反射,折射和色散是产生彩虹的主要现象。
一束光与悬浮在大气中的水滴相互作用:
首先它进入被折射的液滴;
其次,一旦进入液滴,光线就会与液滴背面的水/空气界面相互作用并反射回来:
来自太阳的入射光包含所有颜色(即波长),因此它是白色的。
在A中你有第一次互动。射线与界面空气/水相互作用。部分光线被反射(点线),部分被折射并在液滴内部弯曲。
在液滴内部发生分散。射线的彩色分量(各种颜色)的速度根据其波长而变化。
基本上,例如RED中的介质内的速度取决于称为折射率的数字
您可以通过查看Snell折射定律以及弯曲与折射率的相关性来理解这一点。
在B中,现在分散的光线与界面水/空气相互作用。它的一部分进入空气(虚线),部分反射回液滴内部。由于发生反射的液滴表面的曲率,这种反射甚至增加了分散的分离效果。
在C中,现在分离的彩色分量经历另一次折射,增加了它们之间的分离。
如RenéDescartes所示,你可能会看到第二个(较暗的)彩虹和第一个彩虹:
(图片来源:RenéDescartes,Discours delaméthode(1637))
RAY A =小学
RAY F =次要(更多内部反射=更暗)