Sateenkaari on värikaari taivaalla, joka näkyy, kun aurinko paistaa sateen läpi. Värikuvio, jota kutsutaan spektriksi, alkaa punaisesta ulkoa ja vaihtuu oranssin, keltaisen, vihreän, sinisen, indigon ja violetin kautta sisäpuolelle. Joskus nähdään toinen, suurempi ja himmeämpi sateenkaari.

Sateenkaari syntyy, kun valkoinen valo taittuu (taittuu) vesipisaraan joutuessaan, jakautuu eri väreihin ja heijastuu takaisin. Sateenkaari on itse asiassa pyöreä kuin ympyrä. Maassa alaosa on piilossa, mutta taivaalla, esimerkiksi lentokoneesta käsin, se näkyy ympyränä auringon vastakkaisen pisteen ympärillä.

Sateenkaaret ilmestyvät usein myrskyjen jälkeen, ja ne ovat monissa kulttuureissa suosittuja rauhan symboleita.




 

Miten sateenkaari muodostuu (lyhyt fysiikka)

Sateenkaari syntyy valon taittumisen, dispersioon (värien erottumisen) ja sisäisen heijastuksen yhdistelmästä vesipisaroissa. Kun auringonvalo osuu pisaraan, valo taittuu pisaraan sisään, eri aallonpituudet (värit) taipuvat eri tavalla, osa valosta heijastuu pisaran takaseinämästä ja lopuksi valo taittuu uudelleen pisarasta ulos. Tämän prosessin geometria aiheuttaa sen, että havainnoija näkee kullekin värille tietyn kulman auringon suuntaan nähden: punainen näkyy ylempänä kaaren ulkoreunalla ja violetti alareunalla.

Primääri- ja sekundääri­sateenkaari

  • Primääri (ensisijainen) sateenkaari syntyy yhdellä sisäisellä heijastuksella pisarassa ja näkyy tyypillisesti noin 42° kulmassa auringon ja havaitsijan välisestä suuntaviivasta.
  • Sekundääri (kaksoissateenkaari) syntyy kahdella sisäisellä heijastuksella, se on himmeämpi ja sen värit ovat päinvastaisessa järjestyksessä (punainen sisempänä, violetti ulompana). Sekundäärin säde on noin 50–53°.

Lisäilmiöt

  • Supernumeraariset kaaret ovat ohuempia, värillisiä raitoja primäärisateenkaaren sisäpuolella. Ne syntyvät valon aaltoluonteesta aiheutuvasta interferenssista ja näkyvät parhaiten, kun pisarat ovat hyvin pieniä ja tasakokoisia.
  • Alexanderin vyö on alue primäärisateenkaaren ja sekundäärisateenkaaren välissä, joka näyttää tummemmalta—se johtuu valon jakautumisesta eri suuntiin kaarien muodostuessa.
  • Polarisaatio: sateenkaaren valo on osittain polarisoitunutta. Polarisaatiosuodatin voi muuttaa kaaren kontrastia ja joskus tehdä siitä helpommin havaittavan taivaan tummentuessa samaan aikaan.

Missä ja milloin sateenkaari näkyy

Sateenkaaren näkemiseksi aurinko pitää olla havainnoijan selän takana ja sadealue edessä. Aurinko on yleensä matalalla (alle noin 42° horisontin yläpuolella), jolloin primäärisateenkaari muodostuu näkyväksi. Lentokoneesta tai korkealta kalliolta sateenkaari voi näkyä ympyränä, koska maan esteet eivät peitä alaosaa.

Vinkkejä sateenkaaren katseluun ja valokuvaukseen

  • Katso aurinkoa selän taakse ja etsi sade- tai vesipisaroita edessäsi.
  • Kun aurinko on matalalla, kaari on korkeammalla taivaalla ja näkyy paremmin.
  • Valokuvauksessa käytä laajakulmaa, jotta koko kaari mahtuu kuvaan. Kokeile eri valotusaikoja ja HDR-tekniikkaa kontrastin parantamiseksi.
  • Polarisointisuodattimen käyttö voi joko parantaa kontrastia tai heikentää kaaren näkyvyyttä riippuen suodattimen asennosta; kierrä sitä löytääksesi parhaan vaikutuksen.
  • Halutessasi voi tehdä pienen sateen suihkuttamalla vettä (esim. puutarhasuihkulla) ja asettumalla aurinko selän taakse—pienempänä mittakaavana syntyy keinotekoinen sateenkaari.

Merkitys kulttuurissa ja mytologiassa

Sateenkaari on monissa kulttuureissa symboli toivosta, rauhasta, liitosta taivaan ja maan välillä tai jumalallisesta viestistä. Tunnettuja myyttejä ovat irlantilainen taru sankarikukasta ja norjalaisen mytologian Bifröst-silta. Nykyään sateenkaari tunnetaan myös monilla yhteiskunnallisilla symboleilla, esimerkiksi LGBT-liikkeen monivärinen lippu perustuu ajatukseen erilaisuuden ja moninaisuuden ilmentymisestä väreinä.

Lyhyt yhteenveto

Sateenkaari on valon ja vesipisaroiden vuorovaikutuksesta syntyvä luonnonilmiö: taittuminen, dispersion ja heijastus tuottavat värillisen kaaren, jonka muodot ja värit kertovat valon aallonpituuksien eri käyttäytymisestä. Kaari näkyy aina auringon vastakkaisella puolella ja parhaimmillaan matalalla olevan auringon aikaan myrskyn tai kuuron jälkeen.