芬(fen)蘭首(shou)都赫爾辛基以北的湖(hu)泊(bo)邊,有漁(yu)民見到了罕(han)見的紅色彩虹。
彩虹又稱“天(tian)(tian)虹”、“絳”等,簡稱“虹”,是氣(qi)象中(zhong)(zhong)的一(yi)種(zhong)光學現(xian)象。當(dang)太陽光照射(she)到空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的水滴,光線被折射(she)及反射(she),天(tian)(tian)空(kong)上形(xing)(xing)成(cheng)拱形(xing)(xing)的七(qi)彩光譜,由外圈至內(nei)圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛(dian)、紫七(qi)種(zhong)顏色。
我們日常見到的彩虹總是(shi)(shi)(shi)拱形的,這是(shi)(shi)(shi)因為每(mei)種顏色(se)的光(guang)波由于折(zhe)射(she)率(lv)不同,各自有特定的彎曲(qu)角度,陽(yang)光(guang)中的紅色(se)光(guang),折(zhe)射(she)的角度大(da)約是(shi)(shi)(shi)42度,藍紫(zi)色(se)光(guang)的折(zhe)射(she)角度約只有40度。
如果(guo)你(ni)畫一條假想線(xian),連接你(ni)的(de)后(hou)腦勺(shao)和太陽,并向你(ni)的(de)面(mian)前延伸,那么與(yu)這條線(xian)呈40~42度夾角的(de)地方,就是通(tong)常彩虹所在的(de)位(wei)置。
現在,有(you)無數平行光(guang)(guang)線(xian)在水滴中射入射出,而(er)最終能投射入眼睛(jing)、被你看(kan)到的(de),則(ze)是(shi)與平行入射光(guang)(guang)線(xian)成42度左(zuo)右的(de)光(guang)(guang)束集合體,于(yu)是(shi),我們得(de)到了一個(ge)以(yi)你的(de)眼睛(jing)為頂(ding)點的(de)圓(yuan)錐(zhui)體,而(er)這(zhe)個(ge)圓(yuan)錐(zhui)底面的(de)圓(yuan)弧就是(shi)彩虹啦!但(dan)是(shi)由于(yu)有(you)地平線(xian)的(de)遮擋,我們大多數時候看(kan)到的(de)彩虹就只能是(shi)半弧形的(de)了。
如果我(wo)們所在(zai)的位置適(shi)當的話,也還可以看見圓形的彩虹呢!
另外如果(guo)足(zu)夠(gou)幸(xing)運,還有(you)機(ji)會看(kan)到雙彩虹(hong)。仔細看(kan)看(kan)下圖(tu)外圍第二道(dao)彩虹(hong)的(de)顏色。咦(yi)?怎么跟我們說的(de)彩虹(hong)顏色相反呢?其(qi)實(shi)人家叫“霓”。
如果光在水滴(di)中(zhong)多(duo)反射(she)(she)(she)一(yi)次,也就(jiu)是“折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)-反射(she)(she)(she)-反射(she)(she)(she)-折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)”,那么(me)彩色光波的排序(xu)就(jiu)會恰好(hao)反了過(guo)來,這就(jiu)是“雙彩虹”中(zhong)的霓了。
大(da)多數時候我們見(jian)到(dao)的彩虹(hong)都(dou)是彩色的(赤橙黃綠藍靛紫),但也(ye)有(you)比較罕見(jian)的“白虹(hong)”和“紅虹(hong)”。
白(bai)虹在海面附(fu)近(jin),或者大霧天氣,或者月光下,都(dou)有可能出(chu)現。它和彩虹形態(tai)類似,區別只在于沒有七彩加(jia)身(shen),通體(ti)雪白(bai)。
實際(ji)上白虹是由彩虹再加工(gong)而來的(de):當彩虹的(de)光線射(she)過(guo)細小(xiao)水滴的(de)時候,發生衍射(she),射(she)出(chu)的(de)綠(lv)光角度會(hui)比較(jiao)大,結果綠(lv)光會(hui)重合在紅光和藍(lan)光上面,就(jiu)會(hui)形成一種寬闊的(de)白色虹,即是白虹。
紅(hong)虹(hong),當太陽(yang)落(luo)到(dao)地平線附近,陽(yang)光需(xu)要穿過很長一(yi)段大氣才能到(dao)達地表(biao),在這個過程中(zhong),藍色的(de)(de)光被(bei)消磨殆(dai)盡,成(cheng)為(wei)強弩之末(mo),只有紅(hong)色的(de)(de)光一(yi)往(wang)無前。如果此時(shi)紅(hong)光遇到(dao)一(yi)團雨滴,就可能出現奇(qi)妙的(de)(de)紅(hong)虹(hong)。
第一,就(jiu)是三棱鏡演示法。讓光(guang)線(xian)通過小(xiao)孔,從三棱鏡里射出,我(wo)們會在(zai)對面的白屏上發現(xian)紅橙(cheng)黃綠(lv)藍靛紫七種色彩的光(guang)線(xian)。
第二(er),灑水(shui)法。我們(men)在晴朗無(wu)風的(de)日子里背對(dui)著太陽。朝(chao)空中(zhong)噴水(shui),我們(men)在水(shui)霧中(zhong)就(jiu)可以(yi)看(kan)到自(zi)己制(zhi)造(zao)出來的(de)彩(cai)虹。
第三,模擬法(fa)。將(jiang)小鏡子傾斜地放入水(shui)盆中,設(she)法(fa)固(gu)定(ding)好之后。用手(shou)(shou)電(dian)筒的(de)光線照在水(shui)下部分的(de)鏡面(mian)上。然后我(wo)們再拿著(zhu)一(yi)張白紙,在空(kong)中對應地舉(ju)起來。移動手(shou)(shou)電(dian)筒的(de)位(wei)置,就會(hui)慢慢地看清彩虹。