Які аспекти хвильових взаємодій відповідають за веселки?

Які аспекти хвильових взаємодій відповідають за веселки?
Anonim

Віддзеркалення, рефракція і дисперсія є основними явищами, які збігаються з виробництвом веселки.

Промінь світла взаємодіє з краплею води, суспендованої в атмосфері:

Спочатку воно входить у краплі, що переломлюються;

По-друге, один раз всередині краплі промінь взаємодіє з інтерфейсом вода / повітря в задній частині краплі і відбивається назад:

Вхідне світло від Сонця містить всі кольори (тобто довжини хвиль), тому це БІЛО.

У А ви маєте першу взаємодію. Промінь взаємодіє з інтерфейсом повітря / вода. Частина променя відбивається (пунктирна), а частина заломлюється і зігнута всередині краплі.

Усередині відбувається дисперсія крапель. Швидкість хроматичних компонентів променя (різних кольорів) змінюється залежно від їх довжини хвилі.

В основному швидкість всередині середовища, скажімо, RED залежить від числа, що називається індексом заломлення # n #. Це число дещо відрізняється для кожного кольору. Це незначне відхилення викликає різницю в вигині різних хроматичних компонентів всередині краплі. Так, наприклад, RED нахиляється менше BLUE.

Ви можете зрозуміти це, подивившись на Закон Снелла для заломлення і залежність вигину з показником заломлення.

В B світловий промінь, який тепер розсіяний, взаємодіє з інтерфейсом вода / повітря. Частина її переходить у повітря (пунктирна) і частина відбивається назад всередині краплі. Це відображення ще більше збільшує ефект розділення дисперсії, що зумовлено також кривизною поверхні краплі, де відбувається відбиття.

У C відокремлені хроматичні компоненти зазнають іншу рефракцію, збільшуючи ще більше відрив між ними.

Ви можете побачити вторинну (слабшу) веселку разом з першою, як показав Рене Декарт:

(Джерело зображення: Рене Декарт, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Первинна

RAY F = вторинна (більше внутрішніх відбитків = слабше)