Ce aspecte ale interacțiunilor valurilor sunt responsabile de curcubeu?

Reflecția, refracția și dispersia sunt principalele fenomene care concurează pentru a produce un curcubeu.

O rază de lumină interacționează cu o picătură de apă suspendată în atmosferă:

Mai întâi intră în picătură care este refractată;

În al doilea rând, o dată în interiorul picăturii, raza interacționează cu interfața apă / aer din spatele picăturii și se reflectă înapoi:

Lumina care vine de la Soare conține toate culorile (adică lungimile de undă), deci este WHITE.

În A aveți prima interacțiune. Radiația interacționează cu interfața aer / apă. O parte a razei este reflectată (punctată) și o parte este refractată și îndoită în interiorul picăturii.

În interiorul picăturii Apare dispersia. Viteza componentelor cromatice ale razei (diferitele culori) variază în funcție de lungimea de undă.

Practic, viteza din interiorul unui mediu, de exemplu, RED depinde de un număr numit Index de refracție # N #. Acest număr este ușor diferit pentru fiecare culoare. Această ușoară variație determină o diferență în îndoirea diferitelor componente cromatice din interiorul picăturii. Deci, de exemplu, RED este îndoit mai puțin decât BLUE.

Puteți înțelege acest lucru, având o privire asupra Legii lui Snell pentru refracție și dependența de îndoire cu indicele de refracție.

În B raza de lumină, care este acum dispersată, interacționează cu interfața apă / aer. O parte din ea trece în aer (punctată) și o parte este reflectată în interiorul picăturii. Această reflexie mărește și mai mult efectul de separare al dispersiei, datorat și curburii suprafeței picăturii în care se produce reflexia.

În C, componentele cromatice separate acum suferă o altă refracție, mărind și mai mult separarea dintre ele.

Puteți vedea un curcubeu secundar (mai slab) împreună cu primul, după cum arată René Descartes:

(Imagine sursă: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primar

RAY F = secundar (mai multe reflexii interne = mai slabe)