円形の虹などの素晴らしい目の錯覚

私たちは皆、一度は虹を見たことがあるでしょう。しかし、これらの信じられない現象の背後に何が存在するのかを理解している人はほとんどいません。理解するのは非常に簡単ですが、その外観と発現に影響を与える詳細は多く、複雑です。たとえば、虹が弓であることをやめて別のものになると何が起こるでしょうか?虹の種類は何種類あるのでしょうか？ 「栄光」とは何でしょうか？今日はそれらについてもう少し詳しく明らかにします。

虹はどのように機能するのでしょうか？

実は虹はその場所に置かれた物体ではなく、目の錯覚です。これは、2 人が 1 つの虹を見ているにもかかわらず、実際には 2 つの異なる虹を見ていることを意味します。雨が降ると、太陽からの光線が水滴を通過します。光の一部は通過して進み続けます。他の光線はその内部で最大 3 回跳ね返り、「反射」されます。この過程で、多くの波からなる光の一部が「減速」されます。それぞれの波は異なる速度で伝わるため、プリズム内で行われるのと同じように、水滴から離れるときに分解されます。これが光の分散として知られているものです。したがって、虹を構成する 7 色の中に白色光が見られることは、実際には異なる色の波長の「混合」であることを示しています。

滴から反射した光線が私たちの目に当たると、目の錯覚が起こります。すべての水滴によって生み出される巨大なスクリーンがアーチ全体を形成します。しかし、先ほども言ったように、そこには物体はなく、各人の立場に応じた反映が存在します。したがって、誰もが、あたかもテレビ画面であるかのように、目に当たる何百万もの異なる水滴から来る何百万もの光線で構成される虹を見るでしょう。これには、いくつかの重要な物理的問題が関係します。たとえば、少なくとも赤色光の場合、光線は観察者に対して約 42 度で「液滴から出てくる」ことがわかっています。したがって、それを観察するには、太陽に背を向ける必要があります。そうすることでのみ、太陽が見えるのに必要な角度で光が当たることができるからです。これは、あり得ないことですが、その発現に何らかの影響を及ぼします。そして、これが「他の種類」の虹が現れる仕組みです。

光を解剖する

虹はいくつかの弧で構成されており、内側から順に紫、藍、青、緑、黄、オレンジ、赤の 7 色に分解されます。もちろん、この連続は電磁波によるものです。しかし、すでに述べたように、虹には複数の弧が存在する場合があります。したがって、二重または三重の虹として現れる過剰な虹を見ることができます。虹は何本見えるでしょうか？自然界では 2 つ以上を見ることは困難ですが、場合によっては 3 つ目を見ることができます。しかし、実験室では、特別な条件下で最大13本の虹が実現されました。

虹の興味深い側面は、紀元前 200 年に虹を説明した哲学者アレクサンダー アフロディシアスにちなんで名付けられたアレクサンダー バンドです。これは、アーチを形成するために反射される光の吸収によって発生し、より暗い領域が残ります。もう 1 つの重要な点は、虹は実際にはアーチではないということです。それらは私たちの目と同じように円形です。それらが円弧として見えるのは、42 度の角度と地面に非常に近い位置にあるためです。同じ理由で、視点によっては、観察者の影の周りに虹色のオーラが観察できる現象、つまり「栄光」、つまりアンセリオンが観察されることがあります。

環水平虹、出典: Wikimedia

白い虹。出典: オーシャンビーチ、カリフォルニア/R.Nemiroff および J. Bonnell

二分虹。出典: ダリル・ピーターソン。

月の虹。出典: タマタ、Flickr

もし私たちが飛べるなら（ああ、飛べるよ）、それらが実際にどのようなものであるか、つまり円形であるかを見ることができるだろう。そのため、完全な虹の素晴らしい画像が飛行機から撮影されることがあります。しかし、これらはそれほど奇妙なものではありません。そして、目の錯覚を使えば、実質的にあらゆることが期待できます。したがって、最も奇妙な虹の中には、夜行性の虹（月虹）、非球形の滴の組み合わせによって生成される二裂虹、周水平（または不規則）な虹、および気まぐれな物理法則によって生成されるあらゆる種類の現象を見つけることができます。