Почему у радуги разные цвета?

Чтобы понять свойство преломления через радугу, сначала вы можете подумать о каплях дождя как о падающих призматических объектах... Тот же ответ здесь - преломление и рассеивание света.

(В Википедии и Howstuffworks есть неплохая статья об этом...)

Эти изображения показывают преломление и рассеивание света каплями дождя (прямо как оптическая призма). Но, она имеет небольшое отличие от призмы. Преломление происходит дважды внутри капли дождя... (из-за сферической формы я так думаю). Для типичной радуги угол преломления, при котором свет входит в каплю дождя и выходит из нее, составляет 40–42° для цветов в порядке фиолетово-красный. Этот диапазон в 2° обусловлен увеличением длины волны различных цветов...

Howstuffworks показывает хорошее сравнение для изображения ниже:

Когда A рассеивает свет, только красный свет выходит под правильным углом (42 °), чтобы попасть в глаза наблюдателя. Лучи других цветов выходят под меньшим углом, поэтому наблюдатель их не видит. Солнечный свет будет одинаково падать на все окружающие капли дождя, поэтому все они будут отражать красный свет на наблюдателя. Но B находится намного ниже в небе, поэтому красный свет не отражается наблюдателю. На высоте фиолетовый свет выходит под правильным углом (40 °), чтобы попасть в глаз наблюдателя. Все капли, окружающие B, отражают свет одинаково. Капли дождя между A и B отражают свет разных цветов для наблюдателя, поэтому наблюдатель видит полный цветовой спектр.

Кроме того, если бы вы были над землей (на довольно большой высоте), вы могли бы увидеть радугу как полный круг. На земле видна только дуга радуги, которая находится над горизонтом.

• Радуга не зависит от того, где вы находитесь... Даже если вы находитесь над землей, вы можете видеть цвета в том же порядке ВИБГЁР... Это зависит от того, находится ли солнце на горизонте или нет, есть ли в окружающей среде туман, мгла или дождь

Но в случае двойниковых радуг предполагается двойное отражение... Это зависит от разницы в размерах капель и угол преломления будет в пределах 50-53°... Замечательная вещь для двойниковой радуги. радуга, перевернутая радуга была бы над настоящей на некотором расстоянии (каждая из которых разделена общим основанием...

Нештатные радуги имеют совокупность ярких и темных полос от фиолетового до красного из-за интерференции. При углах, очень близких к требуемому углу радуги , два пути света через каплю отличаются лишь незначительно, и поэтому два луча конструктивно интерферируют. По мере увеличения угла два луча следуют по траекториям существенно разной длины. Когда разница равна половине длины волны, интерференция полностью разрушительна. А под еще большими углами балки снова усиливают. Результатом является периодическое изменение интенсивности рассеянного света, серия чередующихся ярких и темных полос.

Недавно в литературе по компьютерной графике была опубликована статья, в которой обсуждаются несферические капли дождя и четко объясняются многие явления радуги в реальном мире:

Сагдехи и др., «Физически обоснованное моделирование радуги», ACM Transaction on Graphics 31(1), январь 2012 г.

Вот официальная веб-ссылка на статью: http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2077341.2077344 Но если у вас нет подписки на цифровую библиотеку ACM, доступ к ней платный, поэтому вот ссылка на страница с доступным препринтом: http://zurich.disneyresearch.com/~wjarosz/publications/sadeghi11physically.html

присутствие капли в атмосфере работает как призма, разделяющая белый свет на разные цвета, так нам кажется радуга, имеющая другой цвет. по большому счету мы можем сказать, что когда капли или молекулы находятся на пути солнечного света, они поглощают часть света, а часть отражают, которые лежат на наших глазах, тогда на сетчатке создается обратное изображение, и мысленно мы видим красивую радугу.