芬蘭首都赫爾辛基以北的(de)湖泊邊,有漁(yu)民見到了罕見的(de)紅色彩虹。
彩(cai)虹又(you)稱(cheng)“天虹”、“絳”等,簡稱(cheng)“虹”,是氣象中(zhong)的一(yi)種光學(xue)現象。當太陽(yang)光照射(she)到空(kong)氣中(zhong)的水滴,光線被折射(she)及反射(she),天空(kong)上形成拱(gong)形的七(qi)彩(cai)光譜,由外圈(quan)至內圈(quan)呈紅、橙、黃(huang)、綠、藍、靛、紫七(qi)種顏色。
我們日(ri)常見到(dao)的(de)(de)彩虹(hong)總是拱形的(de)(de),這是因(yin)為每種顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)光(guang)波由于(yu)折射率不同(tong),各自有(you)特定的(de)(de)彎曲角度(du)(du)(du),陽光(guang)中的(de)(de)紅色(se)(se)光(guang),折射的(de)(de)角度(du)(du)(du)大(da)約是42度(du)(du)(du),藍紫色(se)(se)光(guang)的(de)(de)折射角度(du)(du)(du)約只有(you)40度(du)(du)(du)。
如(ru)果你(ni)畫一條(tiao)假想線,連接(jie)你(ni)的(de)后腦勺和太陽,并向你(ni)的(de)面前(qian)延伸,那么與(yu)這條(tiao)線呈40~42度夾角的(de)地方,就(jiu)是(shi)通常彩虹所在的(de)位置。
現在,有(you)無數平(ping)行光(guang)(guang)線在水滴(di)中射(she)(she)入(ru)(ru)射(she)(she)出,而最終(zhong)能投射(she)(she)入(ru)(ru)眼睛、被你看到(dao)的(de)(de),則是與平(ping)行入(ru)(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)線成42度左右的(de)(de)光(guang)(guang)束集合體,于(yu)是,我們得到(dao)了一個以你的(de)(de)眼睛為頂點的(de)(de)圓(yuan)錐體,而這個圓(yuan)錐底面的(de)(de)圓(yuan)弧就(jiu)(jiu)是彩(cai)虹啦!但是由于(yu)有(you)地平(ping)線的(de)(de)遮(zhe)擋,我們大多數時候看到(dao)的(de)(de)彩(cai)虹就(jiu)(jiu)只能是半弧形的(de)(de)了。
如果我們所在的(de)位(wei)置適(shi)當的(de)話(hua),也還可以看見圓(yuan)形的(de)彩虹呢!
另外如果足夠幸運,還(huan)有機會看(kan)(kan)(kan)到雙(shuang)彩虹。仔細(xi)看(kan)(kan)(kan)看(kan)(kan)(kan)下(xia)圖(tu)外圍第(di)二道(dao)彩虹的顏色(se)。咦?怎么跟我們說的彩虹顏色(se)相(xiang)反(fan)呢?其實人家叫(jiao)“霓(ni)”。
如果光在(zai)水滴中多(duo)反(fan)射(she)一(yi)次,也就是(shi)(shi)“折射(she)-反(fan)射(she)-反(fan)射(she)-折射(she)”,那(nei)么(me)彩色(se)光波的排序就會恰好反(fan)了過來,這就是(shi)(shi)“雙(shuang)彩虹”中的霓(ni)了。
大多數時候我們見(jian)到(dao)的(de)彩虹(hong)都是彩色的(de)(赤(chi)橙黃(huang)綠藍靛(dian)紫(zi)),但也有比較罕見(jian)的(de)“白虹(hong)”和“紅虹(hong)”。
白(bai)虹在(zai)海面附近,或(huo)者大霧天氣(qi),或(huo)者月(yue)光下,都有(you)可能(neng)出現(xian)。它和彩(cai)虹形態(tai)類似(si),區別只在(zai)于沒有(you)七彩(cai)加身,通體雪白(bai)。
實際上(shang)(shang)白虹(hong)(hong)是由彩虹(hong)(hong)再加工(gong)而來的(de):當彩虹(hong)(hong)的(de)光(guang)線射過細小水滴(di)的(de)時候,發生衍射,射出的(de)綠光(guang)角度會比較大,結果綠光(guang)會重合在(zai)紅光(guang)和藍(lan)光(guang)上(shang)(shang)面,就會形(xing)成一種寬闊的(de)白色虹(hong)(hong),即(ji)是白虹(hong)(hong)。
紅(hong)虹,當太陽(yang)落到地(di)平(ping)線附近,陽(yang)光需要穿過很長一段大氣才能(neng)到達地(di)表,在這(zhe)個過程中,藍色的光被(bei)消(xiao)磨殆(dai)盡(jin),成為強弩(nu)之(zhi)末,只有(you)紅(hong)色的光一往無前。如(ru)果(guo)此時紅(hong)光遇到一團雨(yu)滴,就可能(neng)出現奇妙的紅(hong)虹。
第一,就是(shi)三棱(leng)鏡(jing)演示法。讓光線(xian)通(tong)過小孔,從(cong)三棱(leng)鏡(jing)里射出,我(wo)們(men)會(hui)在對面(mian)的(de)白屏上發(fa)現紅橙黃綠藍靛紫七種色彩的(de)光線(xian)。
第(di)二,灑水法。我(wo)們(men)(men)在(zai)晴(qing)朗(lang)無風(feng)的日(ri)子里背(bei)對(dui)著太陽。朝空中(zhong)噴水,我(wo)們(men)(men)在(zai)水霧中(zhong)就可以(yi)看到(dao)自(zi)己制造出來的彩虹。
第(di)三,模擬法。將小鏡子傾(qing)斜地放入(ru)水(shui)盆中(zhong),設法固(gu)定好之后。用(yong)手電(dian)筒的光(guang)線照在(zai)(zai)水(shui)下部分的鏡面上。然后我們再拿著一張(zhang)白紙(zhi),在(zai)(zai)空中(zhong)對(dui)應地舉(ju)起來。移動手電(dian)筒的位置,就會(hui)慢(man)(man)慢(man)(man)地看清彩虹。