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by nanasan1029
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虹:大自然の写真 part-1 ☆

虹:大自然の写真集から「世界の美しい虹」を紹介します。貴重な写真もありますので、是非ご覧下さい・・・【キーワード】:#虹, #虹の橋, #虹の色, #レインボー


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(photo※izismile※)



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虹(にじ)とは、赤から紫までの光のスペクトルが並んだ、円弧状の光である。気象現象の中でも、大気光学現象に含まれる。

太陽の光が、空気中の水滴によって屈折、反射されるときに、水滴がプリズムの役割をするため、光が分解されて、複数色(日本では七色とされる)の帯に見える。雨上がり、水しぶきをあげる滝、太陽を背にしてホースで水まきをした時などによく見ることができる。


a0028694_9205259.gif名称

英語の rainbow(レインボー)は、「雨の弓」を意味し[1]、外来語として日本語にも取り入れられている。また、フランス語では arc-en-ciel(アルカンシエル)といい、「空に掛かるアーチ」を意味する。

日本語の方言には、鍋づる(佐渡島、愛知県など)、地獄のお釜のつる(富山県射水市)、太鼓橋(大分県)、立ちもん(長崎県南高来郡)などと表現する例がある。

虹」を意味する漢語表現に、虹霓(こうげい)、虹桟(こうざん)などがある。また、虹、蜺、蝃、蝀などのように、虹を意味する漢字は虫偏のものが多く存在する点を見ても解る通り、中国語では、虹を蛇や竜の一種と見なす風習が多い。明確に龍虹と呼ぶ地域(広東省増城市)や、「広東鍋の取っ手の龍」を意味する鑊耳龍(広東省台山市)と呼ぶ地域もある。このような例は世界各地に存在する。虹を蛇の一種と見なす風習については「虹蛇」を参照


a0028694_9205259.gif虹の色数

日本では、虹の色の数は一般的に七色(赤、橙、黄、緑、青、藍、紫)と言われる。多くの日本人が虹の色を7色と考えるのは、ニュートンの虹の研究に由来する学校教育によるものである。

ニュートンは、赤黄緑青紫の5色と考えられていた虹の基本色に、柑橘類のオレンジの橙色と、植物染料インディゴの藍色を加えて7色とした。彼は虹の色と色の間は無限に変化していることを知っていたが、それにもかかわらず、虹を7色としたのは、当時、7が神聖な数と考えられていたからである。音楽のオクターブもドレミファソラシの7音からなる。ニュートンは美しい虹も7つの基本の色からできているとしたのである。

ニュートンが虹を7色と決めたからといって、イギリス社会一般で虹の色が7色だと統一されているわけではない。虹の色を何色とするかは、地域や民族・時代により大きく異なる。日本でも、古くは五色、沖縄地方では二色(赤、黒または赤、青)とされていた。なお現代でも、かつての沖縄のように明、暗の2色として捉える民族は多い。

インドネシア、フローレンス島地方では、虹の色は、赤地に黄・緑・青の縞模様(色の順番としては、赤・黄・赤・緑・赤・青・赤となる)とするが、この例のようにスペクトルとして光学的に定められた概念とは異なった順序で虹の色が認識されることも多い。

虹の色が何色に見えるのかは、科学の問題ではなく、文化の問題である。何色に見えるかではなく、何色と見るかということである。


a0028694_9205259.gif虹の性質

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主虹と副虹

虹の仕組み(下が主虹・上が副虹)主虹(しゅこう、しゅにじ)、または1次の虹と呼ばれる、はっきりとした虹の外側に、副虹(ふくこう、ふくにじ)、または2次の虹と呼ばれるうっすらとした虹が見られることがある。主虹は、赤が一番外側で紫が内側という構造をとるが、副虹は逆に、赤が内側、紫が外側となる。

主虹は、「太陽」-「プリズムとなる水滴」-「観察者」のなす角度が40~42度となる位置に見られる。このため、虹は太陽の反対側に見られ、太陽が高い位置にあるときは小さな虹が、夕方など太陽が低い位置にあるときは大きな虹が見られる。また、副虹は、「太陽」-「プリズムとなる水滴」-「観察者」のなす角度が51~53度となる位置に見られる。 

簡単に虹を観察するには、よく晴れた日に太陽を背にして、目線の高さより上にホースなどで水を霧状に撒いてみるとよい。飛行機周辺の空気が水蒸気を多く含んでいる場合には、窓から眼下に360度円環状の虹が見られることがある。雲海を超える高い山でも、眼下に虹が見えることがある。この飛行機や雲海の虹はブロッケン現象によるもので、通常の虹やホースの水による虹とは原理が異なる。


白虹・赤虹

雨粒を構成する水滴が大きければ、虹の幅が狭くなり、色は濃くなる。ただし、大きすぎると水滴が空気抵抗の影響で変形して球形にならないため、虹が見えなくなる。反対に水滴が小さければ、虹の幅が広くなり、色が薄くなって全体的に明るくなる。そして水滴が小さすぎると、ミー散乱によって色が分かれなくなり、白く明るい半円が見えるようになる。これを白虹(しろにじ、はっこう)といい、霧や雲を構成する水滴でよく見られるので霧虹や雲虹とも言う。また、このとき朝焼けや夕焼けなどの時間帯で太陽光線が赤みを帯びていると、白虹が赤く見えることがあり、これを赤虹と呼ぶ。


暗帯

主虹と副虹の間に見える空や風景は、虹に比べて相対的に暗くなる。特に後ろの雲が真っ黒でよどんだ空だと、暗い部分がはっきりと帯状に見える。これをアレキサンダーの暗帯(-あんたい, Alexander's dark band)あるいはアレキサンダーの帯という。これは、先に述べた原理から、主虹の内側と副虹の外側からは観察者に向かって若干の反射光が入ってくるものの、その間の部分からは反射光が全く入ってこない状態になるためで、この部分だけ本来の空の色が見えていることになる。


反射虹

水面などに反射した光が太陽光と同じように水滴内を通って反射すると、同じように虹ができることがある。これを反射虹という。反射虹にも主虹と副虹がある。反射虹が描く円弧の中心は、普通の虹とは異なるため、普通の虹と反射虹は同心円状にはならず、ずれて見える。普通の虹と反射虹が重なってきれいなV字型を描くこともある。


過剰虹

過剰虹(干渉虹)このほか、主虹の下側や副虹の上側に、さらに色のついた部分が淡く見えることがある。これを過剰虹(かじょうにじ)あるいは干渉虹(かんしょうにじ)という。これは、水滴がある大きさになったときに、太陽光が干渉して弱め合ったり強め合ったりしてできる。


月虹

詳細は「月虹」を参照。月の光でも同様に虹ができる。この場合は月虹(げっこう)という。


a0028694_9205259.gif虹の形状

虹は主虹(一次の虹)と副虹(二次の虹)が同心円状の形状となる。主虹は赤が一番外側で、副虹は赤が一番内側である。

同心円・半円になる理由

虹が描く弧は、観察者を基点として、太陽とは正反対の方向、対日点(たいじつてん)が中心となる。対日点は、観察者から見れば地平線の下にあるので、虹は半円に見える。

主虹(一次の虹)と副虹(二次の虹)は、対日点を中心に同心円状に並ぶ。これは、すでに述べた『「太陽」-「プリズムとなる水滴」-「観察者」のなす角度』の変化によって異なる色の光が見えて虹になるメカニズムが、地面に対して垂直方向のみの角度の変化ではなく、斜めの方向の変化でも適用できるためである。


a0028694_9205259.gif虹に類似した大気光学現象

学術的には虹でなくとも、色が分かれていたり、弧を描いたりしていて、一般的には虹と混同されやすい大気光学現象が多数ある。

ブロッケン現象・光輪 - 観察者を中心として、太陽と正反対の方向にできる。虹と同様に色分かれがあり、水滴によって起こるが、光が水滴内を通過する際のメカニズムが異なる。
暈(かさ、うん、ハロー) - 太陽の周りにできる。虹と同様に色分かれがあるが、氷晶によって起こる点が異なる。

光環(光冠) - 太陽の周りにできる。色分かれはほとんど無く、光が回折することで起こる。
彩雲 - 雲に重なって見え、できる位置はさまざま。色分かれはほとんど無く、光が回折することで起こる。

このほかに環水平アーク、環天頂アーク、外接ハロ、幻日など、虹のように色分かれする現象は多数ある。


a0028694_9205259.gif星虹

星虹(せいこう、英: starbow)とは、光速近くで移動する宇宙船から星空を眺めると、ドップラー効果と特殊相対性理論の効果によって、星の見かけの位置が進行方向前方に移動し、進行方向を中心とした同心円状に星の色が変化して虹のように見える、といわれている現象である。英語のスターボウ(starbow)は、雨が作る弓型であるrainbowから、星が作る弓型という意味で作られた造語。また星虹はその直訳語である。

通過する救急車のサイレンや、電車内から聴く踏切の警報など、音源からの距離が連続的に変化することで周波数を圧縮・延伸され、音が歪んで聞こえる現象(ドップラー効果)は日常的に体感することができるが、これらの音波と同じように、相対的に接近し遠ざかってゆく星々から、飛行中の宇宙船に向かって飛んで来る光の波長が圧縮・延伸されることにより色が歪んで見えるため、全体が虹の様に色を帯びて目に映るのではないかと仮説したもの。

しかし、仮に全ての恒星などからの光がすべて同一の波長であるならば明瞭に色が分かれた虹に見えるであろうが、実際には様々な星が様々な波長の光を放出しているため、虹ほど整然と分かれた色には見えないであろうと指摘されている。

いずれにせよ亜光速で飛行できる宇宙船が実際に在ると仮定した場合にのみ、観測が可能となる空想科学上の現象であり、現代の科学技術ではそのような宇宙船はまだ理論の上にも現されていない。

宇宙を扱うSF作品の視覚化・映像化においては亜光速の表現に用いられ、一般には(学術的な推論ではなく)フィクションとしてよく知られている。スタートレックの初期シリーズに星虹が表現されている。(wikipedia)


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by nanasan1029 | 2012-09-27 15:12 | 大自然の写真・記事