Vikerkaar on värvikaar taevas, mida saab näha, kui päike paistab läbi langeva vihma. Värvimustrid algavad väljastpoolt punase värviga ja muutuvad seestpoolt oranži, kollase, rohelise, sinise, indigo ja lilla värvi kaudu. Mõnikord on näha ka teist, suuremat ja tuhmemat vikerkaart.

Kuidas vikerkaar tekib

Vikerkaar tekib, kui valge valgus paindub (murdub) veetilka sisenedes, jaguneb eraldi värvideks ja peegeldub tagasi. Selle protsessi põhitegurid on valguse dispersioon (iga lainepikkuse murdumise erinevus) ja üks või mitu sisemist peegeldust tilga sees. Peamised punktid:

  • Primaarne vikerkaar tekib siis, kui valgus läbib tilga, peegeldub sees ühe korra ja väljub tilgast. Selle iseloomulik nurk vaatleja ja päikese vahel on ligikaudu 42° punase serva jaoks (violetse serva jaoks veidi väiksem).
  • Sekundaarne (topelt) vikerkaar tekib, kui valgus peegeldub tilga sees kaks korda. Sellisel juhul on vikerkaar heledusest nõrgem, värvid on pööratud (väljastpoolt on violetne ja seestpoolt punane) ning selle iseloomulik nurk on ligikaudu 51°.
  • Vikerkaar on tegelikult ringikujuline: maapinnalt näeme tavaliselt vaid selle ülemist kaareosa, aga lennukist või kõrgest kohast on võimalik näha täisringi.

Täiendavad nähtused ja seletused

  • Alexanderi vöö: primaarse ja sekundaarse vikerkaare vahel on tume ala, mida nimetatakse Alexanderi vööks — see tekib seetõttu, et selles suunas langeb vaatluse telje suhtes vähem hajutatud valgust.
  • Supernumeraarne vikerkaar: mõnikord primaarkaare siseküljel on nõrgemaid, peeneid värvijooni (interferentsinähtus), mis tekivad siis, kui vihmapiisad on ühtlase suurusega ja piisavalt väikesed.
  • Fogbow ehk uduvikerkaar: kui tilgad on väga väikesed (udu või pilvede mikropiisad), siis vikerkaar on laiem, nõrgem ja peamiselt valkjashall — värvid ei eristu hästi.
  • Polariseerumine: vikerkaare valgus on osaliselt polariseeritud; polarisatsioon on nähtav, kui vaadata läbi polarisatsioonfiltri — mõnede nurkade alt muutub värvide kontrastsus tugevamaks või nõrgemaks.
  • Tilga suuruse mõju: suuremad tilgad annavad erksamad ja kitsamad kaared, väiksemad tilgad tekitavad laiemad ja vähem külluslikud värvid; supernumeraarsete kaarte nägemiseks on vaja väga ühtlaseid ja väikesi tilku.

Kuidas ja kust vikerkaari vaadelda

  • Seisa nii, et päike oleks selja taga — vikerkaar tekib alati päikese vastassuunas.
  • Päikese kõrgus horisondil mõjutab kaare kõrgust: madal päike (lähemal horisondile) annab suurema ja selgema kaare; kui päike on üle ~42° kõrgusel, primaarne vikerkaar meist enam ei teki.
  • Täisringi vikerkaar on nähtav ainult siis, kui oled õhus või kõrgel kohal ning tilku on allpool vaatlejat.
  • Kuupäike võib mõnikord tekitada nõrka öist vikerkaart (kuuvikerkaar), kuid see on palju nõrgem ja tavaliselt valkjas, sest kuuvalgus on palju nõrgem kui päikesevalgus.

Kultuuriline ja sümboolne tähendus

Vihmakaared ilmuvad sageli pärast tormi ja on paljudes kultuurides populaarsed rahu ja lootuse sümbolid. Need on ilukujuduses ja usundites sageli tõlgendatud jumaliku või müstilise märgina ning tänapäeval kasutatakse vikerkaart ka mitmete inimgruppide, näiteks LGBTQ+ kogukonna sümbolina.

Vikerkaared on nii visuaalselt köitvad kui ka teaduslikult huvitavad nähtused — nende analüüs ühendab optikat, meteoroloogiat ja inimeste vaatluskogemusi. Kui järgmine kord näed taevakaart, mõtle, kuidas valgus läbi väikeste veetilkade loob selle värvikaima loodusliku näituse.