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2010/07/09

Perfect Rainbow

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夕方、雨が上がったら空に分度器を置いたような完璧な虹が出ていました。虹が地面や建物に接するところはどうなっているのでしょうか?

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この写真では赤い屋根のあたりにぶつかっているように見えますが、実際にはその位置に色の柱が立っているわけではありません。

虹はどうしてできるのでしょうか?
高校の物理で習ったような気がしますが・・・。

実際には、主虹の外側にもう1つ副虹がうっすらとあって、虹は二重に見えるのだそうです。上の写真でも、”そう言われてみれば・・・”とは思いませんか?

Perfectrainbowデカルト(1596~1650)はすでに17世紀に、観測者から見て約42度の位置に主虹、約51度の位置に副虹ができることを理論的に導き出しています。

面白いことに、主虹は内側が短波長(紫色)なのに対して、副虹は内側が長波長(赤色)になります。当時はまだ太陽光がさまざまな波長の光のスペクトルからなっていることが知られていなかったので、なぜ虹に色があるかについてはデカルトは科学的な説明をしていません。

その後、プリズムを使った実験で白色光が異なる色の成分の寄せ集めであることを解明するのはニュートン(1642~1727)です。

※上の図を拡大するとわかりやすいですが、主虹の場合、空気中の光が雨滴に入射(屈折)→雨滴中で1回反射→雨滴から空気中に入射(屈折)の経路(ABCDE)をたどります。副虹の場合は、空気中の光が雨滴に入射(屈折)→雨滴中で2回反射→雨滴から空気中に入射(屈折)の経路(FGHIKE)をたどります。もちろん3回反射する経路も考えられますが、光が視認できないほどに弱まるので、3番目の虹は無視して構わないそうです。

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