反射・屈折のみで虹の色は出現するのか | ミクロ・マクロ・時々風景
だいぶ前に、中谷宇吉郎の「虹」という少年少女向けの解説のことを記した事があります。中谷の「虹」は虹により色の見え方形状に変化があることを説明するのには光の波動性を考慮した理論が必要であることを、丁寧に説いたものです。その存在を知りながら、虹について反射と屈折だけを考慮した議論を改めて行うのに躊躇するところはありますが、思ってもいなかった結果になっているので、実験も含めて紹介しようと思います。 幾何光学的に虹を扱う場合には、水滴の中心からある高さで水滴に入った光線がどのように水滴内部を通過して戻っていくかを計算することになります。水滴の半径を１として水滴の中心から高さxの位置に入射した光の入射角度αはasin(x)で、屈折角度βはn=sin(α)/sin(β)ですので、asin(x/n)となります。水滴の中を通過した光が水滴の外周に当たって反射するときには入射角と反射角ともβです。そして、水
全反射近傍の色調 | ミクロ・マクロ・時々風景
ニュートンの「光学」を持っているはずなのだけれど、見当たらないし2冊持っていてもよい本なので、買い直した。で、読み始めて分かったのだけれど、光学は持っているはずだけれども、真面目に読んではいなかった。 この本を読んでつくづく思うのは、ニュートンが実験者としても優れていることである。ニュートンというと万有引力の法則の定式化という流れから、今でいう理論家だよなという印象が強いのだけれど、考えて見れば実験屋と理論家の区別なんて19世紀以降の話で、それ以前は自然科学者だったのだと改めて思う。 で、光学を読んで一つおもしろかったのは、屈折率分散があるので、全反射は短波長側から起こるために、透過光は可視光が完全に全反射する前に赤みをおびるという話。実際にやってみると
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