虹の影ってあるのですか？

質問

虹の影ってあるのでしょうか？
タイトルどうりの質問ですみません。

回答No.4

htms42 · ベストアンサー

私は影があってもいいのではないかと思います。ただ弱いと思いますので観測にかかるかどうかは分かりません。

虹の光は太陽からの光が水滴の中で反射して（全反射を２回繰り返して）元の方向に戻ってきたものです。水滴表面の反射ではありません。
元の方向に戻ってくる光を見ていますから普通、太陽を背にした方向に見えます。色の分散は波長による屈折率の違いによるものですからある波長の光だけが選択的に戻ってきているのではありません。可視光全部が戻ってきているからこそ分散した結果、全部の波長の色＝虹の色が見えるのです。
水滴の中に進入した光が戻ってきているのですからその水滴のある大気の部分では光の透過率が減少します。これは虹の後ろに影が出来るということです。
水滴の表面での反射も起こっています。虹の見えるところは少しもやのかかったように見えているはずです。水滴がなければ虹は見えませんから当然ですね。雲があれば影が出来ますので虹の影との区別は難しいでしょう。見えるとすれば虹の影ではなくて水滴の影です。

空が青いのは波長の短い光の方がよく散乱されるからです。青空は散乱光を見ています。逆に言うと波長の長い赤い光の方が透過率が高いのです。赤外線は可視光線よりももっと透過率が高くなります。

波長の短い波の方がよく散乱されるというのは電波でも海の波でも同じ様に成り立ちます。テレビの電波とラジオの電波で障害物の影響を受けやすいのはどちらかという問いとしてよく例に出されるものです。

回答No.7

debukuro

虹は観測者に見えている物？だけではありません
広い範囲に分散している水滴による光の屈折や反射で起こるのです
広い範囲であらゆる方向に進む光のごく一部が観測者の目に届いて虹となって見えるのです
だから虹そのものの影というものはありません
虹を作っている？水滴の集団つまり雲が作る影が虹の影なのです
？は表現が適切ではないことを意味します

回答No.6

noname#67881

cyber-poemさんは勉強熱心な方のようですね。
そういう方には正確かつ詳しい知識を身につけていただきたい、その観点で回答します。
No4の方の回答が、ほとんど正確なことを答えてくれています。その補足になります。

>私は影があってもいいのではないかと思います。
「影」とは何でしょうか？　
「影」とは、明瞭な定義無しに使われている言葉です。何かの物体により「遮光」される場合は明らかですが、屈折、散乱などにより光量が減少する場合は「影」と言う場合もあれば、別の表現をする場合もあります。
その意味で、No4さんはこのような表現をしたのだと思います。
cyber-poemさんは、質問者として、どう捉えていますか。

>色の分散は波長による屈折率の違いによるものですから
波長によって屈折率が変化する現象を「分散」といいます。一般に、長波長ほど屈折率が低く、短波長ほど屈折率が高くなります。
「分散」は、もともとプリズムによって光が色々な波長の光に分かれるところから生まれた言葉です。No4さんは、もともとの意味に近い使い方で説明されています。「分散」は、dispersionの訳語として言葉を当てたため、ややそぐわない感じを抱くことがあります。

>空が青いのは波長の短い光の方がよく散乱されるからです。
「よく散乱される」というのは、散乱角が大きいという意味です。波長の長い光も散乱されますが、波長の短い光に比べ散乱角が小さくなっています。
光の散乱で、「光の波長≫物体のサイズ」　の場合、散乱角に波長依存性が生じます。これをレーリー散乱といいます。空が青いのをレーリー散乱によるものであることを明らかにしたのがインドのラマンです。ラマンは、ラマン散乱（現在では材料分析に応用）の発見でノーベル賞を受賞しています。

>波長の長い赤い光の方が透過率が高いのです。
これだけは？　透過率をどういう意味で使っているのか不明です。

>赤外線は可視光線よりももっと透過率が高くなります。
これは、必ずしも正しいとはいえません。
別の現象ですが、波長３μｍ以上では空気中のH2Oによって光が吸収されてしまいますので。

あと、誤認識が広まるのを防ぐ意味で、

>原理的には空の青色も虹の七色も同じです。
虹は水滴（光の波長≪サイズ）による光の屈折・反射の現象ですが、空が青いのは上に述べたようにレーリー散乱による現象です。よって、原理的には空の青色も虹の七色も同じということはありません。

>これを “構造色” といいます。
これはちょっと、、、
構造色は、ここ10～15年ぐらいで広く認められるようになってきた概念です。もちろん、一部の人達は、もっと昔から研究していました。構造色とは、光の波長以下のサイズの微細構造が作り出す色のことです。多くの場合、規則性を有した構造で、身近な例ではDVDディスクの記録面が虹色に見えることなどが挙げられます。現象としては光の散乱、干渉、回折によるものです。一方で、空が青いのは。散乱によるものですが、微細構造によるものではありません。他の記述も？？？

回答No.5

ruehas

こんにちは。
虹ができているとき、その反対側では太陽が霞んで見えます。
これが「虹の影」です。

虹ができているとき、空気中の水蒸気は太陽光を「屈折（水滴界面）」させ、「鏡面反射（水滴内面）」させています。ですから、その裏側では「太陽の直射光」が遮られているということになります。
では、裏側にいるひとにとって「直射光」とは何かといいますと、それは肉眼で丸く見える太陽そのものです。それ以外の空の色や雲の色といいますのは全て「散乱光」であり、「直射光」といいますのは、我々が太陽を直視したときに目に入る光のことです。
向こう側で虹が丸く大きく見えるのは、それは水滴が光線を反射させるときに特定の角度でそれを屈折させているからです。これが七色に分かれた「丸い円周方向からの反射光」です。
ですが、この水滴は反対側に対しては反射も屈折も起こしません。ただ、太陽から真っ直ぐ飛んで来る直射光を遮るだけです。このため、虹の反対側では太陽が霞んで見えます。
ですから、空気中に水蒸気があるとき、即ち雲や霧で太陽が霞んで見えるとき、その反対側ではある角度のところに必ず虹ができています。ですが、光線が入射すれば虹のスペクトル反射は必ず起こることなのですが、雲や霧の中では太陽光も弱く、散乱光が氾濫していますので識別そのものが困難です。また、それが雲の上であったりする場合、見ているひとはいません。
「ぼんやりと霞んだ丸い太陽」、これが虹の影です。
夢のない回答でゴメンなさい。

回答No.3

MEBUS

物に色がついて見えるのは、通常はその物体に含まれる色素の影響です。 つまり、光が当たった物体が赤く見えた場合、その物体に含まれる色素によって、照射された可視光線のうち赤く見える波長の光だけが反射され、目に捉えられるからです。
　 しかし、例えば空は色素など持っていないのに青く色がついて見えます。 これは大気中に進入した太陽光が空気によって乱反射し拡散したとき、もっとも拡散しにくい青色に見える波長の光のみが地上まで届いているからです。 これを “構造色” といいます。 大気による構造色の場合、青以外の可視光線は乱反射によりすべての方向に拡散するため、影が発生することはありません。
　 虹の発生も大気中の水蒸気による構造色であり、見えている色の波長以外の光は乱反射によりすべての方向に拡散しているため、空と同様に影が生じることはありません。

回答No.2

noname#65224

虹は、太陽からの光が大気中の水分によって屈折・反射されて、さまざまな波長の光に分解されます。その分解された光が七色（赤、橙、黄、緑、青、藍、紫）です。それが虹となって見えます。

空は太陽からの光が屈折・反射されて、青い光だけが見えるのです。

原理的には空の青色も虹の七色も同じです。

空に影がないように虹にも影はありません。

回答No.1

noname#216672

虹に影はありません。光がおこす現象ですから。