
彩虹是怎么產(chǎn)生出來(lái)的,彩虹是因?yàn)殛?yáng)光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。陽(yáng)光射入水滴時(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(jiàn)到的彩虹,下面來(lái)了解彩虹是怎么產(chǎn)生出來(lái)的。
彩虹的形成是一種自然的光學(xué)現(xiàn)象,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō):我們?cè)陲L(fēng)雨過(guò)之后見(jiàn)到的彩虹,是因?yàn)殛?yáng)光照射到空氣中接近圓形的小水滴,然后造成光的色散和反射形成的。當(dāng)陽(yáng)光攝入水滴時(shí)就會(huì)以不同角度的入射點(diǎn),而小水滴內(nèi)也是不同角度進(jìn)行反射,當(dāng)中的40——42度的反射最強(qiáng)烈,這樣就會(huì)形成我們平時(shí)看到的彩虹。
彩虹形成的原理:當(dāng)太陽(yáng)光照射到空氣中的水滴時(shí),光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,雨后常見(jiàn)。
夏日,雨后初晴,陽(yáng)光明媚。瞬間,天空中出現(xiàn)一道彩虹,它是一道橫跨天空的七色彩帶,紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,宛如一座彩色的拱橋飛架天空。 天空中為什么會(huì)出現(xiàn)五顏六色的彩虹呢?彩虹的色彩主要源于三棱鏡對(duì)白光的色散效應(yīng)而解析成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等可分辨的7色。霓由于2次內(nèi)反射,色序相反。
通常雨滴越大,虹越鮮艷明亮。雨滴大小不同,可以造成虹的顏色變化,甚至出現(xiàn)白虹。由于同一時(shí)刻,空中雨滴大小并不完全一致,即使在同一虹中,甚至同一彩色光環(huán)中,它的顏色、亮度都可能有變化。
彩虹是彎的原因:不同顏色的光,在水滴上折射的程度是各不相同的`。
地球是圓的。由于地球表面是一個(gè)曲面,并且被厚厚的大氣所覆蓋,雨后空氣中的水含量比平時(shí)高,當(dāng)陽(yáng)光照射入空氣中的小水滴時(shí)就形成了折射。
同時(shí)由于地球表面的大氣層為一弧面,從而導(dǎo)致了陽(yáng)光在表面折射形成了我們所見(jiàn)到的弧形彩虹。
彩虹,又稱天弓(客家話)、天虹、絳等,簡(jiǎn)稱虹,是氣象中的一種光學(xué)現(xiàn)象,當(dāng)太陽(yáng)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(wú)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(jiǎn)便起見(jiàn),所以只用七種顏色作為區(qū)別。
太陽(yáng)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(zhǎng)不同,它們的偏向角度也會(huì)不同,這時(shí)太陽(yáng)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。
其實(shí)只要空氣中有水滴,而陽(yáng)光正在觀察者的背后以低角度照射,便可能產(chǎn)生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象,彩虹最常在下午,雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn),這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗,而觀察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見(jiàn)陽(yáng)光,這樣彩虹便會(huì)較容易被看到。另一個(gè)經(jīng)常可見(jiàn)到彩虹的地方是瀑布附近,在晴朗的天氣下背對(duì)陽(yáng)光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以制造人工彩虹。
彩虹什么時(shí)候出現(xiàn)
彩虹最常出現(xiàn)在下午,雨過(guò)天晴的時(shí)候。 這時(shí),空氣中的塵埃越來(lái)越少,充滿了小水滴,半邊的天空因?yàn)檫€殘留著雨云和黑暗。 太陽(yáng)是可見(jiàn)的,在觀察者的頭部或后面沒(méi)有云層,這樣就可以更容易地看到彩虹。 另一個(gè)經(jīng)常看到彩虹的地方是瀑布附近。
人造彩虹
水霧法:花盆里裝滿了水,然后帶著孩子來(lái)到一個(gè)有光線的地方。 噴水迎著太陽(yáng)進(jìn)入天空,我們很快就會(huì)看到彩虹出現(xiàn)了!
水杯法:倒?jié)M一杯水;把杯子放在有充足陽(yáng)光的窗臺(tái)上;在地板上放一張紙;用熱水把窗戶弄濕;調(diào)整杯子,直到你看到彩虹!
鏡面反射法:將鏡面置于太陽(yáng)能看到的地方,將鏡面浸入水盆,水盆底部約45度。 調(diào)整鏡子的角度,靜待水波,你可以在陰影中看到彩虹。 如果你看到彩虹的小碎片,只要不斷調(diào)整角度。
特殊彩虹
雙彩虹
大多數(shù)人因?yàn)闆](méi)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(yáng)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(guò)。這些是陽(yáng)光在雨滴內(nèi)經(jīng)過(guò)三次或四次反射造成的。這些虹都出現(xiàn)在與太陽(yáng)同一側(cè)的天空,第三道和太陽(yáng)相距約40°,第四道則約為45°。因?yàn)殛?yáng)光的關(guān)系,用肉眼很難看見(jiàn)。
Felix Billet (1808–1882) 敘述過(guò)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(jiàn)的現(xiàn)象,在月光強(qiáng)烈的晚上可能出現(xiàn),由于人類視覺(jué)在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來(lái)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(lái)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(yáng)光在抵達(dá)觀測(cè)者之前首先受到雨滴的偏折,然后經(jīng)過(guò)水面的反射。被反射虹,至少是一部分,經(jīng)常可見(jiàn),甚至在小水坑都可見(jiàn)。
當(dāng)陽(yáng)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(jiàn)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(yáng)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
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。
霧虹
透過(guò)濃霧陽(yáng)光會(huì)產(chǎn)生白色的彩虹。霧滴的尺寸比雨滴小,因此并沒(méi)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。
紅虹
在日出和日落時(shí),陽(yáng)光的傳播距離很長(zhǎng),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。
附屬虹
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。
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