虹の色はなぜ7色？正しい順番と覚え方・世界の認識差と科学の真相

虹の色はなぜ7色？正しい順番と覚え方・世界の認識差と科学の真相の真相や最新動向に迫る! 専門的な視点で紐解きます。

虹が大空に描かれる物理的なプロセスには、精密な幾何光学のメカニズムが隠されています。虹ができる仕組みと光の屈折を理解するためのキーワードは、「水滴」「屈折」「全反射」の3要素です。

太陽の光が大気中の球状の雨粒（水滴）に入射する際、空気と水の境界面でまず屈折が起きます。光は波長によって屈折率が異なり、波長の短い紫色の光は大きく曲がり、波長の長い赤色の光は小さく曲がります。水滴の奥の内壁で光が反射し、再び空気中へ出る際にもう一度屈折して私たちの目に届きます。

このとき、入射する太陽光線と観察者の目玉を結ぶ角度（視角）は、赤色が約42度、紫色が約40度と決まっています。この特定の角度を保ったまま円錐状に光が返ってくるため、地上からは半円形のアーチとして見えるのです。

主虹と副虹の違いと色の反転現象

天候条件が整うと、くっきりとした虹の外側にもう一回り薄い虹が同時に出現することがあります。これがいわゆるダブルレインボーです。

内側の鮮やかな虹を「主虹（しゅこう / プライマリー・レインボー）」、外側の薄い虹を「副虹（ふくこう / セカンダリー・レインボー）」と呼びます。両者には以下のような決定的な違いが存在します。

• 反射回数の違い：主虹は水滴内で「1回反射」して出てくるのに対し、副虹は水滴内で「2回反射」を繰り返してから外部へ出ます。
• 色の配列の反転：副虹は2回反射するため光の経路が交差し、色の順番が主虹と完全に逆転します（外側が紫、内側が赤になります）。
• 明るさと太さ：副虹は光が2度反射する過程でエネルギーが外へ逃げるため、主虹に比べて格段に淡く見えます。
• アレクサンダーの暗帯：主虹と副虹の間に挟まれた空間は光がほとんど反射してこないため、周囲の空よりも明らかに暗く見えます。この現象は古代ギリシャの哲学者アレクサンドロスにちなんで名付けられました。