操作ガイド
・「太陽の高度」:虹は太陽と正反対の点(対日点=太陽の鏡映、地平線の下 h°)を中心とする円。h を上げると虹全体が下がり、主虹は h>約42°、副虹は h>約51°で地平線の下に沈みます。
・「雨滴の屈折率」:n を大きくすると主虹の半径は小さく、副虹の半径は大きくなります(暗帯が広がる)。
・「表示モード」:一次のみ/二次のみ/両方 を切り替えます。
しくみ
主虹:雨滴で 屈折→内部反射1回→屈折。光は最小偏角付近に集まり、対日点から約42°の円に見えます。紫は赤より強く曲がるため、主虹は内側が紫・外側が赤。
副虹:屈折→内部反射2回→屈折。約51°に現れ、光の回り方が逆なので色順も逆(内側が赤・外側が紫)。反射が1回多いぶん暗くなります。
アレキサンダーの暗帯:1回反射の光は42°より外へ、2回反射の光は51°より内へは出てこないため、その間(約42°〜51°)の空は暗く見えます。主虹の内側は明るく見えます。
左上の図:太陽・観測者・影を横から見た図。扇形は観測者の視界(仰角0〜60°)。右(下)の図:観測者が太陽を背にして見た空。雨滴図は色の分かれ方を見やすくするため分散を5倍に誇張しています(虹の角度は実際の計算値)。