무지개의 분산
그래서 무지개의 일을 찾아 보았습니다. 나는 많은 출처를 찾았고 설명은 분명했습니다. 그래도 여전히 문제가 있습니다. 분산은 서로 다른 색상에 대해 서로 다른 굴절률로 인해 발생하므로 분할은 항상 각도와 관계없이 발생해야합니다. 그렇다면 왜 40-42도에서만 가능합니다. 내 시도는 분할이 일어나도 다른 각도에서는 내부 전반사가 일어나지 않기 때문에 그 이유가 될 수 있다고 생각했는데 이해가 잘 안된다. 분산의 각도 의존성을 어떻게 이해합니까?
답변
귀하의 질문에 엄격하게 정확하지 않은 두 가지 가정이 있습니다.
첫째, 일반적인 오해는 전반사로 인해 무지개가 형성된다는 것입니다. 이것은 사실 이 아닙니다 . 당신이 지적으로는 참으로 총 내부 반사 인 경우에 실제로, 없을 것이다 선험적 모든 무지개는 태양과 안티 - 태양 포인트를 연결하는 라인에서 같은 각도를하는 이유.
이 질문에 대한 답변에서 설명했듯이 : 1 차 무지개와 2 차 무지개의 차이 , 구형 방울이 최소 편차 각도 (굴절률에 따라 다름)를 갖기 때문에 무지개가 특정 각도로 나타납니다 . 이 각도에 가깝게 방울을 비추는 광선은 함께 "뭉쳐져"눈으로 볼 수있는 충분한 강도입니다. 그것들이 너무 가깝게 묶여 있지 않다면, 당신의 눈은 그것들을 어떤 색의 "띠"로 인식하지 못할 것입니다.
두 번째 (그리고 아마도 더 질문의 점), 물질의 굴절률이 인 빛의 파장 (실제로,이 프리즘이 작동하는 원리입니다!)에 따라, 참조 여기 와 여기 이에 대한 자세한 내용은. 따라서, 최소 오차의 각도 또한, 광의 파장 (또는 "컬러")의 의존성을 가지며, 이는 다른 색상 리드가 서로 다른 각도로 표시하는 것이다.
다른 답변에서 언급했듯이 Jearl Walker의 놀라운 기사 에서 무지개가 어떻게 형성되는지, 왜 보조 무지개의 색이 "뒤집혀"있는지 설명합니다!
기본 무지개에서 태양의 광선은 빗방울의 한쪽으로 들어와 뒤쪽에서 반사되고 다른 쪽에서 떠납니다. 굴절률의 변화로 인해 색상에 따라 각도가 약간 다릅니다. 편차 각도 (입사 빔과 떠나는 빔 사이) 대 입사 각도 (수직에서 표면까지 측정)를 플로팅하면 곡선이 최소값 (약 140도 편차 및 60도 입사)을 가짐을 알 수 있습니다. 이 최소에서 입사각의 작은 변화에 대한 편차는 거의 변하지 않습니다. 이것은이 각도에서 방울이 태양의 다른 부분에서 광선을 받아 하나의 새로운 광선으로 집중시킬 수 있다는 것을 의미합니다 (이 집중 각도는 각 색상마다 다르며 집중된 색상을 볼 수 있습니다).