最終更新日: 2024 年 10 月 29 日

虹

画像の説明: 虹は空に円弧として現れ、通常は太陽の反対側の位置にあります。色は波長順に並べられており、円弧の外側が赤、内側が紫になります。観察者の目に届く光は、空気中に散在する多数の水滴から生じ、それぞれが虹の形成に寄与します。 2013 年のこの個人的な写真では、色が反転した、より淡い二次アークに気づくことができます。ソース：Astronoo

虹色の光学現象

L'虹空の弧の形で目に見える一連の色として現れる光学的および気象現象です。この現象は主に、太陽からの白色光が大気中の水滴を通過する際に 7 色 (赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫) に分解されるときに発生します。

そこには白色光の性質太陽から放出される光は、実際には可視光のすべての波長が混合されたものです。各色は特定の波長に対応します。
• 赤: 約 620 ～ 750 nm
• オレンジ：約 590 ～ 620 nm
• 黄色: 約 570 ～ 590 nm
• 緑色: 約 495 ～ 570 nm
• 青: 約 450 ～ 495 nm
・インディゴ：約425～450nm
• バイオレット: 約 380 ～ 425 nm

L'七色の由来: 虹の 7 色は、17 世紀にアイザックニュートン (1643-1727) によって広められました。彼がプリズムを使って実験を行ったとき、白色光が色のスペクトルに分解されることを観察しました。このスペクトルは連続的で、色の間の変化は流動的ですが、ニュートンは、7 つの音符のような文化的および音楽的概念に触発されて、このスペクトルを 7 つの異なる部分に分割することにしました。

虹の形成に関与する物理的プロセス

屈折: 白色光 (太陽のような) が水滴に入ると、方向が変わります。これは屈折と呼ばれる現象です。水中の光は空気中よりも遅く伝わるため、水滴中での光の速度と方向が変化します。

分散: 白色光は複数の波長で構成され、それぞれが異なる色 (赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫) に対応します。水滴に入ると、異なる波長の光は、水中での伝播速度が異なるため、異なる角度で屈折します。これにより、分散と呼ばれるプロセスである色の分離が発生します。

全内部反射: 光は屈折、散乱した後、水滴の反対側の表面に到達します。光の入射角が臨界角より大きい場合、光は液滴内で完全に反射されます (全反射)。

第二屈折: 反射された後、光は再び水滴の出口に向かい、そこで 2 回目の屈折を受けます。これにより、さらに色が分離され、分散効果が強化されます。

虹を見るために必要な条件

虹が見えるためには、大気中に水滴が存在する必要があります。通常は雨の形ですが、霧や霧の形でも水滴が存在します。さらに、太陽は空の低い位置にある必要があり (通常は早朝か午後遅く)、観察者は太陽を背にして太陽と雨の間にいる必要があります。一次虹の場合、一般的な視野角は太陽の方向から約 42 度です。言い換えれば、太陽から観察者に向かう線を想像すると、虹はその線の上に 42 度の角度で形成されます。

画像の説明: モノクロの虹は、月の虹のような単純な弧であり、色付きの虹よりも淡いことがよくあります。

虹の種類

虹にはいくつかの種類がありますが、最もよく知られているものは次のとおりです。
• プライマリーレインボー: 一次虹は一般に、赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫の 7 色のスペクトルを持っています。それは水滴内部の単一の反射によって形成されます。
• 二次虹: 副虹の色は主虹の色と逆の順序で表示されます。それらはより淡く、主アーチの上に位置します。二次虹は 2 回の内部反射によって形成されます。
• モノクロレインボー: 月の虹と呼ばれる、月の周りで観察できる光の弧など、特定の条件下でのみ、単一の色で形成されます。