虹

ＴＢＳ・夕方の森田さんの気象情報で。
２０２１．２．１５
栃木県足利市、午後４時半頃の画像。虹が出たんですね。
調べてみたら、東京では、午後２時頃までザアザア降りの雨で、５時頃までパラつきましたので、虹は出ていなかったかも。
足利での降水の記録はないので、近くの佐野市で調べたら午後４時頃まで降っていて５時以降は降水が記録されていませんでした。これなら虹が出たのも納得です。で、夕方ですから、虹は高くなります。

内側が主虹、外側が副虹です。
色の並び順が逆転します。
そして、主虹の内側が明るくて、主虹と副虹の間が暗い、という典型的な出来事がきれいに写っています。

その理由なんですけどね。
主虹では太陽光線が反射１回屈折２回で出てくるのですが、副虹では反射が２回になりまして、そのせいで、主虹を作る水滴よりも上にある水滴からの光が眼に入ってきます。ですから、副虹が外側。
太陽光線に対して、主虹は４０度くらい開きますが、副虹は５０℃ちょい開きます。

この主虹と副虹の間の暗い部分には「アレキサンダーの暗帯」という名前が付いています。
この部分にある水滴群から出てくる光は、角度的に観測者の眼に入ってこないんですよ、で、暗くなります。

主虹の下の水滴群からの光は分光されてはいるのですが、それが観測者の目に入る時には、混ざってしまうのですね。全部の色が混ざると「白色光」になってしまうのです。そのために、主虹の下は白く明るくなります。
副虹の外側についても、出来事が逆さまになるだけで、議論は全く同じになりまして、副虹の外側も、やや白っぽく明るくなります。

２枚目の写真ではそこまできれいにわかります。結構珍しいのです、これだけ典型的な虹の写真は。

★さて、こういう現象の説明なんですが、結構、厄介です。
で、以前「案山子庵雑記」というＨＰを書いていたことがあって、その時にはかなり詳しい話を書きました。
どこかに残骸はないかな、と調べたら、ｐｄｆファイルにして、「かかしさんの窓」から閲覧できるようにしてありました。
↓これです。
http://yamada-kuebiko.cocolog-nifty.com/blog/files/sci_98.pdf
左クリックで読めますし、右クリックでダウンロードできます。
かなり長い説明ですので、じっくりどうぞ。（虹以外にもいろんな話題が入っていますので飛ばし読みしてください。）
小学生のＵ君との理科遊びですから、難しいことは書いてないのですが、めんどくさいとはいえます。