എന്റെ ഹൃദയം ആകാശത്ത് ഒരു ഇന്ദ്രധനുസ് വളഞ്ഞുയരുമ്പോഴെല്ലാം ചാടിപ്പായുന്നു. എന്റെ ജീവിതം ആരംഭിച്ചപ്പോഴും അങ്ങനെ തന്നെയായിരുന്നു; ഞാൻ വൃദ്ധനാകുമ്പോഴും അങ്ങനെ തന്നെയായിരിക്കട്ടെ— അല്ലെങ്കിൽ ഞാൻ നിലനിൽക്കാതിരിക്കട്ടെ. കാരണം, കുഞ്ഞാണ് മനുഷ്യന്റെ പിതാവ്, എന്റെ ദിവസങ്ങൾ ഓരോന്നും മറ്റൊന്നുമായി ശാന്തവും സ്വാഭാവികവുമായ ഭക്തിയാൽ ബന്ധിക്കപ്പെട്ടിരിക്കട്ടെ.
ഇന്ദ്രധനുസിനെ കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുമ്പോഴെല്ലാം, വേഡ്‌സ്‌വർത്തിന്റെ 1802-ലെ വരികൾ എന്റെ മനസ്സിൽ സ്വയം ഉയർന്നു വരുന്നു— “My Heart Leaps Up” എന്ന പേരിൽ അറിയപ്പെടുന്ന, അല്ലെങ്കിൽ ലളിതമായി “Rainbow in the Sky” എന്നറിയപ്പെടുന്ന കവിത. അതിന്റെ ലാളിത്യവും അത്ഭുതവും എന്നെ ആകർഷിച്ചിരുന്നു; ഞാൻ സൂര്യപ്രകാശത്തിലേക്ക് വെള്ളം തളിച്ച് എന്റെ സ്വന്തം ഇന്ദ്രധനുസ് ഉണ്ടാക്കാറുണ്ടായിരുന്നു. ഇന്നും അതു ചെയ്യാറുണ്ട്— രാവിലെ ചെടികൾക്ക് വെള്ളം കൊടുക്കുമ്പോൾ ഒരു ചെറു വർണ്ണവളയം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, പ്രകൃതിയുടെ ഇന്ദ്രജാലം എന്നും എന്നെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്നു.

പ്രകൃതി നമ്മുടെ ദിവസങ്ങളെ വർണ്ണമയമാക്കാൻ അനവധി വഴികൾ നൽകുന്നു— ഒന്നും ചോദിക്കാതെ ഹൃദയം ഉയർത്തുന്ന വഴികൾ. അതിന്റെ പിന്നിലെ സൗന്ദര്യം കണ്ടെത്താൻ ശാസ്ത്രം എന്നും കൗതുകത്തോടെ ശ്രമിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ നമുക്ക് ഒരു നിമിഷം നിൽക്കാം, ശ്രദ്ധിച്ച് നോക്കാം, ആ തിളങ്ങുന്ന ഇന്ദ്രധനുസിന്റെ പിന്നിൽ എന്താണ് ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്നതെന്ന് കാണാം.

ഇന്ദ്രധനുസ് എന്താണ്?

1.    ഇന്ദ്രധനുസ് ഒരു ജ്യാമിതീയ–ദൃശ്യ പ്രതിഭാസം ആണ്. സൂര്യപ്രകാശം ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ജലബിന്ദുക്കളുമായി സംവദിക്കുമ്പോൾ വക്രീകരണം (refraction), ആന്തരിക പ്രതിഫലനം (internal reflection), വികിരണം (dispersion) എന്നിവയിലൂടെ ഇത് രൂപപ്പെടുന്നു. ശാസ്ത്രീയമായി, ഇതിന്റെ രൂപീകരണം Snell’s law, ജലത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യാനുസൃതമായ പ്രതിഫലന സൂചിക, ജലബിന്ദുക്കളിലെ പ്രകാശപഥങ്ങളുടെ ജ്യാമിതി (ക്ഷേത്രഗണിതം) എന്നിവയാൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

ഒരു മഴത്തുള്ളിയുടെ ഉള്ളിൽ എന്താണ് നടക്കുന്നത്

•    വക്രീകരണം: സൂര്യപ്രകാശം മഴത്തുള്ളിയിലേക്ക് കടക്കുമ്പോൾ വെള്ളത്തിൽ പ്രകാശം മന്ദഗതിയാകുന്നതിനാൽ അത് വളയുന്നു. ഇതോടെ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ അല്പം വേർപെടുന്നു.
•    ആന്തരിക പ്രതിഫലനം: വളഞ്ഞ പ്രകാശം തുള്ളിയുടെ ഉള്ളിലെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് തിരിച്ചുപോകുന്നു. സാധാരണയായി പ്രകാശത്തിന്റെ ഏകദേശം പകുതി തിരിച്ചുപോകുന്നു.
•    രണ്ടാം വക്രീകരണം: പ്രകാശം തുള്ളിയിൽ നിന്ന് പുറത്ത് വരുമ്പോൾ വീണ്ടും വളയുന്നു. ഇതോടെ വർണ്ണവ്യത്യാസം കൂടുതൽ വ്യക്തമായി. ചെറുതായ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ (വയലറ്റ്/നീല) കൂടുതൽ വളയും; വലുതായവ (ചുവപ്പ്) കുറച്ച് വളയും.
•    വികിരണം: ഈ വ്യത്യസ്ത വളവുകൾ വെളിച്ചത്തെ അതിന്റെ വർണ്ണസ്പെക്ട്രമായി പിരിച്ചുവിടുന്നു. തരംഗദൈർഘ്യാനുസൃതമായ വർണ്ണവ്യത്യാസം ആദ്യം ന്യൂട്ടൺ വിശദീകരിച്ചു.

ഇന്ദ്രധനുസ് ~42°-ൽ രൂപപ്പെടുന്നതെന്തുകൊണ്ട്

പ്രാഥമിക ഇന്ദ്രധനുസ് ആന്റിസോളാർ പോയിന്റിൽ നിന്ന് 40–42° അകലത്തിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു:
•    ചുവപ്പ് പ്രകാശം ~42°-ൽ പുറത്ത് വരുന്നു (കുറഞ്ഞ വളവ്).
•    വയലറ്റ് പ്രകാശം ~40°-ൽ പുറത്ത് വരുന്നു (കൂടുതൽ വളവ്).
ഈ കോണുകളിൽ പ്രകാശകിരണങ്ങൾ കൂടുതൽ സാന്ദ്രമായി പുറത്തുവരുന്നതിനാൽ ഇന്ദ്രധനുസ് ഒരു വളവായി കാണപ്പെടുന്നു. ഈ ജ്യാമിതി ആദ്യം ഡെസ്കാർട്ട്സ് (1637) വിശദീകരിച്ചു; പിന്നീട് എറി തരംഗ-ദൃശ്യ സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിച്ച് സൂപ്പർന്യുമററി ബോകൾ പോലുള്ള finer ഘടകങ്ങൾ വിശദീകരിച്ചു.

ഇന്ദ്രധനുസിന്റെ തരം

•    പ്രാഥമിക ഇന്ദ്രധനുസ്: ഒരു ആന്തരിക പ്രതിഫലനം; പുറത്ത് ചുവപ്പ്, അകത്ത് വയലറ്റ്.
•    ദ്വിതീയ ഇന്ദ്രധനുസ്: രണ്ട് ആന്തരിക പ്രതിഫലനങ്ങൾ; ~50°-ൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു; വർണ്ണക്രമം മറിഞ്ഞിരിക്കും.
•    സൂപ്പർന്യുമററി ഇന്ദ്രധനുസുകൾ: തരംഗ ഇടപെടലാൽ ഉണ്ടാകുന്ന മൃദുവായ പാസ്റ്റൽ വർണ്ണവളയങ്ങൾ.
ഇന്ദ്രധനുസ് വളഞ്ഞതെന്തുകൊണ്ട്
ശരിയായ കോണിൽ (40–42°) നിൽക്കുന്ന ജലബിന്ദുക്കൾ മാത്രമാണ് നിരീക്ഷകന്റെ കണ്ണിലേക്ക് പ്രകാശം അയയ്ക്കുന്നത്. ഈ ബിന്ദുക്കൾ നിരീക്ഷകനെ കൊടുമുടിയാക്കി ഒരു കോണിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു; അതിനാൽ ഇന്ദ്രധനുസ് ഒരു വളവായി കാണപ്പെടുന്നു. വിമാനത്തിൽ നിന്ന് ചിലപ്പോൾ പൂർണ്ണ വൃത്തം കാണാൻ കഴിയും.

ശാസ്ത്രീയ സംഗ്രഹം
ഇന്ദ്രധനുസ് രൂപപ്പെടുന്നത്:

•    സൂര്യപ്രകാശം ജലബിന്ദുക്കളിൽ വക്രീകരിക്കപ്പെടുകയും, പ്രതിഫലിക്കപ്പെടുകയും, വികിരണിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നതിനാൽ.
•    വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത അളവിൽ വളയുന്നതിനാൽ വർണ്ണസ്പെക്ട്രം രൂപപ്പെടുന്നു.
•    പ്രകാശപഥങ്ങളുടെ ജ്യാമിതി 42° വളയം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
•    തരംഗ ഇടപെടൽ സൂപ്പർന്യുമററി ബോകൾ പോലുള്ള finer ഘടകങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുന്നു.
ഒരു ഇന്ദ്രധനുസിനെ പരമ്പരാഗതമായി ഏഴ് നിറങ്ങളുള്ളതായി വിവരണം ചെയ്യാറുണ്ട്. പക്ഷേ ശാസ്ത്രീയമായി നോക്കുമ്പോൾ, അതിൽ അനന്തമായ നിറങ്ങളുള്ള ഒരു തുടർച്ചയായ സ്പെക്ട്രമാണ് ഉള്ളത്. “ഏഴ് നിറങ്ങൾ” (VIBGYOR ) എന്നത് ഒരു സാംസ്കാരിക ധാരണ മാത്രമാണ് — ഭൗതികപരമായ ഒരു പരിധിയല്ല. ശാസ്ത്രീയമായി ഇന്ദ്രധനുസിന് നിശ്ചിതമായ ഏഴു (ചുവപ്പ്, ഓറഞ്ച്, മഞ്ഞ, പച്ച, നീല, ഇണ്ടിഗോ, വയലറ്റ്) നിറങ്ങൾ അല്ല ഉള്ളത്.  അത് ഒരു തുടർച്ചയായ സ്പെക്ട്രമാണ്. ഐസക് ന്യൂട്ടൺ സ്പെക്ട്രത്തെ ഏഴ് ഭാഗങ്ങളായി വിഭജിച്ചു ചുവപ്പ്, ഓറഞ്ച്, മഞ്ഞ, പച്ച, നീല, ഇണ്ടിഗോ, വയലറ്റ് അതിനോട്  അദ്ദേഹം ഓറഞ്ചും ഇണ്ടിഗോയും ഉൾപ്പെടുത്തിയതിൽ ഭാഗികമായി തത്ത്വചിന്താപരമായ കാരണങ്ങളുണ്ടായിരുന്നു — സംഗീതത്തിലെ ഏഴ് സ്വരങ്ങളുമായി സ്പെക്ട്രത്തെ ബന്ധിപ്പിക്കാനായിരുന്നു ശ്രമം. ഇന്നത്തെ പല ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഇണ്ടിഗോ വ്യക്തമായി തിരിച്ചറിയാവുന്ന ഒരു നിറമല്ലെന്ന് പറയുന്നു; അതിനാൽ ചില ആധുനിക ചിത്രീകരണങ്ങളിൽ ആറു നിറങ്ങൾ മാത്രമാണ് കാണിക്കുന്നത്.

References:
1.    What Causes a Rainbow? | Light, Physics, Reflection, Refraction, Dispersion, & Colors | Britannica.
2.    Rainbow - Wikipedia