芬蘭首都赫爾(er)辛基(ji)以北的湖泊邊(bian),有漁民見到(dao)了罕見的紅(hong)色(se)彩(cai)虹。
彩虹(hong)又稱(cheng)“天虹(hong)”、“絳”等,簡稱(cheng)“虹(hong)”,是氣象中的(de)一種(zhong)光(guang)學現象。當太陽光(guang)照射到空(kong)氣中的(de)水滴,光(guang)線被(bei)折(zhe)射及反射,天空(kong)上形成拱形的(de)七彩光(guang)譜,由外圈至內圈呈紅、橙(cheng)、黃、綠、藍、靛、紫七種(zhong)顏色(se)。
我們(men)日(ri)常見到(dao)的(de)(de)彩虹總是(shi)拱形的(de)(de),這是(shi)因(yin)為(wei)每種顏(yan)色(se)的(de)(de)光(guang)(guang)波由于(yu)折(zhe)射(she)率不同,各自有(you)特(te)定的(de)(de)彎(wan)曲角度(du)(du)(du),陽光(guang)(guang)中的(de)(de)紅(hong)色(se)光(guang)(guang),折(zhe)射(she)的(de)(de)角度(du)(du)(du)大約是(shi)42度(du)(du)(du),藍紫色(se)光(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)射(she)角度(du)(du)(du)約只有(you)40度(du)(du)(du)。
如果(guo)你(ni)畫一(yi)條假想線,連接你(ni)的后腦勺和(he)太陽,并向你(ni)的面前(qian)延(yan)伸,那么(me)與這條線呈40~42度(du)夾角的地方(fang),就是通(tong)常彩虹所在的位(wei)置(zhi)。
現在,有無數平(ping)行光線在水滴中射(she)入射(she)出,而最終能(neng)投(tou)射(she)入眼睛(jing)、被你(ni)看(kan)到的(de)(de),則是(shi)與平(ping)行入射(she)光線成42度左右的(de)(de)光束集合體,于(yu)是(shi),我們得(de)到了(le)一個以你(ni)的(de)(de)眼睛(jing)為頂點的(de)(de)圓(yuan)錐體,而這(zhe)個圓(yuan)錐底(di)面的(de)(de)圓(yuan)弧(hu)就是(shi)彩(cai)虹啦!但是(shi)由于(yu)有地(di)平(ping)線的(de)(de)遮擋,我們大多數時候看(kan)到的(de)(de)彩(cai)虹就只能(neng)是(shi)半弧(hu)形的(de)(de)了(le)。
如果我們所在的位(wei)置(zhi)適(shi)當的話,也還可(ke)以看見圓(yuan)形的彩虹呢!
另外如果足夠幸(xing)運,還(huan)有機會看(kan)到雙彩虹。仔細(xi)看(kan)看(kan)下(xia)圖外圍(wei)第二道彩虹的顏色。咦?怎(zen)么跟我們說(shuo)的彩虹顏色相反呢?其實人(ren)家叫“霓”。
如果光在水滴(di)中多(duo)反(fan)射一次,也就是“折射-反(fan)射-反(fan)射-折射”,那么彩色光波(bo)的排(pai)序(xu)就會恰好反(fan)了過來,這就是“雙彩虹”中的霓了。
大多數時候我們見(jian)到的(de)(de)彩虹都(dou)是彩色的(de)(de)(赤(chi)橙黃(huang)綠藍靛紫),但(dan)也有(you)比較罕見(jian)的(de)(de)“白(bai)虹”和“紅虹”。
白虹(hong)在海面(mian)附近,或(huo)(huo)者大霧天氣(qi),或(huo)(huo)者月光下,都有可能出(chu)現。它(ta)和彩虹(hong)形態類似,區別只在于沒有七彩加身,通體(ti)雪(xue)白。
實際上(shang)白(bai)虹是由(you)彩虹再加(jia)工而來(lai)的(de)(de):當彩虹的(de)(de)光(guang)線射(she)過(guo)細小水滴的(de)(de)時候,發生衍(yan)射(she),射(she)出的(de)(de)綠(lv)光(guang)角度會(hui)比(bi)較大,結果綠(lv)光(guang)會(hui)重合在紅光(guang)和藍光(guang)上(shang)面,就(jiu)會(hui)形成(cheng)一種寬闊的(de)(de)白(bai)色(se)虹,即是白(bai)虹。
紅(hong)虹,當太陽(yang)落(luo)到地(di)平線附近,陽(yang)光(guang)需要穿過(guo)很長一段大氣(qi)才(cai)能到達地(di)表,在這個過(guo)程(cheng)中,藍色的(de)光(guang)被(bei)消磨殆(dai)盡,成為強弩(nu)之末,只有(you)紅(hong)色的(de)光(guang)一往無前。如(ru)果此時紅(hong)光(guang)遇(yu)到一團雨滴,就可(ke)能出(chu)現奇妙(miao)的(de)紅(hong)虹。
第一,就是三棱鏡演(yan)示法。讓(rang)光(guang)線(xian)通過(guo)小孔,從三棱鏡里(li)射(she)出,我們會(hui)在對面的白屏(ping)上發現(xian)紅橙黃(huang)綠藍靛紫七種色(se)彩(cai)的光(guang)線(xian)。
第二,灑水法。我們在晴(qing)朗無風的日子里背(bei)對著太陽。朝空中噴水,我們在水霧中就可以看(kan)到自己制(zhi)造出來(lai)的彩虹。
第三(san),模擬法。將小鏡(jing)子傾斜(xie)地放入水(shui)盆(pen)中(zhong),設法固定好之(zhi)后。用手電筒的光線照在水(shui)下部分的鏡(jing)面(mian)上。然后我們再拿著(zhu)一張白紙,在空中(zhong)對應(ying)地舉起來。移動手電筒的位置(zhi),就(jiu)會慢慢地看清彩虹。