Какие аспекты взаимодействия волн ответственны за радугу?

Какие аспекты взаимодействия волн ответственны за радугу?
Anonim

Отражение, преломление и рассеяние - это основные явления, которые создают радугу.

Луч света взаимодействует с каплей воды, взвешенной в атмосфере:

Сначала это входит в каплю, которая преломляется;

Во-вторых, попав внутрь капли, луч взаимодействует с поверхностью раздела вода / воздух в задней части капли и отражается обратно:

Поступающий свет от Солнца содержит все цвета (то есть длины волн), поэтому он БЕЛЫЙ.

В А у вас есть первое взаимодействие. Луч взаимодействует с интерфейсом воздух / вода. Часть луча отражается (пунктирная), а часть преломляется и сгибается внутри капли.

Внутри капли возникает дисперсия. Скорость хроматических составляющих луча (разных цветов) варьируется в зависимости от их длины волны.

В основном скорость внутри среды, скажем, RED зависит от числа, называемого показателя преломления # П #, Это число немного отличается для каждого цвета. Это небольшое изменение вызывает разницу в изгибе различных хроматических компонентов внутри капли. Так, например, КРАСНЫЙ изогнут меньше, чем СИНИЙ.

Вы можете понять это, взглянув на закон Снелла на преломление и зависимость изгиба от показателя преломления.

В B луч света, который сейчас рассеивается, взаимодействует с границей раздела вода / воздух. Часть его проходит в воздух (пунктир), а часть отражается обратно внутри капли. Это отражение еще больше увеличивает эффект разделения дисперсии, также из-за кривизны поверхности капли, где происходит отражение.

В С теперь разделенные хроматические компоненты подвергаются другому преломлению, еще больше увеличивая расстояние между ними.

Вы можете увидеть вторичную (более тусклую) радугу вместе с первой, как показано Рене Декартом:

(Источник изображения: Рене Декарт, Discours de la Méthode (1637))

RAY A = Первичный

RAY F = Вторичный (больше внутренних отражений = слабее)