Quins aspectes de les interaccions de les ones són responsables dels arcs d'arc?

Quins aspectes de les interaccions de les ones són responsables dels arcs d'arc?
Anonim

La reflexió, la refracció i la dispersió són els principals fenòmens que concorren per produir un arc de Sant Martí.

Un raig de llum interactua amb una goteta d’aigua suspesa a l’atmosfera:

Primer entra a la gota que es refracta;

En segon lloc, una vegada dins de la gota, el raig interacciona amb la interfície aigua / aire a la part posterior de la gota i es reflecteix:

La llum entrant del Sol conté tots els colors (és a dir, longituds d'ona), de manera que és BLANC.

A A teniu la primera interacció. El raig interactua amb la interfície aire / aigua. Una part del raig es reflecteix (esquitxada) i la part es refracta i es doblega dins de la gota.

Dins de la gota es produeix la dispersió. La velocitat dels components cromàtics del raig (els diferents colors) varia segons la seva longitud d’ona.

Bàsicament, la velocitat dins d’un medi de, per exemple, RED, depèn d’un nombre anomenat Índex de refracció # n #. Aquest nombre és lleugerament diferent per a cada color. Aquesta petita variació provoca una diferència en la flexió dels diferents components cromàtics de la gota. Per tant, per exemple, RED és més petit que el BLAU.

Podeu entendre-ho fent una ullada a la Llei de Snell per a la refracció i la dependència de la flexió amb l’índex de refracció.

En B el raig de llum, que ara està dispersat, interactua amb la interfície aigua / aire. Part d’ella passa a l’aire (esquitxat) i la part es reflecteix a l’interior de la gota. Aquesta reflexió augmenta encara més l’efecte de separació de la dispersió, a causa també de la curvatura de la superfície de la gota on es produeix la reflexió.

En C els components cromàtics ara separats experimenten una altra refracció, augmentant encara més la separació entre ells.

Es pot veure un arc de Sant Martí secundari (més feble) juntament amb el primer, tal com mostra René Descartes:

(Font de la imatge: René Descartes, Discours de la méthode (1637))

RAY A = Primària

RAY F = Secundari (més reflexos interns = més febles)