主虹、赤の外側が青内側より暗いのはなぜですか？ 空にアーチ状にかかる虹を見て疑問に思いました。主虹は

主虹、赤の外側が青内側より暗いのはなぜですか？
空にアーチ状にかかる虹を見て疑問に思いました。主虹は雨滴内で一回反射、副虹は２回反射程度の知識はあるので、なるべく詳しく教えて下さい。

No.2 ベストアンサー 回答者： yos1912 回答日時： 2023/02/06 21:18

副虹はくらいので主虹の影響の方が大きいので、主虹について考えることにします。

　雨粒の中で１回反射した光は、反対側に反射して戻ってきます。この時に正反対よりも約４０度の範囲内に反射します。この時の一番外側に出て行くところではたくさんの光が集まるので虹となります。図は右側の水滴の上半分に左側から入った光が、屈折してでていく経路を示しています。この経路の一番外側が虹の赤色になります。
　この赤色よりも内側には水滴を通った光が届くために明るく見えます。これに対して、赤の外側は水滴内を通った光がやってこないために暗く見えます。
　虹の外側が暗く見える現象は古くから知られていて、この場所のことを｢アレキサンダーの暗帯｣と呼んでいます。
　https://epinesis.net/archives/55580533.html

この回答へのお礼

yos1912さん
返信が遅くなり恐縮しております。一夜たち、ようやく理解できた(つもり？)です。
一回反射に着目した弊理解では、雨滴に入射する光の束からは40-42度(ヒトが観た角度)の範囲で出射する束が多く、これが虹を形成する。約42度以上は出射しないので、背景がそのままヒトの目に映る。しかし、約40度以下は多様な方向に出射する。これらの可視光線が合成され白い光として(明るくなって)ヒトの目に映る。ということになりました。
添付頂いた雨滴内反射の図は、貴重なものだと思ってます。色々とありがとうございました。

お礼日時：2023/02/07 18:26

No.1 回答者： kokorororo 回答日時： 2023/02/06 19:44

主虹は、光が水滴に入って反射、屈折、再反射して形成されます。

青色光は、赤色光よりも短い波長を持っていますので、水滴内での屈折角が大きくなり、水滴内でのパスが長くなります。そのため、青色光は、より多くの光を吸収して暗くなって見えます。したがって、虹の外側には青色が、内側には赤色が見られます。

この回答へのお礼

kokorororoさん
早速の対応、ありがとうございました。ら

お礼日時：2023/02/07 18:26