2日前の今日の質問は「空はなぜ青いのか」でした。
光は、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫といった多くの色の集合体であることをご存知でしょう。 プリズムの片面に白い光を入射すると、もう片面に小さな虹ができるのはそのためです。
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プリズムは、ガラスやプラスチックでできた三角形のものです。
(プリズムの分散を示すきれいなJavaアプレットはこのページを参照してください。)
プリズムの色の分散は、ガラスの屈折率と呼ばれるもののために起こります。 屈折率は物質ごとに異なります。 光が物質の中に入ると（例えば、空気中を進む光がプリズムのガラスの中に入ると）、空気とガラスの屈折率の違いによって光が曲がります。 曲がる角度は、光の波長によって異なります。 白い光がプリズムの2つの面を通過するとき、それぞれの色が異なる角度で曲がり、それが虹となって広がっていくのです。
虹では、空気中の雨粒が小さなプリズムの役割を果たしています。 雨粒に入った光は、雨粒の側面で反射して出ていきます。 その過程で、ちょうどこのように三角形のガラスプリズムの中にあるように、スペクトルに分解されるのです。
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雨滴から入ってくる光線と出ていく光線の角度は、赤が42度、紫が40度です。 この図を見ると、この角度によって、異なる点眼液からの異なる色が目に届き、空に色の輪ができることがわかります。 二重の虹では、液滴が内部で2回反射しても同じ効果が得られるため、2つ目の弓ができます。
次回、虹を見つけたときには、今までとは違った見方ができるでしょう。 詳しくは「虹のしくみ」をご覧ください。
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