีของธรรมชาติที่น่าตื่นตาตื่นใจยิ่ง" คำว่า "รุ้งกินน้ำ" ในภาษาอังกฤษ เรียกว่า "Rainbow" ซึ่งมาจากคำย่อย 2 คำ คือ Rain+bow ซึ่งสื่อถึง "โค้งที่เกิดขึ้นเมื่อมีฝน" อย่างไรก็ตาม เราต่างก็ทราบดีว่า เราจะสามารถเห็นรุ้งกินน้ำได้ ไม่ใช่เนื่องจากฝน (ละอองน้ำ) อย่างเดียว แต่ต้องมี แสงอาทิตย์ (จากดวงอาทิตย์) ด้วย

รุ้งกินน้ำมีกี่สี?
ในปี ค.ศ.1672 นิวตันตั้งให้รุ้งกินน้ำมี 5 สี คือ แดง, เหลือง, เขียว, น้ำเงิน และ ม่วง ต่อมา เขาจึงเพิ่มสี ส้ม และ คราม เข้าไป จนครบ 7 สี ดังเช่นปัจจุบัน

น้องๆ จะมองหารุ้งกินน้ำได้ที่ไหน และเมื่อใด ?

  • หลังฝนตก และมีแดดออก
  • ถ้าเกิดรุ้งกินน้ำบนท้องฟ้า รุ้งกินน้ำจะอยู่ด้านตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ และอยู่ด้านเดียวกับละอองน้ำ (ละอองฝน) ดังนั้น เวลาจะมองหารุ้งกินน้ำ ให้หันหลังให้ดวงอาทิตย์เสมอ

กระบวนการเกิดรุ้งกินน้ำในธรรมชาติ เป็นอย่างนี้นะครับ

  • แสงเดินทางมาถึงหยดน้ำ
  • แสงเกิดการหักเห เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน (จากอากาศสู่น้ำ) โดยแสงสีน้ำเงินจะหักเหมากกว่าแสงสีแดง
  • แสงเกิดการสะท้อนภายในหยดน้ำ เนื่องจากผิวภายในของหยดน้ำ มีความโค้งและผิวคล้ายกระจก
  • แสงเกิดการหักเห จากภายในหยดน้ำผ่านสู่อากาศอีกครั้ง

เมื่อดูโดยรวม มุมสะท้อนของแสงสีแดง คือ 42 องศา ในขณะที่มุมสะท้อนของ แสงสีน้ำเงิน คือ 40 องศา

การสะท้อนในหยดน้ำ - reflection in the raindrop
ภาพแสดงการเกิดรุ้ง จากการหักเห และการสะท้อนของลำแสง ในหยดน้ำ


สีต่างๆ ของรุ้งกินน้ำ เทียบกับสีที่ใช้บน web

เผื่อจะเป็นประโยชน์สำหรับน้องๆ บางคนครับ
หมายเหตุ : ข้อมูลจาก HTML Color Names ของ www.w3schools.com

Red#FF0000แดง255,0,0
Orange#FFA500แสด(ส้ม)255,165,0
Yellow#FFFF00เหลือง255,255,0
Green#008000เขียว0,128,0
Blue#0000FFน้ำเงิน0,0,255
Indigo#4B0082คราม75,0,130
Violet#EE82EEม่วง238,130,238

รุ้งกินน้ิ
รุ้งปฐมภูมิ และรุ้งทุติยภูมิ (จาง) ที่น้ำพุร้อนเวียงป่าเป้า
ต.แม่เจดีย์ใหม่ ถ.สายเชียงราย-เชียงใหม่ กม.ที่ 64-65 (19° 50' 54" N, 100° 9' 12" E)


รุ้ง รุ้ง รุ้ง รุ้งมีอยู่ทั่วไปทุกหนแห่ง หากรู้จักมองหา
Gallery ภาพปรากฏการณ์ทางแสง ตั้งแต่อดีต - ปี 2551 (2008 และก่อนหน้า)

Gallery ภาพปรากฏการณ์ทางแสง ปี 2552 (2009)

Gallery ภาพปรากฏการณ์ทางแสง ปี 2553 (2010)


รุ้งกินน้ำท้ายเรือ
รุ้งละอองน้ำ (Spray Bow) เกิดในลักษณะเดียวกันกับรุ้งกินน้ำ ในกรณีนี้เกิดเพราะละอองน้ำที่พ่นออกจากท้ายเรือโดยสาร
รุ้งกินน้ำจากละอองน้ำพ่นจากสายยางรดน้ำ
รุ้งกินน้ำสร้างง่ายๆ โดยใช้สายยางรดน้ำพ่นน้ำให้เป็นฝอย
น้อยๆ อย่าลืมยืนหันหลังให้ดวงอาทิตย์นะครับ
รุ้งที่ขอบวัตถุ
แสงสะท้อนจากกระจกที่วางอยู่ในอ่างน้ำ จะเกิดรุ้งขึ้นรอบขอบวัตถุ (ในที่นี้คือตัวกล้องที่ใช้ถ่ายภาพ)
รุ้งจาก Spectroscope
รุ้งจากแสงอาทิตย์ที่เห็นจาก Spectroscope
รุ้งจากสติ๊กเกอร์
รุ้งบนสติ๊กเกอร์
รุ้งจากลูก crystal
รุ้งจากลูก crystal
รุ้งบนกล่องกระดาษ
รุ้งบนกล่อง
รุ้งบนกล่องกระดาษ
รุ้งบนกล่อง
Lunar Corona
Lunar Corona
รุ้งบนฟองสบู่
รุ้งบนฟองสบู่
รุ้งบนฟองสบู่
รุ้งบนฟองสบู่
รุ้งบนฟองสบู่
รุ้งบนฟองสบู่
รุ้งบนลูกโป่งวิทยาศาสตร์
รุ้งบนลูกโป่งวิทยาศาสตร์

รุ้งบน DVD และ CD
รุ้งบนแผ่น DVD รุ้งบนแผ่น DVD รุ้งบนแผ่น CD
รุ้งบนแผ่น DVD รุ้งบนแผ่น CD
รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD
รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD
รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD
รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD รุ้งบนแผ่น CD

น้องๆ เข้าใจเรื่องรุ้งถูกต้องจริงหรือเปล่า ?

รุ้งมี 7 สี : ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด(ส้ม) แดง ?
รุ้งประกอบด้วยสีมากมายครับ ไล่เรียงตั้งแต่สีม่วงจนกระทั่งถึงสีแดง รุ้งเกิดจากแสงอาทิตย์ จึงมีสีครบเต็มสเปคตรัม (ดูรายละเอียดเรื่องพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าใน Electromagnetic Spectrum) แต่ที่บอกว่ามีเพียง 7 สี เพราะเราพูดถึงเฉพาะสีหลักๆ เท่านั้น ให้ท่องง่ายจำง่าย

รุ้งกินน้ำมีแถบสีแค่ 7 แถบเท่านั้น ?
ถึงแม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว รุ้งกินน้ำจะมี 7 แถบสี ตามที่ได้พูดไปแล้วก่อนหน้านี้ แต่ถ้าสภาวะแวดล้อมเอื้ออำนวย รุ้งกินน้ำอาจมีมากกว่า 7 แถบสีได้ เช่น รุ้งซ้อน (Supernumerary Rainbow) จะมีแถบสีเขียวและม่วง เพิ่มขึ้นมาอีกได้อีก 1 คู่ หรือหลายคู่

รุ้งซ้อน
รุ้งกินน้ำตัวนี้ เกิดขึ้นเมื่อเย็นวันที่ 7 สิงหาคม 2553 บันทึกภาพได้จากโรงพยาบาลสวนดอก จังหวัดเชียงใหม่
ปลายด้านซ้ายของโค้งรุ้งที่เกิดสั้นๆ ตัวนี้ จะมีแถบสีเขียว และสีม่วงจางๆ เพิ่มขึ้นต่อจากแถบสีม่วงของรุ้งกินน้ำปกติ
(ภาพนี้ ผ่านการปรับ contrast และปรับแสง เพื่อให้เห็นแถบสีได้ชัดเจนขึ้น)

รุ้งกินน้ำเกิดวงใหญ่หรือเล็กขึ้นกับอะไร ?
โค้งรุ้งกินน้ำจะมีขนาดใหญ่ เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้า เช่น ตอนเช้า และ ตอนเย็น และจะมีขนาดเล็กลง เมื่อดวงอาทิตย์อยู่สูงจากขอบฟ้า เช่น ตอนสาย และ ตอนบ่าย

รุ้งกินน้ำทำไมมีสีออกแดงเวลาเย็น ?
ในตอนเช้าและเย็น แสงจากดวงอาทิตย์ต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศเป็นระยะทางที่ยาวขึ้น แสงสีฟ้าและเขียวจะเกิดการกระเจิง (scattering) คงเหลือแต่แสงสีแดง และเหลือง เป็นส่วนมาก ทำให้รุ้งมีสีออกโทนแดง

รุ้งกินน้ำเกิดเต็มวงกลมได้หรือไม่ ?
โดยปกติ รุ้งกินน้ำไม่สามารถเกิดเต็มวงได้ เนื่องจากมีพื้นดินมาบังเอาไว้ อย่างไรก็ตาม หากพิจารณาจากข้อจำกัดในการเกิดรุ้งกินน้ำ เราอาจพูดได้ว่า เราสามารถเห็นรุ้งกินน้ำเต็มวงได้ หากอยู่บนเครื่องบิน ที่บินอยู่เหนือกลุ่มของละอองน้ำ หรือ ยืนอยู่บนยอดเขา มองลงไปในหุบเขาที่มีละอองน้ำ เป็นต้น

รุ้งกินน้ำมี 2 ตัว คือ รุ้งปฐมภูมิ กับ รุ้งทุติยภูมิ ?
ในธรรมชาติ เราจะเห็นรุ้งกินน้ำได้อย่างมาก 2 ตัวเท่านั้น แต่ทางทฤษฎีแล้ว เนื่องจากแสงสามารถสะท้อนมากกว่า 2 ครั้ง ในหยดน้ำ จึงสามารถทำให้เกิดรุ้งตัวที่ 3...4...5... ไปได้เรื่อยๆ ทุกครั้งที่แสงจำนวนหนึ่งหักเหออกมาจากหยดน้ำ แล้วทำให้เกิดรุ้งกินน้ำ แสงที่เหลือจะสะท้อนต่อไป และหักเหออกมา ทำให้เกิดรุ้งกินน้ำตัวต่อไป ที่มีความเข้มของแสงน้อยลง (มองเห็นได้ยากขึ้น) รุ้งตัวอื่นๆ นี้ มีรายงานว่าสามารถสร้างขึ้นได้ในห้องทดลอง

เราเห็นรุ้งกินน้ำตัวเดียวกันเสมอ ? :
เนื่องจากเรามองดูรุ้งกินน้ำในตำแหน่งที่ต่างกัน (ต่อให้ยืนซ้อนกัน ก็ยังต้องนับว่าตำแหน่งที่ดูต่างกัน) เราจะเห็นรุ้งกินน้ำต่างตัวเสมอ เนื่องจากมุมในการมองต่างกัน ดังนั้นน้องๆ ควรจะภูมิใจว่า ธรรมชาติสร้างรุ้งกินน้ำให้เราเห็นเฉพาะบุคคลจริงๆ

เราเห็นรุ้งกินน้ำสีเหมือนกันทุกคน ?
เนื่องจากความสามารถในการมองเห็นสีของเซลรับแสงของตาคนไม่เท่ากัน แต่ละคนจะมองเห็นรุ้งกินน้ำสีต่างกันไปเล็กน้อย ส่วนคนตาบอดสีจะเห็นรุ้งกินน้ำน้อยสีกว่าครับ

รุ้งกินน้ำที่ตาเรามองไม่เห็น ?
รุ้งกินน้ำที่เราเห็นได้ เกิดจากแสงสีในย่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตาคนเรามองเห็น (Visible Spectrum) ดังนั้น รุ้งกินน้ำที่เกิดจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ก็น่าจะมีได้เช่นกัน

ในปัจจุบัน กล้องดิจิตอลบางตัวมีความสามารถในการบันทึกภาพในย่านอินฟราเรดใกล้ (Near Infrared) แล้วแสดงผลออกมาเป็นภาพที่เราเห็นได้ (อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมที่ การถ่ายภาพ Near Infrared โดยใช้กล้องดิจิตอล)

เนื่องจากอินฟราเรดใกล้มีความยาวคลื่นมากกว่าคลื่นแสงสีแดงเล็กน้อย
รุ้งอินฟราเรดใกล้ (Near Infrared Rainbow) จึงปรากฏอยู่ถัดจากโค้งรุ้งสีแดงนิดนึงเช่นกัน

Near Infrared Rainbow
รุ้งกินน้ำธรรมดา และ รุ้งอินฟราเรดใกล้ บันทึกเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2554
Camera : FujiFilm IS-1
Near IR Pass Filter : Hoya R72 IR Filter
UV/IR Block Filter : Heliopan Digital UV/Infrared Lichtfilter Slim version

รุ้งกินน้ำเกิดในตำแหน่งใดบนท้องฟ้า ?
มุมระหว่างเส้นสายตากับรุ้งกินน้ำ (วงปฐมภูมิ) ที่ทำกับเส้นจากรุ้งกับดวงอาทิตย์ มีค่าเท่ากับ 42 องศา ทำให้รุ้งกินน้ำที่เกิดขึ้น เป็นวงโค้ง ไม่ใช่เส้นตรง หรือเส้นแบบอื่นๆ

มุม 42 องศา - 42 degree
ภาพแสดงการเกิดรุ้งกินน้ำ และการมองเห็นรุ้งกินน้ำ จากจุดต่างๆ
แม้ว่าผู้สังเกตุการณ์ 2 คน จะเห็นรุ้งกินน้ำพร้อมกัน แต่ก็เป็นรุ้งกินน้ำคนละตัวกัน สะท้อนและหักเหจากละอองน้ำต่างหยดกัน

รุ้งกินน้ำเกิดจากการหักเหของแสง ?
รุ้งกินน้ำเกิดจากการหักเหและการสะท้อนของแสงครับ

รุ้งกินน้ำตัวที่ 1 หรือ รุ้งปฐมภูมิ เป็นรุ้งกินน้ำโค้งที่ชัดที่สุดที่เราเห็นกันเป็นประจำ โค้งสีแดงจะอยู่บนสุด และโค้งสีม่วงจะอยู่ล่างสุด รุ้งปฐมภูมิเกิดจากการที่แสงหักเห 2 ครั้ง และสะท้อน 1 ครั้ง (หักเห-สะท้อน-หักเห)
รุ้งกินน้ำตัวที่ 2 หรือ รุ้งทุติยภูมิ เป็นรุ้งกินน้ำที่ชัดน้อยกว่า และจะเกิดอยู่เหนือรุ้งกินน้ำตัวที่ 1 โดยที่ลำดับสีของสายรุ้งจะสลับกับลำดับสีของรุ้งปฐมภูมิ คือโค้งสีแดงจะอยู่ล่างสุด และโค้งสีม่วงจะอยู่บนสุด รุ้งทุติยภูมิเกิดจากการที่แสงหักเห 2 ครั้ง และสะท้อน 2 ครั้ง (หักเห-สะท้อน-สะท้อน-หักเห)

รุ้งกินน้ำไม่ได้เกิดขึ้นทุกครั้งหลังฝนตก (มีละอองฝน) และแดดออก (มีแสงอาทิตย์) ?
ในข้อนี้ อาจเป็นที่ถกเถียงกันได้ แต่ถ้าเราอาศัยความรู้เกี่ยวกับรุ้งกินน้ำที่เราทราบดีแล้ว เราน่าจะสามารถกล่าวได้ว่า
"รุ้งกินน้ำเกิดทุกครั้งที่มีสภาพเหมาะสม (มีละอองฝน + แสงแดดส่อง) แต่เราไม่เห็นรุ้งกินน้ำ เนื่องจากเราไม่ได้อยู่ในตำแหน่งที่จะเห็นมันต่างหาก"

รุ้งกินน้ำดูชัดเท่ากันทั้งตัว ?
รุ้งกินน้ำที่อยู่ใกล้พื้นดิน จะดูชัดเจนกว่ารุ้งกินน้ำตัวเดียวกันที่อยู่สูงขึ้นไป เนื่องจากรูปร่างของหยดน้ำใกล้พื้นดินมีรูปทรงที่กลมกว่า ทำให้การหักเหและสะท้อน เกิดขึ้นดีกว่า

ถ้าเราดูรุ้งกินน้ำ หรือใช้กล้องถ่ายภาพรุ้งกินน้ำผ่าน polarizing filter จะเห็นรุ้งกินน้ำชัดขึ้นหรือไม่ ?
คำตอบคือใช่ และ ไม่ใช่ !
สำหรับรุ้งกินน้ำตัวสั้นๆ การใช้ filter ดังกล่าว จะสามารถทำให้รุ้งกินน้ำดูชัดเจนขึ้นมาก
แต่ถ้าเป็นรุ้งกินน้ำตัวยาวๆ การใช้ filter ดังกล่าว จะทำให้บางส่วนของรุ้งกินน้ำดูชัดเจนขึ้น แต่บางส่วนจะเลือนหายไปเกือบหมด หรือหมดเลยทีเดียว ที่เป็นเช่นนี้ เพราะรุ้งกินน้ำแต่ละส่วน มีระนาบของการเป็น polarization ต่างกันครับ

รุ้งกินน้ำ
เมื่อหมุน polarizing filter ให้ท้องฟ้ามีสีเข้ม รุ้งกินน้ำกลับหายไป
รุ้งกินน้ำ
เมื่อหมุน polarizing filter ให้รุ้งกินน้ำมีสีสดชัดเจน ท้องฟ้ากลับมีสีอ่อนลง (contrast ระหว่างท้องฟ้ากับเมฆน้อยลง)


นักประดิษฐ์รุ้ง (รายละเอียดจะค่อยๆ ทะยอยลงครับ)
rainbow from thin film การประดิษฐ์รุ้งด้วยน้ำยาเคลือบเล็บ : เป็นการทดลองง่ายๆ ในการสร้างฟิล์มบางๆ จากน้ำยาเคลือบเล็บ รุ้งที่เกิดขึ้น จะมีหน้าตาเป็นอย่างไรกันนะ ?
rainbow from water tank การประดิษฐ์รุ้งด้วยอ่างน้ำและกระจก :
การประดิษฐ์รุ้งด้วยแท่งแก้ว

Links
About Rainbows
เป็น web ของ Education and Outreach ที่ให้คำอธิบายว่ารุ้งคืออะไร? เกิดได้อย่างไร?

Thin-film interference
เป็น web ของ Physics Department ของ Boston University ที่ให้คำอธิบายว่าทำไมฟิล์มของน้ำมันที่ลอยบน้ำจึงมีสีรุ้ง ?

The Physics of a Rainbow
เป็น web ของโรงเรียนพัทลุง เรื่องรุ้งกินน้ำ

รุ้งกินน้ำ
ของ ฟิสิกส์ราชมงคล

Parhelions or Sun Dogs
เป็น web ของ hyperphysics.phy-astr.gsu.edu อธิบายเรื่อง พระอาทิตย์ทรงกลด [ The 22° Halo และ Sun Dogs (Parhelia) ]

Rings Around The Moon
เป็น web ของ hyperphysics.phy-astr.gsu.edu อธิบายเรื่อง พระจันทร์ทรงกลด ซึ่งฝรั่งเขามีชื่อเรียกหลายชื่อครับ ได้แก่ Moon Ring, Moon Dogs, Moon Corona, และ Moon Bows

Make a Permanent Rainbow
เป็น web ของ www.scitoys.com อธิบายเรื่อง การสร้างฟิล์มสีรุ้งจากน้ำยาเคลือบเล็บ และมี Thin-film Color Calculator ที่ด้านล่างของ web page ด้วย

Simulation of a RAINBOW using Monte Carlo
เป็น web ของ MathDemos Projects, มี Rainbow Simulation ด้วยครับ

Physics of Rainbow
เป็น web ของ Department of Physics at National Taiwan Normal University

Demonstration, Light Dispersion through a Glass Slab
เป็น web ของ phys.hawaii.edu

Demonstration, Light Dispersion through a Glass Prism
เป็น web ของ phys.hawaii.edu




All pages were created on Macintosh Computer, using Adobe PhotoShop, iPhoto and BBEdit.

คำถาม? ข้อคิดเห็น! ข้อเสนอแนะ . . . ติดต่อกับเราได้ครับ
Sky Observer | Sci4fun | กลับขึ้นข้างบน

All rights reserved.
Reproduction in whole or in part without permission is prohibited.
P i t a n S i n g h a s a n e h
ผู้เขียน : ดร. พิธาน สิงห์เสน่ห์
Writer : Dr.Pitan Singhasaneh