虹は円の中にできるのでしょうか?虹の物理学に関する楽しい事実

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虹は円の中にできるのでしょうか?– ヘンリー D.、7 歳、マサチューセッツ州ケンブリッジ


伝説によると、すべての虹の先には金の入った壺が隠されています。しかし、虹には本当に「終わり」があるのでしょうか、そして私たちはそこに到達することができるのでしょうか?

私たちのほとんどは、虹を空に浮かぶ色のアーチとしてだけ見て人生を送っていますが、それは実際の色の円の半分にすぎません。

通常、虹を見るとき、目の前の地球の地平線が円の下半分を隠します。しかし、上と下の両方が見える山の上に立っていて、太陽が後ろにあり、霧がかかっているか、雨が降ったばかりの場合は、虹の輪がもっと見える可能性が高くなります。

A rainbow in the mist below a waterfall in Iceland.
この虹がどのくらい充実しているように見えるかは、滝の霧に日光が当たるのを眺めながら、あなたがどのくらい高いところに立っているかによって決まります。 Wolfgang Kaehler/LightRocket、Getty Images

ただし、その円全体を見るには、文字通り雲の上の飛行機に乗る必要があります。または、独自の虹を作成することもできます。私は 物理学者, その方法については後ほど説明します。

虹ができる仕組み

虹の形 後ろからの太陽光が目の前にある何百万もの小さな丸い水滴に当たり、跳ね返ってあなたの目に戻ってくるとき。

太陽光線が液滴に斜めに当たると、水滴は曲がり、さまざまな色のスペクトルに分かれます。科学者 光の曲がりを「屈折」と呼びます」色が分かれるのは光の「色」がそれぞれだから 異なる速度で移動する 水の中、さらに言えば、プリズムの中のガラスのように、光が通過できる透明な材料の中。

色が水滴の後壁に当たると、色が空中に曲がるには角度が浅すぎるため、色は水滴の中に反射して入り口の壁に戻ります。そこから、色は再び空気中に曲がり、目に届きます。

英国気象局は、水滴やプリズム内で光がどのように屈折または曲がるかについて説明しています。

これらの液滴を見ると、さまざまな色がわずかに異なる角度で集まり、それぞれの色が形を形成します。 円錐の円形の縁 円錐の先端に目を当ててください。そして、ほら、あなたにはあなただけの虹があるのです。

あなたの目に色を送る水滴は、他の人に色を送ることができないので、近くにいる人全員が遠くに同じ虹を見ているとしても、実際には各人がわずかに異なる独自の虹を見ています。すべては見る人の目にかかっています。

虹が形成されるためには、すべての水滴が曲がり、調和して色を反射できるように、水滴の形状が球に非常に近くなければなりません。これは、細かい霧などの非常に小さな水滴の場合、または雨が降った直後、空気が湿っているだけの場合に発生します。水滴が大きくなると、重力によってその形が歪み、虹は消えてしまいます。

An elephant in water closes its eyes while the photographer captures a rainbow across its trunk and forehead.
この象は虹を浴びているように見えますが、象は同じように虹を見ているわけではありません。 マッツ・クラウス・ラスムッセン/リツァウ・スキャンピクス/AFP

虹は、鏡に映った像と同じように、実際にあるように見える場所には物理的に存在しません。ですから、残念ながら、実際に虹に到達することは決してできないのです。そして、残念なことに、誰もその金の壺を見つけることはできません。

でも、できます 自分だけの虹を作りましょう.

円形の虹の作り方と見方

夏に試すことができる実験の 1 つは、「ミスト」設定を使用してスプリンクラー ホースをオンにすることです。太陽が後ろにあることを忘れないでください。目の前に細かい霧のスクリーンを作り、自分の影を見ると虹が見えるかもしれません。

A young boy plays in a fountain, with a rainbow overhead.
少し手間はかかりますが、霧の中に自分だけの全円の虹が見えます。 ゲイリー・ハーショーン/ゲッティイメージズ

色を見るのは難しくありませんが、完全な円を見るには、科学者と同じように、ある程度の忍耐と訓練が必要です。

次回飛行機に乗るときは、窓側の席を選びましょう。雲の覆いの少し上を飛行している場合は、雲の上にある飛行機の小さな影に注意してください。つまり、太陽があなたの後ろにあるということです。

雲は小さな水滴であるため、飛行機の影の周りに小さな色の円が見える可能性があります。この現象は、 通称「パイロットの栄光」なぜなら、常に飛行していてコックピットから良い景色が見えるパイロットは、それを見る可能性が高いからです。

An airplane
飛行機の影の周りに見える丸い虹は「パイロットの栄光」と呼ばれています。 マシュー・ストラウブミュラー/Flickr, CCBY

それがどのようなものになるかを見るのが待ちきれない場合は、次のようなものがあります。 いつもインターネット.


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