
彩虹是怎么樣形成的,彩虹是光的折射。空氣中會(huì)有大量的小水滴懸浮在空中,當(dāng)光線經(jīng)過時(shí),光就會(huì)出現(xiàn)折射現(xiàn)象,在光的折射過程中紅橙黃綠藍(lán)靛紫等色光的折射角度不相同,就形成了彩虹,下面來看看彩虹是怎么樣形成的。
彩虹,又稱天弓、天虹、絳等,簡稱虹,是氣象中的一種光學(xué)現(xiàn)象,當(dāng)太陽光照射到半空中的水滴,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內(nèi)圈呈紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫 七種顏色。事實(shí)上彩虹有無數(shù)種顏色,比如,在紅色和橙色之間還有許多種細(xì)微差別的顏色,但為了簡便起見,所以只用七種顏色作為區(qū)別。
太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種顏色組成的,當(dāng)照射到水滴上時(shí)會(huì)出現(xiàn)第一次折射,由于這7種顏色光的波長不同,它們的偏向角度也會(huì)不同,這時(shí)太陽光就會(huì)分解為7種單色光;折射后的單色光到達(dá)水滴的背面后,會(huì)按照反射規(guī)律發(fā)生反射;反射后的單色光將回到入射水滴的這一面,這時(shí)將發(fā)生第二次折射,并仍然以單色光的形式射出水滴
彩虹是因?yàn)殛柟馍涞娇罩薪咏蛐蔚男∷危斐缮⒓胺瓷涠伞j柟馍淙胨螘r(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射,在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當(dāng)中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈,造成我們所見到的彩虹。
造成這種反射時(shí),陽光進(jìn)入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后離開水滴時(shí)再折射一次,總共經(jīng)過一次反射兩次折射。因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用,不同頻率的光的折射率有所不同,紅光的'折射率比藍(lán)光小,而藍(lán)光的偏向角度比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射,所以觀察者看見的光譜是倒過來,紅光在最上方,其他顏色在下。
因此,彩虹和霓虹的高度不一樣,顏色的層遞順序也正好反過來。彩虹意旨光線經(jīng)過兩次折射一次反射,霓虹則是光線經(jīng)過兩次折射兩次反射
雙彩虹
大多數(shù)人因?yàn)闆]有積極的去觀察而不會(huì)注意到霓,霓是經(jīng)常出現(xiàn)在主虹外側(cè)昏暗的第二道彩虹。霓是陽光經(jīng)由雨滴內(nèi)兩次反射和兩次折射產(chǎn)生的,出線的角度在50–53°。兩次反射的結(jié)果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,藍(lán)色在外而紅色在內(nèi)。霓比虹暗弱,因?yàn)閮纱畏瓷洳粌H使得更多的光線逃逸掉,散布的區(qū)域也更為寬廣。在虹與霓之間未被照亮的天空,因?yàn)槭莵啔v山大最先描述的,所以被命名為亞歷山大帶。
真四重彩虹的第三重、第四重彩虹,各有一道主虹與一道副虹。
更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾經(jīng)被拍攝過。這些是陽光在雨滴內(nèi)經(jīng)過三次或四次反射造成的。這些虹都出現(xiàn)在與太陽同一側(cè)的天空,第三道和太陽相距約40°,第四道則約為45°。因?yàn)殛柟獾年P(guān)系,用肉眼很難看見。
Felix Billet (1808–1882) 敘述過更高階的虹,他描繪出第19道虹的位置,并稱此種模式為"彩虹玫瑰"。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),使用更明亮的光線和準(zhǔn)直良好的激光,可以觀察到更高階的虹。據(jù)報(bào)吳等多人在1998年使用類似的方法,以氬離子激光光束達(dá)到200階的虹。
月虹
月虹,又稱晚虹,是一種非常罕見的現(xiàn)象,在月光強(qiáng)烈的晚上可能出現(xiàn),由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來好像是全白色。
反射虹和被反射虹
當(dāng)彩虹出現(xiàn)在水面的物體上時(shí),來自不同光路互補(bǔ)的.兩個(gè)鏡弧可能分別出現(xiàn)在水面上和水面下。它們的名稱略有不同,如果水面是平靜的被反射虹將呈現(xiàn)鏡像出現(xiàn)在水面的地平線下方。陽光在抵達(dá)觀測者之前首先受到雨滴的偏折,然后經(jīng)過水面的反射。被反射虹,至少是一部分,經(jīng)常可見,甚至在小水坑都可見。
當(dāng)陽光在抵達(dá)雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面夠大,整個(gè)表面也是平靜的,并靠近雨幕,反射虹便可能出現(xiàn)在地平線之上。它與正常的彩虹交會(huì)在地平線處,并且它的弧會(huì)在天空的較高處,因?yàn)樗闹行脑诘仄骄€之上,而正常彩虹的中心在地平線之下。由于需要上述條件的配合,反射虹是很罕見的。
如果反射的弧再被反射,并且霓反射弧和他的反射弧同時(shí)都出現(xiàn),同時(shí)出現(xiàn)6條(或是8條)彩帶也是可能的。
全圓彩虹
全圓彩虹導(dǎo)因于雨滴對(duì)陽光的“內(nèi)反射”所造成的,因?yàn)橛甑魏涂諝獾恼凵渎什煌瑢?dǎo)致。
雙子虹
它是Twinned bows的直譯,它們是本是同根生、分出兩叉的彩虹。
透過濃霧陽光會(huì)產(chǎn)生白色的彩虹。霧滴的尺寸比雨滴小,因此并沒有把光線分解成色彩分明的數(shù)道光帶。霧滴產(chǎn)生的光帶寬度要寬得多,這些光帶重疊合并成白色光弧。
在日出和日落時(shí),陽光的傳播距離很長,所以綠色、黃色、甚至橙色也能被大量散射。只有紅色不被散射,于是產(chǎn)生了單色的紅色彩虹。
虹的內(nèi)側(cè),逐級(jí)變窄、減弱的多層七彩序列輪回,叫做附屬虹。
彩虹是光的折射。
1、彩虹是光的折射。空氣中會(huì)有大星的小水滴懸浮在空中,當(dāng)光線經(jīng)過時(shí),光就會(huì)出現(xiàn)折射現(xiàn)象,在光的折射過程中紅橙黃綠藍(lán)靛紫等色光的折射角度不相同,就形成了彩虹。
2、光的折射是指光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變,從而使光線在不同介質(zhì)的交界處發(fā)生偏折(光在空氣中偏折角度最大)。特性:光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處,只是反射光返回原介質(zhì)中,而折射光線則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中。由于光在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同,故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化,這就是光的折射。在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的'。
3、色散指復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象叫作光的色散、色散可以利用棱鏡或光柵等作為“色散系統(tǒng)”的儀器來實(shí)現(xiàn)、復(fù)色光進(jìn)入棱鏡后,由于它對(duì)各種頻率的光具有不同折射率,各種色光的傳播方向有不同程度的偏折,因而在離開棱鏡時(shí)就各自分散,形成光譜、幾列波在媒質(zhì)中傳播,它們的頻率不同,傳播速度亦不同,這種現(xiàn)象叫色散,在物理學(xué)中,把凡是與波速、波長有關(guān)的現(xiàn)象,叫作色散。
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