Jaké aspekty interakcí vln jsou zodpovědné za duhy?

Jaké aspekty interakcí vln jsou zodpovědné za duhy?
Anonim

Reflexe, lom a rozptyl jsou hlavní jevy, které se shodují na produkci duhy.

Paprsek světla interaguje s vodní kapičkou suspendovanou v atmosféře:

Nejprve vstupuje do kapky, která se láme;

Za druhé, jakmile uvnitř kapičky, paprsek interaguje s rozhraním voda / vzduch na zadní straně kapičky a odráží se zpět:

Příchozí světlo ze Slunce obsahuje všechny barvy (tj. Vlnové délky), takže je BÍLÁ.

V A máte první interakci. Paprsek interaguje s rozhraním vzduch / voda. Část paprsku je Reflected (tečkovaná) a část je lomená a ohýbaná uvnitř kapičky.

Uvnitř kapky dochází k disperzi. Rychlost chromatických složek paprsku (různé barvy) se mění podle jejich vlnové délky.

Rychlost uvnitř média, řekněme RED, v podstatě závisí na čísle nazvaném Index lomu # n #. Toto číslo se pro každou barvu mírně liší. Tato nepatrná změna způsobuje rozdíl v ohybu různých chromatických složek uvnitř kapičky. Například, ČERVENÁ je ohnutá méně než MODRÁ.

Můžete to pochopit tím, že se podíváte na Snellův zákon o lomu a na závislost ohybu s indexem lomu.

V B, světelný paprsek, který je nyní rozptýlen, interaguje s rozhraním voda / vzduch. Část přechází do vzduchu (tečkovaná) a část se odráží zpět uvnitř kapičky. Tento odraz se ještě více zvyšuje separačním účinkem disperze, a to také díky zakřivení povrchu kapičky, kde dochází k odrazu.

V C nyní oddělené chromatické komponenty procházejí dalším lomem, což ještě více zvyšuje jejich oddělení.

Spolu s prvním můžete vidět sekundární (slabší) duhu, jak ukazuje René Descartes:

(Zdroj obrázku: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primární

RAY F = Sekundární (více vnitřních odrazů = slabší)