芬蘭首都赫爾辛(xin)基以北(bei)的湖(hu)泊(bo)邊,有漁(yu)民見到(dao)了罕(han)見的紅色彩(cai)虹(hong)。
彩(cai)虹又稱(cheng)“天虹”、“絳”等,簡稱(cheng)“虹”,是氣象(xiang)中(zhong)的一種(zhong)光(guang)學現(xian)象(xiang)。當太陽光(guang)照射到(dao)空(kong)(kong)氣中(zhong)的水滴,光(guang)線被折射及反射,天空(kong)(kong)上(shang)形成拱形的七彩(cai)光(guang)譜,由外(wai)圈至(zhi)內圈呈(cheng)紅、橙、黃、綠(lv)、藍、靛、紫七種(zhong)顏色。
我們(men)日常(chang)見到的(de)彩(cai)虹(hong)總是拱形的(de),這是因(yin)為每(mei)種顏色(se)的(de)光波由于折(zhe)射率不(bu)同,各自有特定的(de)彎(wan)曲角(jiao)(jiao)(jiao)度(du),陽光中(zhong)的(de)紅(hong)色(se)光,折(zhe)射的(de)角(jiao)(jiao)(jiao)度(du)大(da)約是42度(du),藍紫(zi)色(se)光的(de)折(zhe)射角(jiao)(jiao)(jiao)度(du)約只(zhi)有40度(du)。
如果你(ni)畫一條(tiao)假想線,連接你(ni)的(de)后(hou)腦(nao)勺和太陽,并向(xiang)你(ni)的(de)面前延伸,那(nei)么與這條(tiao)線呈40~42度(du)夾角的(de)地(di)方,就是通常(chang)彩虹所在(zai)的(de)位置。
現(xian)在(zai),有(you)無數平行(xing)光(guang)線(xian)(xian)在(zai)水滴中射入射出,而最終能投射入眼睛(jing)、被你看到的(de)(de),則是(shi)與平行(xing)入射光(guang)線(xian)(xian)成42度左右的(de)(de)光(guang)束集合(he)體,于(yu)是(shi),我們得到了(le)一(yi)個(ge)以你的(de)(de)眼睛(jing)為頂點的(de)(de)圓錐(zhui)體,而這個(ge)圓錐(zhui)底面的(de)(de)圓弧就是(shi)彩虹啦!但是(shi)由于(yu)有(you)地平線(xian)(xian)的(de)(de)遮擋,我們大(da)多數時(shi)候看到的(de)(de)彩虹就只能是(shi)半弧形的(de)(de)了(le)。
如果(guo)我們所在的位置適當的話,也還可以看見圓形的彩虹呢!
另(ling)外(wai)如(ru)果足(zu)夠幸運,還有機會(hui)看到雙彩虹。仔(zi)細看看下圖外(wai)圍第二道彩虹的顏(yan)色。咦?怎么跟我們(men)說(shuo)的彩虹顏(yan)色相(xiang)反呢?其實人家叫“霓”。
如果(guo)光(guang)在(zai)水滴中多反(fan)射(she)(she)一次,也(ye)就(jiu)是(shi)“折射(she)(she)-反(fan)射(she)(she)-反(fan)射(she)(she)-折射(she)(she)”,那么彩色光(guang)波(bo)的(de)排序就(jiu)會恰好(hao)反(fan)了過來,這就(jiu)是(shi)“雙彩虹”中的(de)霓了。
大多數時候我們見到的(de)(de)彩虹都是彩色的(de)(de)(赤橙(cheng)黃綠藍靛紫),但(dan)也(ye)有比較罕(han)見的(de)(de)“白虹”和“紅虹”。
白(bai)虹(hong)在(zai)海面附近,或者大霧天氣(qi),或者月光下,都有(you)可能出現。它(ta)和彩虹(hong)形態類似,區別只在(zai)于沒有(you)七彩加身,通體雪白(bai)。
實際上白(bai)虹(hong)是由(you)彩虹(hong)再加工(gong)而來的:當彩虹(hong)的光線射(she)過細(xi)小水滴的時候,發生衍射(she),射(she)出的綠光角度(du)會(hui)比(bi)較大(da),結果綠光會(hui)重合在(zai)紅光和藍光上面,就(jiu)會(hui)形成一種寬闊的白(bai)色虹(hong),即是白(bai)虹(hong)。
紅(hong)(hong)虹(hong),當太(tai)陽落到(dao)地平線(xian)附近,陽光(guang)需要穿過很長一(yi)段(duan)大氣才(cai)能(neng)到(dao)達(da)地表(biao),在這個過程中,藍色(se)的(de)(de)光(guang)被消磨(mo)殆盡,成為強弩之(zhi)末(mo),只(zhi)有紅(hong)(hong)色(se)的(de)(de)光(guang)一(yi)往(wang)無前。如果此時紅(hong)(hong)光(guang)遇到(dao)一(yi)團(tuan)雨滴,就可能(neng)出現奇妙的(de)(de)紅(hong)(hong)虹(hong)。
第一(yi),就是三棱鏡演示法(fa)。讓光線通過小孔(kong),從三棱鏡里(li)射(she)出,我們會(hui)在(zai)對面的(de)白(bai)屏上發現紅橙黃綠藍靛(dian)紫七種色彩的(de)光線。
第(di)二,灑水法(fa)。我們(men)在(zai)晴朗無風的日子里背對著太陽。朝空中噴(pen)水,我們(men)在(zai)水霧中就可以看到自己制造出(chu)來的彩虹。
第(di)三,模擬法。將小鏡子傾斜地放入水(shui)盆中,設(she)法固定好之后。用手(shou)(shou)電(dian)筒的(de)光線照在(zai)水(shui)下部分的(de)鏡面(mian)上(shang)。然后我們再拿(na)著一張白紙,在(zai)空中對應地舉(ju)起來。移動手(shou)(shou)電(dian)筒的(de)位(wei)置,就會慢慢地看清彩虹。