芬蘭首都赫(he)爾辛基以北(bei)的湖泊邊(bian),有漁民(min)見到了罕見的紅色彩虹(hong)。
彩虹(hong)又稱(cheng)“天虹(hong)”、“絳”等,簡稱(cheng)“虹(hong)”,是氣象中的(de)(de)一種光(guang)學現(xian)象。當太陽光(guang)照(zhao)射到空氣中的(de)(de)水滴,光(guang)線(xian)被(bei)折射及反射,天空上形成拱形的(de)(de)七(qi)彩光(guang)譜(pu),由外圈(quan)至內圈(quan)呈紅(hong)、橙、黃、綠、藍、靛、紫七(qi)種顏色(se)。
我們日常見到(dao)的(de)(de)彩(cai)虹總(zong)是(shi)拱形(xing)的(de)(de),這(zhe)是(shi)因為每種顏色(se)的(de)(de)光波(bo)由(you)于折射率不(bu)同,各自有(you)特(te)定的(de)(de)彎曲角(jiao)度(du),陽光中(zhong)的(de)(de)紅色(se)光,折射的(de)(de)角(jiao)度(du)大約(yue)是(shi)42度(du),藍紫(zi)色(se)光的(de)(de)折射角(jiao)度(du)約(yue)只有(you)40度(du)。
如(ru)果你(ni)(ni)畫一(yi)條假想線(xian),連接你(ni)(ni)的后腦勺和太(tai)陽(yang),并(bing)向(xiang)你(ni)(ni)的面前(qian)延伸,那(nei)么(me)與這(zhe)條線(xian)呈40~42度夾角的地方,就(jiu)是(shi)通常彩虹所(suo)在的位置。
現在,有(you)無數平行光線(xian)在水滴中射(she)入射(she)出(chu),而最終(zhong)能投射(she)入眼(yan)睛、被你看到(dao)的(de)(de)(de),則是與平行入射(she)光線(xian)成42度左右的(de)(de)(de)光束集合體,于(yu)是,我(wo)們得到(dao)了(le)一(yi)個以(yi)你的(de)(de)(de)眼(yan)睛為(wei)頂(ding)點的(de)(de)(de)圓(yuan)錐體,而這個圓(yuan)錐底面的(de)(de)(de)圓(yuan)弧(hu)就是彩虹(hong)啦!但是由于(yu)有(you)地平線(xian)的(de)(de)(de)遮擋(dang),我(wo)們大多(duo)數時候(hou)看到(dao)的(de)(de)(de)彩虹(hong)就只(zhi)能是半弧(hu)形的(de)(de)(de)了(le)。
如果我(wo)們所在的位置適(shi)當的話,也還可(ke)以(yi)看見(jian)圓形的彩虹呢!
另外如(ru)果足(zu)夠幸運,還(huan)有機會看(kan)到雙彩虹。仔細看(kan)看(kan)下(xia)圖外圍第二道彩虹的顏色。咦?怎么(me)跟我們說(shuo)的彩虹顏色相反(fan)呢?其實人家叫(jiao)“霓”。
如果光(guang)(guang)在水(shui)滴中多反射(she)一次(ci),也(ye)就(jiu)是“折(zhe)射(she)-反射(she)-反射(she)-折(zhe)射(she)”,那么彩色(se)光(guang)(guang)波(bo)的(de)排序就(jiu)會恰好反了(le)過(guo)來,這就(jiu)是“雙(shuang)彩虹”中的(de)霓了(le)。
大多(duo)數時候我們見(jian)到的(de)彩虹都是彩色的(de)(赤橙(cheng)黃綠藍靛紫(zi)),但也有比較罕(han)見(jian)的(de)“白虹”和(he)“紅(hong)虹”。
白(bai)虹在海面附近,或者(zhe)大霧天(tian)氣(qi),或者(zhe)月(yue)光下,都有可能(neng)出現。它(ta)和彩虹形態類似,區別只在于沒有七彩加身,通體(ti)雪白(bai)。
實際上白虹是由(you)彩虹再(zai)加工而(er)來的:當彩虹的光(guang)線射過細小水滴(di)的時候,發生衍射,射出的綠光(guang)角(jiao)度會(hui)比較大,結果綠光(guang)會(hui)重合在紅光(guang)和藍光(guang)上面,就會(hui)形成一種寬闊的白色虹,即是白虹。
紅(hong)虹,當太(tai)陽(yang)落到(dao)地平線附(fu)近,陽(yang)光(guang)需要穿(chuan)過(guo)很長(chang)一段大氣才能(neng)(neng)到(dao)達(da)地表,在這個(ge)過(guo)程中(zhong),藍(lan)色的光(guang)被(bei)消磨殆盡,成(cheng)為強弩(nu)之末,只有紅(hong)色的光(guang)一往無前。如果此時(shi)紅(hong)光(guang)遇到(dao)一團雨滴,就可能(neng)(neng)出現奇妙的紅(hong)虹。
第一,就是三棱(leng)(leng)鏡演示法。讓光(guang)線通(tong)過小孔,從三棱(leng)(leng)鏡里射出,我們(men)會在對面的白屏上發現紅(hong)橙黃綠藍靛(dian)紫七種色彩的光(guang)線。
第二,灑(sa)水(shui)法。我們在晴朗無風的(de)(de)日子里背對著太(tai)陽。朝(chao)空(kong)中(zhong)噴(pen)水(shui),我們在水(shui)霧中(zhong)就可以看(kan)到自己制造出(chu)來(lai)的(de)(de)彩虹。
第三,模擬法。將(jiang)小鏡子傾斜地(di)放(fang)入水(shui)盆(pen)中(zhong),設法固(gu)定好(hao)之后。用手(shou)電(dian)筒(tong)的(de)(de)光線照(zhao)在水(shui)下部分的(de)(de)鏡面(mian)上。然后我(wo)們(men)再(zai)拿著一(yi)張白紙(zhi),在空中(zhong)對應地(di)舉起來。移動手(shou)電(dian)筒(tong)的(de)(de)位置,就會(hui)慢(man)慢(man)地(di)看清彩虹。