Hvilke aspekter av bølgeinteraksjoner er ansvarlige for regnbuer?

Hvilke aspekter av bølgeinteraksjoner er ansvarlige for regnbuer?
Anonim

Refleksjon, Refraksjon og Dispersjon er de viktigste fenomenene som samtykker i å produsere en regnbue.

En lysstråle samhandler med en vanndråpe suspendert i atmosfæren:

Først går det inn i dråpet som brytes

For det andre, når en gang inne i dråpet, interagerer strålen med grensesnittet vann / luft på baksiden av dråpen og reflekteres tilbake:

Det innkommende lyset fra solen inneholder alle fargene (dvs. bølgelengder) slik at det er hvitt.

I A har du den første interaksjonen. Strålen samhandler med grensesnittet luft / vann. En del av strålen er reflektert (prikket) og en del brytes og bøyes inne i dråpet.

Inne i dråpet skjer dispersjon. Hastigheten av de kromatiske komponentene til strålen (de forskjellige farger) varierer i henhold til deres bølgelengde.

I utgangspunktet er hastigheten inne i et medium av, for eksempel RØD, avhengig av et nummer kalt brytningsindeks # N #. Dette nummeret er litt forskjellig for hver farge. Denne lille variasjonen medfører en forskjell i bøyningen av de forskjellige kromatiske komponenter inne i dråpet. Så, for eksempel, er RED bøyd mindre enn BLÅ.

Du kan forstå dette ved å ta en titt på Snells lov for brytning og avhengigheten av bøyningen med brytningsindeks.

I B interagerer lysstrålen, som nå er spredt, med grensesnittet vann / luft. En del av den passerer inn i luften (prikket) og en del reflekteres tilbake inne i dråpet. Denne refleksjonen øker enda mer separasjonseffekten av spredning, også på grunn av krumningen av overflaten av dråpen hvor refleksjon oppstår.

I C gjennomgår de nåskilte kromatiske komponentene en annen brytning, noe som øker enda mer separasjonen mellom dem.

Du kan se en sekundær (svakere) regnbue sammen med den første, som vist av René Descartes:

(Bilde kilde: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primær

RAY F = Sekundær (flere interne refleksjoner = svakere)