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虹はどうやってできる? How is rainbow made?

289th day in Mer'awy /  337th day in Ethiopia
25 / 09 / 2003EC

20110529-2.jpg

以前の記事で虹が見えるには「水滴」と「光源(太陽)」が必要だと言いましたね。では実際にその水滴と光源でどうやって虹ができるか考えましょう。
I wrote an article that you need water drops and light source (sun light).  Today let's think about how rainbow is made of water drops and light source/


まず光の性質から。
太陽光ってみなさん何色と思いますか?
白色?透明?
First, think property of light.
What color do you think is sun light?
White light? or clear color?


まぁ白色ですかね。
でもこの太陽光の白色くせもんです。
It is said that sun light is while light.
This while light of sun light is suspicious.


実は白色という単独の色はありません。
太陽光の白は実は目で見える全ての色が混ざり合ったものです。
There is, actually, no single light of while in nature.
While light of sun light is composed of all the color that you can recognize.


美術で習いませんでしたか,光の三原色?
赤・緑・青です。この三色を混ぜると白色になるってありましたね。
The primary colors of light you have learned in the art, haven't you?
Red, green and blue are.  It is said that you can recognize it as while if these three color are mixed.


さて,この白色光(太陽光)ですが水滴に当たるとちょっと複雑なことが起こります。
Next, you can notice that there is something strange when white light (sun light) faces a water drop.


まず水滴に入るときに光は屈折します。そして水滴内部ので一回反射し,空気中に出るときにまたも屈折します。
Light bends when it enters a water drop, is reflected inside water drop and bends again when it goes out.


で,この屈折のときに実は色によって屈折する角度が微妙に違うので,白色光が水滴に当たって(入って)反射してくると,いろいろな色に別れて見えるのです。(分光って言います)
The angle of bending is different depend on colors, so you can recognize many colors when white color is reflected by water drop.  It is called separation of light into spectro components.

suiteki.png


虹が七色に見えるのはこのせいか!
まぁそうですが,早まらないでくださいね。
Oh, yes, this is why we can see 7 colors in a rainbow!
Ah......yes..., but don't make a rash decision.


1つの水滴からでてきた七色の光を見て我々は虹の七色を認識しているわけではないのです。
You don't see all seven colors from one water drop in a rainbow.


下の図を見てもらいましょう。
Check below diagram.
20110603 2


白色光が水滴に当たって反射してくる角度は色によって多少の違いがありますが,40~42°と決まっています。この角度がポイントです。
The angle of reflection of while light by water drop is about 40 to 42 degree, which is a bit different depend on color.  This angle is an important factor.


次の図を見てください。
Check the next diagram.
20110603 3

赤色がもっとも大きく屈折し,逆に紫色がもっとも小さく屈折します。
実は虹の赤色に見えている部分からは全ての可視光が出ているのですが,我々の目には赤色がちょうど届き,逆に紫色に見えている部分からも全ての可視光が出ていますが我々の目の届くのがちょうど紫だったのです。
Red ray bends the most and violet ray bends the least.
Red color reaches on your eyes from red part of a rainbow though all colors are reflected and violet color reaches on your eyes from violet part of a rainbow though all colors are reflected.



じゃぁなんで虹は円弧状なの?副虹はどうやってできるの?って疑問にはまた後日。
I know you wonder why a rainbow is arc shape or how secondary rainbow is made.
I will explain later.

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