芬蘭首都赫爾辛基(ji)以北的(de)湖泊(bo)邊,有(you)漁民見到了罕(han)見的(de)紅(hong)色(se)彩虹。
彩虹(hong)(hong)又稱“天(tian)虹(hong)(hong)”、“絳”等,簡稱“虹(hong)(hong)”,是(shi)氣象中的一種光(guang)學現(xian)象。當太陽光(guang)照射到空氣中的水滴,光(guang)線被折(zhe)射及反射,天(tian)空上形成(cheng)拱形的七彩光(guang)譜,由外圈(quan)至內圈(quan)呈(cheng)紅、橙、黃(huang)、綠、藍、靛(dian)、紫七種顏色。
我們(men)日常見到(dao)的(de)(de)(de)彩虹總是(shi)拱形的(de)(de)(de),這是(shi)因為每種顏色的(de)(de)(de)光波(bo)由于折(zhe)射率不同,各自有(you)特定(ding)的(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)角度(du)(du),陽光中的(de)(de)(de)紅色光,折(zhe)射的(de)(de)(de)角度(du)(du)大約是(shi)42度(du)(du),藍紫色光的(de)(de)(de)折(zhe)射角度(du)(du)約只(zhi)有(you)40度(du)(du)。
如果你(ni)畫(hua)一條假(jia)想線,連(lian)接(jie)你(ni)的(de)后腦勺(shao)和太陽(yang),并向(xiang)你(ni)的(de)面前延伸,那么與(yu)這條線呈40~42度夾角的(de)地方(fang),就是通常彩虹所(suo)在的(de)位置。
現在,有無數平行光線在水滴中射(she)入射(she)出,而最終能投射(she)入眼睛(jing)、被你(ni)看(kan)到的(de)(de),則是與平行入射(she)光線成(cheng)42度左右(you)的(de)(de)光束集合體,于是,我們(men)得(de)到了一個以(yi)你(ni)的(de)(de)眼睛(jing)為頂點的(de)(de)圓(yuan)錐(zhui)體,而這個圓(yuan)錐(zhui)底面的(de)(de)圓(yuan)弧(hu)就(jiu)(jiu)是彩(cai)虹啦!但是由于有地平線的(de)(de)遮擋,我們(men)大多數時候看(kan)到的(de)(de)彩(cai)虹就(jiu)(jiu)只能是半弧(hu)形的(de)(de)了。
如果我們所在的(de)位(wei)置適當的(de)話,也還可以看見圓(yuan)形的(de)彩虹呢(ni)!
另外如果(guo)足夠幸運,還(huan)有機會看到雙彩虹(hong)。仔細看看下圖外圍第二(er)道(dao)彩虹(hong)的(de)顏(yan)(yan)色(se)。咦?怎么跟我們(men)說(shuo)的(de)彩虹(hong)顏(yan)(yan)色(se)相反呢?其實人(ren)家叫“霓”。
如果光在水滴中(zhong)多反射(she)(she)(she)一(yi)次,也(ye)就是(shi)“折射(she)(she)(she)-反射(she)(she)(she)-反射(she)(she)(she)-折射(she)(she)(she)”,那么彩色光波的排序就會恰好反了過來,這就是(shi)“雙彩虹”中(zhong)的霓了。
大(da)多數時(shi)候(hou)我們見到的(de)彩(cai)虹都是彩(cai)色的(de)(赤(chi)橙黃綠藍靛(dian)紫),但也有比較罕見的(de)“白虹”和“紅虹”。
白虹在海面附(fu)近,或者大霧天氣,或者月光下,都(dou)有可能出現(xian)。它和彩虹形態類似,區別只在于沒有七彩加(jia)身,通體雪白。
實際上白(bai)虹(hong)(hong)是(shi)由彩虹(hong)(hong)再加工而來的(de):當彩虹(hong)(hong)的(de)光線(xian)射過細小水滴的(de)時候,發生衍射,射出(chu)的(de)綠光角度會比較(jiao)大,結果綠光會重合在紅光和藍光上面,就會形成一(yi)種(zhong)寬闊的(de)白(bai)色虹(hong)(hong),即是(shi)白(bai)虹(hong)(hong)。
紅(hong)虹,當太陽(yang)落到地平線附(fu)近,陽(yang)光需要(yao)穿過很(hen)長一段大氣才能到達地表(biao),在這個(ge)過程中(zhong),藍色(se)的光被(bei)消磨殆盡,成為強弩之末,只有紅(hong)色(se)的光一往(wang)無前。如(ru)果此時紅(hong)光遇到一團雨滴,就可能出現奇妙的紅(hong)虹。
第(di)一,就是三棱(leng)鏡演示法。讓光(guang)線通過小孔,從三棱(leng)鏡里射出,我(wo)們會(hui)在對面的(de)白屏上發現紅橙黃(huang)綠藍靛(dian)紫七種(zhong)色彩的(de)光(guang)線。
第二(er),灑水法(fa)。我(wo)們在晴朗無風的日(ri)子里背對著(zhu)太(tai)陽(yang)。朝空(kong)中(zhong)噴水,我(wo)們在水霧(wu)中(zhong)就可以看到自己制造(zao)出來的彩虹。
第(di)三,模擬法。將小鏡(jing)子傾斜(xie)地(di)放(fang)入水(shui)盆中,設(she)法固定(ding)好之后(hou)。用(yong)手(shou)電筒的(de)光線照在(zai)水(shui)下部分的(de)鏡(jing)面上。然后(hou)我(wo)們再拿著一(yi)張白紙,在(zai)空(kong)中對應地(di)舉(ju)起來。移動手(shou)電筒的(de)位(wei)置,就會慢慢地(di)看清彩虹。