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虹は、どうして見えるの?

っという新聞の記事を読むまで、副虹の色の並びが主虹と反対だと気付かなかった。

記事には副虹の写真が載っていないので、樽前山で撮った写真を見てみた。確かに、内側の紫色から赤まで並んだ主虹の外側に副虹がうっすらと見えていて、色の並びが主虹とは反対に内側が赤色で順に紫色へと並んでいる。

もちろん、自宅のそばで見た虹も同じだった。

二重虹

雨粒の中で太陽光が屈折・反射して、波長が異なる光が分かれて見えるのが虹で、太陽光の進行方向とのなす角が約42°の赤色から、約40°の紫色に分かれるそうだ。1回反射するの主虹に対して、副虹は2回反射して色の並びが反対になるらしい。

円弧の中心は太陽光の進行方向と一致するので、日没時はほぼ半円形だが、太陽光が深くさす日中は、虹の円弧の頂点付近だけが地平線近くに見えるそうだ。

自然のアーチと人工のアーチ
日没時のほぼ半円形の虹。


日中の円弧の頂点付近だけが見えている虹。

Wikipediaで虹を調べてみると、滝の飛沫による虹が紹介されていた。確かに、小さな虹が出ているのはよく見かける。

白銀の滝

白竜の滝の虹

水滴が光の波長程度に小さいと、ミー散乱が起こって色が分かれなくなり、白虹と呼ばれる白い円弧が見えるそうだ。


霧による白虹。

虹に似た現象もいろいろあるらしい。は水滴ではなく、対流圏より上にできる雲の六角柱状の氷晶で生じるそうだ。確かに、空の高いところに薄い雲があるときに見える気がする。

輪っか

日暈

彩雲は、雲の水滴による回折で生じるらしい。吉兆だとは知らなかった。屈折してほぼ水平な虹が見えるのは、環水平アークと呼ばれるらしい。

彩雲
彩雲と環水平アークが見えているように思える。

六角板状の氷晶により太陽光が屈折し、太陽と同じ高さの別の位置に光源があるように見えるのが幻日らしい。

幻の太陽
確かに同じ高さで、虹のように色が分かれて見える。

虹は自然現象なので、見たいと思ったときに見れるわけじゃない。だからこそ、見れたときはうれしい。

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