Mi határozza meg a szivárvány színeinek arányát, illetve miért ív alakú a szivárvány?

Nem tudom, milyen szinten állsz optikából, úgyhogy bocs, ha egy kicsit hosszú lesz (de a negyedikes tankönyvek szintjén mozgó rövid magyarázatok szerintem nem adnak kielégítő választ).

A levegő-víz határfelületen áthaladva a fénysugár megtörik, más irányba megy tovább, mint amerről érkezett. Ez a jelenség függ a fény hullámhosszától (színétől). Ezért a fehér fény különböző összetevői egy kicsit más-más irányban fognak továbbhaladni, az addig fehér fénysugár a szivárvány színeire bomlik.

Határfelületeken a fény jelentős része áthalad, egy része pedig visszaverődik (pl. egy tó esetén a fény nagy része lejut a víz alá, kisebb része viszont visszaverődik, ezzel létrehozva a környező táj tükörképét).

Minél laposabb a beesési szög, annál nagyobb hányada verődik vissza a fénynek (visszatérve a tavas példához, a fejed felett levő felhőket nem igazán látod tükröződni a vízfelületen, a szemközti part távoli házait annál inkább).

A szivárvány szempontjából a vízcsepp belsejében (a víz->levegő határfelületen) visszaverődő fény számít.

3. Vegyük a vízcseppet gömbnek. A beérkező és visszavert fénysugár által bezárt szög attól függ, hogy a gömb középpontjához képest hova érkezett a fénysugár.

Erről itt egy interaktív illusztráció (egérrel lehet húzogatni, hova érkezzen a fénysugár):

[link]

Kiszámolható, de az illusztráción is látszik, hogy a visszaverődési szög egy bizonyos tartományba esik, amely szintén függ a színtől.

Nézzük a színspektrum két végét:

- a vörös összetevő esetén kb. 138-180 fok közé eshet, és nagyon jelentős 138 fok környékén (itt a "leglaposabb" a vízcsepp belsején történő visszaverődés, nagy hányada verődik vissza a fénynek), itt lesz egy "vörös csúcs".

- az ibolya összetevő esetén kb. 140-180 fok közé eshet, és nagyon jelentős 140 fok környékén, itt lesz egy "ibolya csúcs".

Gyakorlatilag ezekből együtt jön össze a szivárványív.

A szivárvány külső szegélye a 138 fok alatt visszaverődő vörös csúcs (melyet 180-138 = 42 fokos körívnek látunk).

Majd jön szép sorjában a többi szín, végül a belső szegély a 140 fok alatt visszaverődő ibolya csúcs (melyet 180-40 = 40 fokos körívnek látunk).

140 foknál nagyobb szögben minden színre kábé ugyanannyi fény verődik vissza, kiátlagolják egymást, fehérként teszik a szivárványon belüli részt világosabbá (fotókon gyakran látszik).

Remélem, tudtam segíteni. De ha nem, kérdezz nyugodtan.

Nem feltétlen ív alakú a szivárvány! Repülőgépről nézve kör alakúnak látod a szivárványt.

Itt egy kép: [link]