虹の色の順番はなぜ7色?外側と内側の理由や簡単な覚え方を解説
虹の色の順番はなぜ7色?外側と内側の理由や簡単な覚え方を解説とはどのようなものなのか? 主要なファクトを丁寧に紐解いて紹介します。
空に架かる虹を見上げたとき、色の順番は常に決まっています。基本となる虹(主虹)は、外側が「赤」で最も内側が「紫」です。この並び順は偶然ではなく、太陽光に含まれる可視光線の波長と屈折率という物理法則によって厳密に支配されています。
太陽の光は一見すると無色(白色光)に見えますが、実際には様々な波長の光が混ざり合っています。雨上がりの大気中に浮遊する無数の水滴に太陽光が差し込むと、光は水滴の表面で屈折して中に入り、奥の境界面で反射して再び空気中へ屈折して出ていきます。この際、光の波長によって曲がり具合(屈折率)が異なります。
- 赤色の光:波長が約700nmと長く、水滴に出入りする際の屈折率が小さいため、あまり曲がらずに約42度の角度で反射して目に入ります。
- 紫色の光:波長が約400nmと短く、屈折率が大きいため強く曲がり、約40度の角度で反射して目に入ります。
地上にいる観察者から見ると、水滴と太陽、そして自分の目がなす角度(視線との角度)が約42度の位置に赤が見え、約40度の位置に紫が見えます。この2度の角度差が空に広がることで、外側に赤、内側に紫が配置される美しい虹の配色グラデーションが形成されるのです。