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彩虹为什么是弯的?

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彩虹为什么是弯的?


        

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  • 2007-05-20 12:32:22
      原理
     
    彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时,阳光进入水滴,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。
      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。 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,但较暗的副虹(又称霓)。
      副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。两次反射最强烈的反射角出现在50°至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反转,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(参看)。
       彩虹其实并非出现在半空中的特定位置。它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变。当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向。彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。
      彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部影子的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置。因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而不可见。这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因。 彩虹由一端至另一端,横跨84°。
      以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下。倘若在飞机上,会看见彩虹会是完整的圆形而不是拱形,而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。 苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。
      
      笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。 后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理才全部被发现。

    霞***

    2007-05-20 12:32:22

其他答案

    2007-05-20 13:54:23
  • 这是由于光的折射及我们在地球所处地造成的

    泡***

    2007-05-20 13:54:23

  • 2007-05-20 12:35:52
  •   彩虹为什么是弧形的? 
    J。P。 Physher 
    Chandler, Ariz。 亚利桑那州 
    想像你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴。
      当一道光束碰到了水滴,会有两种可能:一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。 光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长(即颜色)而定?D?D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。
       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度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。 若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。
      既然蓝色与假想线只呈40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。 事实上如果条件正确的话,可以看到整圈圆形的彩虹。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠,经过 折射→反射→折射。。 后射向我们的眼睛所形成。 不同颜色的太阳光束。经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约。
      。 180 - 42 = 138度。 也就是说,若太阳光与地面水平,则观看彩虹的仰角约为 42度。 以相同视角射向眼睛的所有光束,必然在一个圆锥面上。。。。 。

    静***

    2007-05-20 12:35:52

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