रेनबो में फैलाव
इसलिए मैंने एक इंद्रधनुष के काम की खोज करने की कोशिश की है। मुझे कई स्रोत मिले और स्पष्टीकरण स्पष्ट था। मुझे अभी भी एक समस्या है। चूंकि फैलाव अलग-अलग रंगों के लिए अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों के कारण होता है, इसलिए विभाजन हमेशा कोण से स्वतंत्र होना चाहिए। फिर केवल 40-42 डिग्री पर ही क्यों संभव है। मेरा प्रयास यह सोच रहा था कि इसका कारण यह हो सकता है कि कुल आंतरिक प्रतिबिंब अन्य कोणों पर नहीं होता है भले ही विभाजन होता है लेकिन मैं इसे समझ नहीं पाया। फैलाव की इस कोण निर्भरता को कैसे समझा जाता है?
जवाब
दो अलग-अलग धारणाएँ हैं जो आपके प्रश्न में सख्ती से सही नहीं हैं:
सबसे पहले, एक आम गलतफहमी यह है कि कुल आंतरिक प्रतिबिंब के कारण इंद्रधनुष बनते हैं। यह सच नहीं है । दरअसल, जैसा कि आप का कहना है, अगर यह वास्तव में कुल आतंरिक परावर्तन थे, वहाँ होगा एक प्रायोरी कोई कारण सभी इंद्रधनुष लाइन सूरज और विरोधी सौर बिंदु में शामिल होने से उसी कोण के लिए के लिए।
जैसा कि मैंने इस प्रश्न के उत्तर में समझाया है: प्राथमिक और द्वितीयक इंद्रधनुष के बीच का अंतर , इंद्रधनुष कुछ कोणों पर दिखाई देता है क्योंकि गोलाकार बूंदों में न्यूनतम विचलन का कोण होता है (जो अपवर्तक सूचकांक पर निर्भर करता है)। प्रकाश किरणें जो इस कोण के करीब की बूंद पर प्रहार करती हैं, उन्हें एक साथ "गुदगुदाया" जाता है, और इस प्रकार आप उन्हें अपनी आँखों से देखने के लिए पर्याप्त तीव्रता के होते हैं। यदि वे एक साथ इतने निकट नहीं थे, तो आपकी आँखें उन्हें किसी रंग के "बैंड" के रूप में नहीं पहचानेंगी।
दूसरे (और शायद आपके प्रश्न के बिंदु तक), एक सामग्री का अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है (वास्तव में, यह वह सिद्धांत है जिसके द्वारा प्रिज्म संचालित होता है!), यहां और यहां इस पर अधिक के लिए देखें । नतीजतन, न्यूनतम विचलन के इस कोण में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (या "रंग") पर भी निर्भरता होती है, और यही कारण है कि विभिन्न कोणों पर अलग-अलग रंग दिखाई देते हैं।
जैसा कि मैंने दूसरे उत्तर में उल्लेख किया है, जेर वॉकर के अद्भुत लेख की व्याख्या करते हुए बताएं कि इंद्रधनुष कैसे बनता है, और माध्यमिक इंद्रधनुष का रंग "फ़्लिप" क्यों होता है!
एक प्राथमिक इंद्रधनुष में, सूरज से एक प्रकाश किरण एक वर्षा की पृष्ठभूमि के एक तरफ प्रवेश करती है, पीछे से प्रतिबिंबित होती है, और दूसरी तरफ से निकलती है। अपवर्तन के सूचकांक में भिन्नता के कारण, कोण अलग-अलग रंगों के लिए थोड़ा अलग होंगे। यदि आप विचलन कोण (घटना बीम और जो छोड़ देता है) के बीच घटना कोण (सतह से सामान्य से मापा जाता है) की साजिश करते हैं, तो आप पाते हैं कि वक्र में न्यूनतम (140 डिग्री विचलन और 60 डिग्री घटना के पास) है। इस न्यूनतम पर, घटना के कोण में छोटे परिवर्तन के लिए विचलन बहुत कम बदलता है। इसका मतलब है कि इस कोण पर, ड्रॉप सूरज के विभिन्न हिस्सों से बीम ले सकता है, और उन्हें एक उभरते बीम में केंद्रित कर सकता है (यह एकाग्रता कोण प्रत्येक रंग के लिए अलग है, और आप उन रंगों को देखते हैं जो ध्यान केंद्रित किए गए हैं।)