芬蘭首都赫爾(er)辛基(ji)以北的湖泊(bo)邊,有漁民(min)見到(dao)了罕見的紅色彩虹。
彩虹又(you)稱(cheng)“天(tian)虹”、“絳”等,簡稱(cheng)“虹”,是氣象中的(de)一種(zhong)光學現象。當太陽(yang)光照射(she)(she)(she)到空(kong)氣中的(de)水滴,光線被折射(she)(she)(she)及反射(she)(she)(she),天(tian)空(kong)上(shang)形(xing)成拱形(xing)的(de)七彩光譜,由外圈至(zhi)內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種(zhong)顏色。
我們日(ri)常(chang)見到的(de)彩虹總是拱(gong)形的(de),這是因為(wei)每種顏色的(de)光(guang)(guang)波由于折射(she)率不同(tong),各自(zi)有特定的(de)彎曲(qu)角(jiao)(jiao)度,陽(yang)光(guang)(guang)中的(de)紅(hong)色光(guang)(guang),折射(she)的(de)角(jiao)(jiao)度大(da)約(yue)是42度,藍紫(zi)色光(guang)(guang)的(de)折射(she)角(jiao)(jiao)度約(yue)只有40度。
如(ru)果(guo)你畫一條假(jia)想(xiang)線,連接你的后腦(nao)勺和太陽,并(bing)向你的面前(qian)延伸(shen),那么與這條線呈(cheng)40~42度夾角的地方,就是通常彩虹所在的位置。
現在,有無數平(ping)(ping)行光(guang)(guang)線在水滴中射入射出,而最終能(neng)投射入眼(yan)睛(jing)、被你(ni)看到的(de),則是與平(ping)(ping)行入射光(guang)(guang)線成42度左右(you)的(de)光(guang)(guang)束集合體(ti),于是,我(wo)們(men)得到了一個以你(ni)的(de)眼(yan)睛(jing)為(wei)頂(ding)點(dian)的(de)圓(yuan)錐體(ti),而這個圓(yuan)錐底面的(de)圓(yuan)弧就是彩虹(hong)啦!但是由于有地平(ping)(ping)線的(de)遮擋,我(wo)們(men)大多(duo)數時候看到的(de)彩虹(hong)就只(zhi)能(neng)是半弧形(xing)的(de)了。
如果我們所在的(de)(de)位置適(shi)當的(de)(de)話(hua),也還可以看見圓(yuan)形的(de)(de)彩虹呢(ni)!
另(ling)外如果足夠幸運,還有機會看到雙彩(cai)虹(hong)(hong)。仔細(xi)看看下圖外圍第二道彩(cai)虹(hong)(hong)的顏色。咦?怎么跟我們說的彩(cai)虹(hong)(hong)顏色相(xiang)反(fan)呢?其(qi)實人(ren)家叫“霓”。
如果光在水滴中(zhong)多反射一(yi)次(ci),也就(jiu)是“折(zhe)射-反射-反射-折(zhe)射”,那么(me)彩色光波的排序(xu)就(jiu)會恰好反了過來,這就(jiu)是“雙彩虹(hong)”中(zhong)的霓了。
大多數(shu)時候我(wo)們見到的(de)(de)彩(cai)虹都是彩(cai)色(se)的(de)(de)(赤橙黃(huang)綠藍靛紫),但也有比(bi)較罕(han)見的(de)(de)“白虹”和(he)“紅虹”。
白虹在海(hai)面附(fu)近(jin),或者大(da)霧天氣,或者月光下(xia),都有可能出(chu)現。它和(he)彩虹形態類似,區別(bie)只在于沒(mei)有七(qi)彩加身,通體雪白。
實(shi)際上白虹(hong)(hong)是由彩虹(hong)(hong)再加工而(er)來的:當彩虹(hong)(hong)的光線射(she)過細小水滴的時候,發生(sheng)衍射(she),射(she)出(chu)的綠(lv)光角度會比較(jiao)大(da),結果綠(lv)光會重合(he)在(zai)紅光和(he)藍光上面,就會形成(cheng)一(yi)種寬(kuan)闊的白色虹(hong)(hong),即是白虹(hong)(hong)。
紅虹,當太陽(yang)落到地(di)(di)平(ping)線附(fu)近,陽(yang)光需要穿過很長一(yi)段大(da)氣才能到達(da)地(di)(di)表,在這(zhe)個(ge)過程中,藍色的光被消磨(mo)殆盡,成為強弩之(zhi)末(mo),只有紅色的光一(yi)往無前(qian)。如果(guo)此時紅光遇到一(yi)團雨(yu)滴,就可能出現奇(qi)妙(miao)的紅虹。
第一,就是三棱鏡(jing)演示法。讓(rang)光線通過(guo)小孔,從三棱鏡(jing)里射出,我們會在(zai)對面(mian)的白屏上發(fa)現紅(hong)橙黃綠藍靛(dian)紫七種色(se)彩的光線。
第二,灑(sa)水法。我們在(zai)晴朗無風(feng)的(de)日子里(li)背對著(zhu)太陽。朝空中噴水,我們在(zai)水霧中就可以看到自己制造(zao)出來的(de)彩虹。
第三,模擬法(fa)。將小(xiao)鏡子(zi)傾(qing)斜地放入水盆(pen)中,設法(fa)固定好之后。用手電筒的光線(xian)照在(zai)水下部分的鏡面上(shang)。然后我們再(zai)拿(na)著一張(zhang)白紙,在(zai)空中對應地舉起來。移動手電筒的位(wei)置,就會慢慢地看清彩虹。