Welke aspecten van golfinteracties zijn verantwoordelijk voor regenbogen?

Welke aspecten van golfinteracties zijn verantwoordelijk voor regenbogen?
Anonim

Reflectie, breking en dispersie zijn de belangrijkste verschijnselen die overeenstemmen om een regenboog te produceren.

Een lichtstraal reageert op een waterdruppeltje dat in de atmosfeer hangt:

Eerst komt het in de druppel die wordt gebroken;

Ten tweede, als de straal eenmaal in de druppel zit, reageert deze met de interface water / lucht aan de achterkant van de druppel en wordt teruggekaatst:

Het invallende licht van de zon bevat alle kleuren (dat wil zeggen golflengten) dus het is WIT.

In A heb je de eerste interactie. De straal interageert met de interface lucht / water. Een deel van de straal is Reflected (gestippeld) en een deel is gebroken en gebogen in de druppel.

In de druppel treedt dispersie op. De snelheid van de chromatische componenten van de straal (de verschillende kleuren) varieert afhankelijk van hun golflengte.

In principe hangt de snelheid binnen een medium van bijvoorbeeld RED af van een aantal dat we Refractive Index noemen # N #. Dit aantal verschilt voor elke kleur enigszins. Deze kleine variatie veroorzaakt een verschil in de buiging van de verschillende chromatische componenten in de druppel. Dus bijvoorbeeld, RED is minder gebogen dan BLAUW.

U kunt dit begrijpen door naar Snell's Law te kijken voor breking en de afhankelijkheid van de buiging met brekingsindex.

In B interageert de lichtstraal, die nu is verspreid, met de interface water / lucht. Een deel ervan passeert in de lucht (gestippeld) en een deel wordt teruggekaatst in de druppel. Deze reflectie verhoogt nog meer het scheidingseffect van dispersie, ook door de kromming van het oppervlak van de druppel waar reflectie optreedt.

In C ondergaan de nu gescheiden chromatische componenten een andere breking, waardoor de scheiding daartussen nog groter wordt.

Mogelijk ziet u een secundaire (zwakkere) regenboog samen met de eerste, zoals getoond door René Descartes:

(Bron afbeelding: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primair

RAY F = Secondary (meer interne reflecties = zwakker)