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Q & A: 虹はなぜ半円形に曲がっているのですか?

いい質問ですね。 虹は、大気中に浮遊する小さな水滴を太陽光が通過してできるものです(あるいは、水滴を通過して落下することもあります!)。 虹は美しいだけでなく、雨の日と晴れの日が同時に重ならないと現れないため、通常は珍しいものです。 水滴は太陽に近い方から入ってきて、屈折率が空気より大きいので曲がります(この効果は、コップの水に鉛筆を入れて、その一部がはみ出るようにして、いろいろな角度から見るとわかりますが、水面を横切るところで鉛筆が「折れて」見えるのです)。 虹が曲がっているのは、水滴が地上にいるあなたに太陽光を送るためには、水滴の角度がすべてちょうどよくなければならないからです。 つまり、太陽があなたの*後ろにある状態で、あなたと水滴と太陽の成す角度が同じ(この角度は約42度です)水滴だけが虹に寄与することになるのです。 他の水滴は別の場所に光を送るので、別の場所に移動すると、移動先で見る虹を作るために新しい水滴が必要になります。 虹の先に行けば、妖精や金の壺があるというわけではなく、どこにいても、遠くの水滴が太陽光を反射して曲がることで虹ができるのです。 虹が曲がっているのは、あなたと水滴と太陽の間に直角の角度を持つすべての雨粒の集合が、あなたを一端として太陽を指す円錐形に横たわっているからです。 太陽が沈んでいるときや昇っているときは、虹が半円形に見えることがあります(虹を見るのに適した時間帯は、太陽光が水平方向に進むため、雨雲の下に入ることができるためです)。 太陽が高い位置にある場合は、地球が邪魔をして、半円形の虹よりも小さく見えるかもしれません。
虹が色づくのは、水滴が小さなプリズムのように作用するためです。 赤い虹の弧と青い虹の弧を見るには別の場所を見なければならないので、空の中の異なる大きさの弧として見ることになり、虹は色のストライプになります。 太陽を背にした晴れた日に、目の前の水をいろいろな方向に吹き付けて、どこに一番いい虹が出るか見てみましょう。 虹を一周させることができるでしょうか? 虹は、滝の底やプールのダイバーの水しぶきの中にも見られることがあります。