芬蘭首都赫爾(er)辛基(ji)以北(bei)的湖泊邊,有漁民見(jian)到了罕見(jian)的紅(hong)色彩虹(hong)。
彩(cai)虹又(you)稱“天虹”、“絳(jiang)”等,簡稱“虹”,是氣象(xiang)中的(de)(de)一種光(guang)(guang)學現象(xiang)。當太陽(yang)光(guang)(guang)照射(she)到空(kong)氣中的(de)(de)水滴,光(guang)(guang)線被折(zhe)射(she)及反射(she),天空(kong)上形成拱(gong)形的(de)(de)七(qi)(qi)彩(cai)光(guang)(guang)譜,由外圈至內圈呈紅(hong)、橙、黃、綠、藍、靛、紫(zi)七(qi)(qi)種顏色。
我們(men)日常見到的彩虹總是(shi)拱形的,這(zhe)是(shi)因為(wei)每種顏色(se)的光(guang)(guang)波(bo)由于(yu)折(zhe)射率不同,各自有特(te)定的彎曲角度(du),陽(yang)光(guang)(guang)中的紅(hong)色(se)光(guang)(guang),折(zhe)射的角度(du)大約是(shi)42度(du),藍紫色(se)光(guang)(guang)的折(zhe)射角度(du)約只有40度(du)。
如果你畫一條假想線,連接你的(de)后腦(nao)勺(shao)和太陽(yang),并(bing)向你的(de)面前延(yan)伸,那么與這條線呈40~42度夾角的(de)地方,就是通(tong)常(chang)彩(cai)虹所在的(de)位置。
現在,有無(wu)數平行(xing)光線在水滴中(zhong)射入射出,而最終能投射入眼睛、被你(ni)看到(dao)的(de),則是(shi)與平行(xing)入射光線成42度(du)左(zuo)右的(de)光束集合體(ti),于(yu)是(shi),我們得到(dao)了一(yi)個以你(ni)的(de)眼睛為頂點(dian)的(de)圓錐體(ti),而這個圓錐底面的(de)圓弧(hu)就是(shi)彩虹啦!但是(shi)由于(yu)有地平線的(de)遮擋,我們大(da)多數時候看到(dao)的(de)彩虹就只能是(shi)半弧(hu)形(xing)的(de)了。
如果我們所在的(de)位置適當的(de)話,也還可以看見(jian)圓形(xing)的(de)彩(cai)虹(hong)呢!
另外(wai)如果足夠幸(xing)運,還有機會看到(dao)雙彩(cai)虹。仔(zi)細(xi)看看下(xia)圖外(wai)圍第(di)二道(dao)彩(cai)虹的顏(yan)色。咦?怎么跟我們說的彩(cai)虹顏(yan)色相反呢?其實(shi)人家(jia)叫(jiao)“霓”。
如果光在水滴中多(duo)反(fan)射(she)一次(ci),也就(jiu)是(shi)“折射(she)-反(fan)射(she)-反(fan)射(she)-折射(she)”,那么彩(cai)(cai)色光波的排序就(jiu)會恰好(hao)反(fan)了(le)過來,這(zhe)就(jiu)是(shi)“雙彩(cai)(cai)虹”中的霓了(le)。
大多數(shu)時候我們見到的(de)彩虹(hong)(hong)都是彩色的(de)(赤橙黃綠藍靛紫),但也(ye)有比較罕(han)見的(de)“白虹(hong)(hong)”和“紅虹(hong)(hong)”。
白虹在(zai)(zai)海面附近,或(huo)者大霧天氣,或(huo)者月光下(xia),都有可能(neng)出現。它和彩虹形態類似(si),區別只(zhi)在(zai)(zai)于沒有七(qi)彩加身,通體雪白。
實際上(shang)白(bai)虹(hong)(hong)是由彩虹(hong)(hong)再(zai)加工而(er)來的(de)(de):當彩虹(hong)(hong)的(de)(de)光(guang)(guang)線射(she)過細小(xiao)水滴的(de)(de)時候,發生(sheng)衍射(she),射(she)出的(de)(de)綠光(guang)(guang)角度(du)會比較(jiao)大,結(jie)果綠光(guang)(guang)會重合在(zai)紅(hong)光(guang)(guang)和藍光(guang)(guang)上(shang)面,就會形成一種寬闊的(de)(de)白(bai)色虹(hong)(hong),即是白(bai)虹(hong)(hong)。
紅虹,當太陽落(luo)到地(di)(di)平線附近,陽光需要穿過(guo)很長(chang)一段大氣才能到達地(di)(di)表,在這個(ge)過(guo)程中,藍色(se)的(de)光被(bei)消磨殆盡,成(cheng)為強弩之(zhi)末,只有紅色(se)的(de)光一往無前。如(ru)果(guo)此時(shi)紅光遇到一團(tuan)雨滴,就可(ke)能出現奇妙的(de)紅虹。
第一,就是三棱(leng)鏡(jing)演示法。讓光(guang)線(xian)通過小孔,從三棱(leng)鏡(jing)里(li)射出,我們會在對(dui)面的(de)(de)白屏(ping)上發(fa)現紅(hong)橙黃綠藍靛紫七種色彩(cai)的(de)(de)光(guang)線(xian)。
第二,灑水(shui)法(fa)。我們(men)在晴朗無風的日子里背(bei)對(dui)著太陽。朝空中(zhong)噴水(shui),我們(men)在水(shui)霧中(zhong)就可以看到自己制造出來的彩虹。
第三,模擬法(fa)。將(jiang)小鏡子傾斜(xie)地放入水(shui)盆中,設法(fa)固定好之后。用手電筒的(de)(de)光線照在水(shui)下部分(fen)的(de)(de)鏡面上(shang)。然后我們再(zai)拿著一張(zhang)白(bai)紙,在空中對(dui)應地舉起來。移動手電筒的(de)(de)位置,就會慢(man)慢(man)地看清(qing)彩虹(hong)。