Er andre planeter i stand til å produsere regnbuer? Hvordan ville disse regnbuene vises? Kan regn, skyer eller is fra andre elementer enn vann produsere regnbuer?
Relatert: https://space.stackexchange.com/questions/34357/rainbow-space-probe
Regnbuer oppstår når sollys skinner gjennom regn. Dette er sjelden i solsystemet. Regn (av svovelsyre) kan være vanlig nok under Venus skyer, men det er ingen sol. Omvendt er det rikelig med sol på Mars, men ikke regn, og bare veldig sjeldne skyer.
Det regner på Titan: metanregn. Metan har en lavere brytningsindeks enn vann (1,27 i stedet for 1,33), noe som vil gjøre regnbuene litt større (men ikke mye 42-> 52). Atmosfæren til Titan er imidlertid disig, og mens det er noe lys på overflaten, er ikke solskiven synlig.
Det er regn i noen lag av gasskjempene, men igjen ikke på de ytre lagene. der solen er synlig.
Det er sannsynlig at jorden er det eneste stedet i solsystemet der regnbuer er et vanlig fenomen.
note 1: Jeg har bekreftet @ JamesKs svar sin brytningsindeks på 1,27 (siden ingen kilder ble sitert), i det minste for en temperatur på 111K, Jippi! På en kaldere dag, si 90K, går indeksen opp og regnbuen vil krympe noen grader, nær størrelsen på den på jorden.
Kilde for metan:
Kilde for vann: sterk >
Nå viser @CarlWitthoft to umerkede plott uten kilder sitert og veldig forskjellige verdier for $ n $ .
note 2: @ CarlWitthofts unsourced claim at metan har en betydelig lavere spredning enn vann i synlig lys ser ut til å være uten fortjeneste. Jeg har tegnet begge materialene på samme akse, og de er sammenlignbare. Regnbuene vil ha litt annen fargespredning, men jeg gjør ikke noe regnbuen vil skuffe!
@ JamesK's svar nevner at Titan kunne se regnbuer fra flytende metanregn.
Bruk av matematikk fra 1, 2, 3:
$$ k = \ frac {n_ {droplet}} {n_ {atmosfære}} $$
$$ \ alpha = \ arcsin \ left (\ sqrt {\ frac {rk ^ 2} {3}} \ right) $$ $$ \ beta = \ arcsin \ left (\ frac {\ sin \ alpha} {k} \ right) $$ $$ \ theta = 2 \ phi = 4 \ beta - 2 \ arcsin (k \ sin \ beta) $$
Faktisk gjør lavere indeks regnbuen større . Husk at rødt er på utsiden . Med $ k = 4/3 \ approx1.33 $ er regnbuen på ~ 42 °, for $ k = 1,27 $ det blåser opp til ~ 52 °.
Alt annet like ville det også være litt lysere; med en større innfallsvinkel på baksiden av dråpen, vil fresnel-refleksjonen være litt sterkere.
# https://www.stewartcalculus.com/data/ESSENTIAL%20CALCULUS%202e/upfiles/instructor/eclt_wp_0301_inst.pdf# https: //www.physics.harvard. edu / uploads / files / undergrad / probweek / sol81.pdf # fin matematikk http://www.trishock.com/academic/rainbows.shtmlimport numpy som npimport matplotlib.pyplot som plthalfpi, pi, twopi = [f * np.pi for f i (0,5, 1, 2)] grader, rads = 180 / pi, pi / 180k = np.linspace (1.2, 1.5, 31) alfa = np.arcsin (np.sqrt ((4.-k **) 2) / 3.)) beta = np.arcsin (np.sin (alfa) / k) phi = 2 * beta - np.arcsin (k * np.sin (beta)) theta = 2 * phithings = (alpha, beta, theta) navn = ('alfa', 'beta', 'theta = 2phi') hvis sant: plt. figur () for i, (ting, navn) i enumerate (zip (ting, navn)): plt. delplott (3, 1, i + 1) plt.plott (k, degs * ting) plt.title (navn, fontstørrelse = 16) plt.plot (k [7], degs * ting [7], 'ok') plt.plott (k [13], d egs * ting [13], 'ok') plt.show ()
Ta en titt på disse diagrammene. Metan er det beste jeg kunne finne på et raskt søk, men det antyder at spredningen over det synlige bølgelengdebåndet er en brøkdel av verdien for vann.
Siden eksistensen av en regnbue avhenger av stoffets evne til å 'bøye' forskjellige bølgelengder forskjellige mengder, kan du se at metan i det minste ville produsere en ganske utilfredsstillende regnbue. Og selv det antar at du hadde en atmosfære som støttet metandråper av passende størrelse for å oppnå en prismatisk effekt.
Grovt sett vil du at metandråpene skal være større enn vanndråpene som produserer regnbuer på jorden i forhold til deres dispersjoner. Dette er fordi vinkelutgangsspredningen delvis avhenger av lengden på banen gjennom dråpene.