彩虹的秘密是什么?
彩虹的秘密是什么?
彩虹,又称天虹,简称虹,是气象中的一种光学现象。当太阳光照射到空气中的水滴,光线 被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,雨后常见。形状弯曲,色彩艳丽。东亚、中国对 于七色光的最普遍说法是(从外至内):红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的称为副虹(又称 霓)。
副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时,它会被折射、反射后再折射出 来。在水滴内经过一次反射的光线,便形成人们常见的彩虹(主虹)。若光线在水滴内进行了 两次反射,便会产生第二道彩虹(霓)。 由于每次反射均会损失一些光能量,因此霓的光亮度亦较弱。
两次反射最强烈的反射角出 现在50。〜53°,所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹相反,外 侧为蓝色,内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不 被肉眼察觉而已。 彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,造成光的色散及反射而成的。
阳光射入水滴 时会同时以不同角度入射,在水滴内也是以不同的角度反射。当中以40°〜42°的反射最为强 烈,形成人们所见到的彩虹。 其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到 的彩虹现象。彩虹最常在下午,雨后天刚转晴时出现。
这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空 的一边因为仍有雨云而较暗。观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较 容易被看到。 虹的出现与当时天气变化相联系,一般人们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现 晴天或雨天。东方出现虹时,本地是不大容易下雨的,而西方出现虹时,本地下雨的可能性却 很大。
彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮,小水 滴体积越小,形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下雨的机 会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现。 事实上如果条件合适的话,可以看到整圈圆形的彩虹(例如峨眉山的佛光)。
形成这种反 射时,阳光进人水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次,最后射 向人们的眼睛。 光穿越水滴时弯曲的程度,视光的波长(即颜色)而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与 黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光。
因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大。 由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。 每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42°,蓝色光的折射角度只 有40°,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。
若用一条假想线,连接后脑勺和太阳,那么与这条线呈42°夹角的地方,就是红色所在的位 置。这些不同的位置勾勒出一个弧。由于蓝色与假想线只呈40°夹角,所以彩虹上的蓝弧总是 在红色的下面。
答:彩虹是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半空中的水珠,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光谱。彩虹的七彩颜色究竟是哪七种有不同的说法,中国最普遍的说法是...详情>>
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