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虹は綺麗。。しかしなぜ半円なのか?

玉屋ブログ

niji

虹って、本来、太陽を背にして立ったときに自分の影を中心にした或る一定の方向に、円を描くように出現するものです。
しかし、雨が降っていない部分には出ません。
地面より下には当然降りませんから、その部分の欠けた円として見えるのです。
だから、太陽の高度にもより、大きさも違ってきます。
日没寸前の太陽の反対側には大きく見事な虹が出ることがあります。
飛行機が飛んでいる時、湿った空気が太陽と反対の方角にあるとき、雲に映った
機影を中心に、まん丸の虹がうっすらと見えることがありますね。
この丸い虹は、機影と一緒に移動してずっとついてきます。

ではなぜ原則、円なのか?
各々の水滴は球の形をしています。その球の中に入った光が中で1回反射して
また出てくるとき、プリズムの原理で虹に分解されるのです。
で、その出てくる角度は光線にたいして一定の角度で、また太陽光線は平行光線なので、
見ている自分を通る、太陽からの光線のラインを中心軸に、そのまわり一定の角度の
ところに沢山の水滴からの反射光が並んでみえるのです。
だから円状になるんです。
それがプリズム効果で虹色になるんです。。
つまり、その「一定の角度」というのが、分解された光の各色によってわずかに異なる
ので、白く細いひとつのリングでなく、少しづつずれた位置に各色(赤~紫)が
出るのです。
これが虹なんですね。

補足:だから、地球が丸いのは全く関係ありません。
また、太陽光線(平行光線)による虹であるかぎり、直線の虹はありえません。

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