Hvilke aspekter af bølgeinteraktioner er ansvarlige for regnbue?

Hvilke aspekter af bølgeinteraktioner er ansvarlige for regnbue?
Anonim

Refleksion, Refraktion og Dispersion er de vigtigste fænomener, der er enige om at producere en regnbue.

En stråle af lys interagerer med en vanddråbe suspenderet i atmosfæren:

Først går det ind i dråben, der brydes

For det andet, når der er en gang inden i dråbet, interagerer strålen med grænsefladen vand / luft på bagsiden af dråben og reflekteres tilbage:

Det indkommende lys fra Solen indeholder alle farverne (dvs. bølgelængder), så det er HVID.

I A har du den første interaktion. Rayen interagerer med grænsefladen luft / vand. En del af strålen er reflekteret (prikket) og en del brydes og bøjes inde i dråbet.

Inden i dråben forekommer dispersionen. Hastigheden af de kromatiske komponenter af strålen (de forskellige farver) varierer afhængigt af deres bølgelængde.

Dybest set er hastigheden inden for et medium af, for eksempel RØD, afhængig af et nummer kaldet brydningsindeks # N #. Dette tal er lidt anderledes for hver farve. Denne lille variation medfører en forskel i bøjningen af de forskellige kromatiske komponenter inde i dråben. Så for eksempel er RED bøjet mindre end BLUE.

Du kan forstå dette ved at kigge på Snells lov om brydning og afhængigheden af bøjningen med brydningsindeks.

I B interagerer lysstrålen, som nu er spredt, med grænsefladen vand / luft. En del af det passerer ind i luften (prikket) og en del reflekteres tilbage inde i dråbet. Denne refleksion forøger endnu mere separationseffekten af dispersion, hvilket også skyldes krumningen af overfladen af dråben, hvor refleksion opstår.

I C gennemgår de nu separerede kromatiske komponenter endnu en refraktion, hvilket forøger endnu mere adskillelsen mellem dem.

Du kan se en sekundær (svagere) regnbue sammen med den første, som det fremgår af René Descartes:

(Billedkilde: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primær

RAY F = Sekundær (flere interne refleksioner = svagere)