虹が見える時の法則

　昨日久しぶりに虹を見ました。しかも湖にかかる虹です。大変美しかったです。
　ところで，みなさんの中には朝や夕方ではなく昼間（正午前後）に虹を見た方はいますか？また，虹を横から見た方はいますか？
　虹は太陽が高く昇っているときには見ることができません。また，虹を横から見ることは不可能なのです！
　虹が見える時にはある法則があるのです。

　そもそも虹はどういうときに見えるでしょう。「雨上がりの夕方」を思いつかれる方が多いと思います。そうなのです，湿気が多く太陽の位置がそれほど高くないときに見えるのです。湿気が多いときというのはご存知の方も多いでしょう。虹は，空気中の水分（水分子）に太陽の光が散乱して起こる現象ですから。では，太陽の位置が高いときに見られないというのはどうしてでしょうか？
　それは科学的に説明ができます。
　水分子は太陽の光を約41～42°で散乱させます。具体的には青い光が41°程度で赤い光が42°程度で反射するのですが，細かいことは省略します。太陽の光が水分子によって41°～42°程度で反射されたものが虹として私たちの目に飛び込んできます。ここでポイントになるのは角度です。上に向かって41°～42°ではなく自分（観測者）を中心にあらゆる方向に41°～42°の角度をもって円形状に虹は見えます。しかし，地面から下にできた虹は見えませんので，虹は実際は半円状に見えるのです。
　もう少し補足するならば，太陽と自分を結んだ直線から41°～42°の角度をもった円錐上に虹があると考えてもらえばいいです。
　虹を横から見ようと移動しても，常に太陽と自分を結んだ直線から同じ角度をもって虹ができるので，虹を横から見ることはできません。
　また，太陽が夏の日中のように自分のほぼ真上にあるときは虹自体がすべて地面にできてしまうことになりこれまた見ることができません。
　なお，下のイメージ図は角度を正確に作成していませんので，あくまでも参考程度に留めておいてください。

　梅雨に入る前に虹の話題を取り上げると良かったのですが，私もすっかり忘れていました。生徒たち（特に小中学生）は興味を持ってくれる内容だと思いますので，是非機会を見て話してあげてください。
　なお，余談ですが，私の夢は飛行機から（空の上から）虹を見ることです。
　どのように見えるかご存知ですか？