Vikerkaar

Vikerkaar (Saaremaal ka ammukaar; Saaremaal ja Võru murdes vikatkaar) on optikanähtus, mis inimesele paistab  spektrivärvustes kaarekujulise valgusribana. 

Vikerkaare põhjustab päikesekiirte eri lainepikkustel erinev murdumine ja peegeldumine ligikaudu kerakujulistelt vihmapiiskadelt vihmaseinal või vihmapilves, kui päikesevalgus langeb piiskadele vaatleja selja tagant. Atmosfääris iga veepiisk toimides nagu prisma lahutab valge valguse erineva lainepikkusega komponentideks ja kui selline spektriks lahutamine toimub paljudes miljonites piiskades, siis ilmubki taevasse vikerkaar.

Hästi nähtava peavikerkaare kõrval on mõnikord näha nõrgemat, ümberpööratud spektriga kõrvalvikerkaart. Harva esineb ka kolmekordseid vikerkaari. Kahekordse vikerkaare puhul värvikaarte vahele jäävat tumedat ala nimetatakse Aleksandri tumedaks vööks Aphrodisiase Alexandrose järgi, kes seda 200. aasta paiku esimesena kirjeldas.

Mõnikord ei moodustu vikerkaar mitte otseste päikesekiirte, vaid kuukiirte arvel (kuuvikerkaar). Eestis esinevad need eelkõige suve lõpus ja sügisel täiskuuöödel merel või selle lähedal.

Samuti esineb udu- ja pilvekaari: suhteliselt tavaline uduvikerkaar tekib, kui läbipaistvast taevast jõuab vaatlejani päikese otsekiirgus läbi hõreneva udu, pilvekaared seevastu on äärmiselt haruldased. Mõlemad neist on valkjad, sageli lisakaartega, kuna valgus murdub neis palju väiksemates veetilkades kui tavalise vikerkaare puhul, eri lainepikkusega valguskiired kattuvad ning ei allu difraktsiooonile.

Kõik vikerkaare vormid kuuluvad optiliste atmosfäärinähtuste hulka. 

Tavaliselt eristatakse vikerkaarevärve lainepikkuse kahanemise järjekorras seitset värvust: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, tumesinine ja violetne. Enamasti ei ole siiski neid kõiki võimalik eristada. Nende värvuste kasutamise vikerkaare kirjeldamisel kinnistas Isaac Newton, kes 1672 avaldas artikli "A new theory about light and colours".

Maapealse vaatleja jaoks saab vikerkaar tekkida üksnes siis, kui päike ei ole horisondist kõrgemal kui 40°.

Väikesed veepiisad, mida vee pindpinevusjõud peaaegu ümmargusena hoiab, tekitavad õhus ja maapinnal mitmeid optilisi nähtusi. Kui valgus liigub läbi veepiisa läätse edasi-tagasi, siis ta värvus ei muutu. Kui aga valgus läbib veepiiska ainult ühe korra, siis kaldub ta oma esialgsest suunast kõrvale ja lahutub spektriks nagu prismas. Hommikuse kastega või pärast hoovihma võime rohul päikese käes märgata üksikuid eredavärvilisi veepiisku. Kui liigutame veidi oma pead, siis, muudavad niisugused piisad värvi, sobivas ulatuses pead liigutades võime näha pea (silma) asendist olenevalt ühes piisas kõiki vikerkaare värve. Ümmargusse veepiiska sisenenud valgus murdub oma esialgsest suunast piisa keskpunkti poole. Osa sellest valgusest peegeldub piisa tagaseinal piisa sisse tagasi ja piisast väljumisel murdub veel kord. kaugusel Päikesele vastassuunast. Et vee murdumisnäitaja sõltub kuigivõrd lainepikkusest, siis kalduvad sinised kiired oma esialgsest suunast kõrvale rohkem kui punased. Vihmasaju ajal on õhus piisku väga palju ja igal ajahetkel on hulgaliselt piisku ka nendes suundades, kust saabub meie silma spektriks lahutatud valgus. Nii tekibki vikerkaar umbes 42° kaugusel Päikese vastassuunast ja vastassuunale on kõige lähemal (kaare siseservas) algsest suunast kõige rohkem kõrvale kaldunud sinised kiired ning Päikese vastassuunast kõige kaugemal (kaare välisservas) punased kiired. Kesksuvel on Eestis Päike keskpäeval kõrgemal kui 42°. Siis ei ole tasasel maal võimalik vikerkaart näha, see jääb allapoole horisonti. Küll aga saab 42°-st kõrgema Päikese korral näha vikerkaart lennukilt ja näiteks kõrge maja aknast purskkaevu või vihmuti "vihmasajus".

Vaata ka
Dispersioon
Valgusspekter
Optikanähtused
Atmosfäärioptika

Viited

Välislingid

 Jüri Kamenik Tuntud ja tundmatu vikerkaar Eesti Loodus 8/2014, lk 20-26
 [] inglisekeelne video vikerkaare tekkimise seletuste kohta läbi ajaloo
Atmosfäärioptika
 [] inglisekeelne veebileht vikerkaare kohta