¿Qué aspectos de las interacciones de onda son responsables de los arco iris?

¿Qué aspectos de las interacciones de onda son responsables de los arco iris?
Anonim

La reflexión, la refracción y la dispersión son los fenómenos principales que concurren para producir un arco iris.

Un rayo de luz interactúa con una gota de agua suspendida en la atmósfera:

Primero entra en la gotita refractándose;

En segundo lugar, una vez dentro de la gota, el rayo interactúa con la interfaz agua / aire en la parte posterior de la gota y se refleja hacia atrás:

La luz entrante del Sol contiene todos los colores (es decir, longitudes de onda) por lo que es BLANCA.

En A tienes la primera interacción. El rayo interactúa con la interfaz aire / agua. Parte del rayo se refleja (se puntea) y parte se refracta y se dobla dentro de la gota.

Dentro de la gota se produce la dispersión. La velocidad de los componentes cromáticos del rayo (los distintos colores) varía según su longitud de onda.

Básicamente, la velocidad dentro de un medio de, digamos, RED depende de un número llamado Índice de refracción #norte#. Este número es ligeramente diferente para cada color. Esta ligera variación causa una diferencia en la flexión de los diversos componentes cromáticos dentro de la gota. Entonces, por ejemplo, el ROJO está doblado menos que el AZUL.

Esto se puede entender echando un vistazo a la ley de Snell para la refracción y la dependencia de la flexión con el índice de refracción.

En B, el rayo de luz, que ahora está disperso, interactúa con la interfaz agua / aire. Parte de ella pasa al aire (punteada) y parte se refleja nuevamente dentro de la gota. Esta reflexión aumenta aún más el efecto de separación de la dispersión, debido también a la curvatura de la superficie de la gota donde se produce la reflexión.

En C, los componentes cromáticos ahora separados sufren otra refracción, aumentando aún más la separación entre ellos.

Puede ver un arco iris secundario (más débil) junto con el primero, como lo muestra René Descartes:

(Fuente de la imagen: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primaria

RAYO F = Secundario (más reflexiones internas = más débil)