芬(fen)蘭首都赫爾辛基以(yi)北的(de)湖泊(bo)邊(bian),有漁民見(jian)到了(le)罕見(jian)的(de)紅色彩虹。
彩虹又稱“天虹”、“絳(jiang)”等,簡稱“虹”,是氣象中的一種光(guang)學現(xian)象。當太(tai)陽光(guang)照射到空氣中的水滴,光(guang)線(xian)被折射及(ji)反射,天空上形成(cheng)拱(gong)形的七(qi)彩光(guang)譜,由外圈至內圈呈(cheng)紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七(qi)種顏色。
我們日(ri)常見到的(de)(de)彩(cai)虹總是拱形的(de)(de),這是因(yin)為每種顏色(se)的(de)(de)光(guang)波由于(yu)折(zhe)射率不同,各自有(you)(you)特定的(de)(de)彎曲角度(du),陽光(guang)中的(de)(de)紅色(se)光(guang),折(zhe)射的(de)(de)角度(du)大約是42度(du),藍(lan)紫色(se)光(guang)的(de)(de)折(zhe)射角度(du)約只有(you)(you)40度(du)。
如果你畫一條(tiao)假想線,連接你的(de)(de)后腦勺和太陽,并向你的(de)(de)面(mian)前延伸,那(nei)么與這條(tiao)線呈40~42度(du)夾角的(de)(de)地方,就是通常彩虹所在(zai)的(de)(de)位置(zhi)。
現(xian)在,有(you)無數平行光(guang)線(xian)在水滴中射(she)入(ru)(ru)(ru)射(she)出,而最終能投射(she)入(ru)(ru)(ru)眼睛(jing)、被你(ni)看到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de),則是(shi)(shi)與(yu)平行入(ru)(ru)(ru)射(she)光(guang)線(xian)成42度左右的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)束集(ji)合體,于(yu)是(shi)(shi),我們得到(dao)了一(yi)個(ge)以你(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)眼睛(jing)為頂點的(de)(de)(de)(de)(de)圓錐體,而這個(ge)圓錐底面的(de)(de)(de)(de)(de)圓弧就是(shi)(shi)彩虹啦!但是(shi)(shi)由(you)于(yu)有(you)地平線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)遮擋,我們大多數時(shi)候看到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)彩虹就只能是(shi)(shi)半弧形的(de)(de)(de)(de)(de)了。
如果我們(men)所在的(de)(de)位(wei)置適當的(de)(de)話(hua),也(ye)還可以看見圓形的(de)(de)彩虹呢!
另外如果足夠幸運,還(huan)有機會(hui)看到雙彩(cai)虹(hong)。仔(zi)細看看下圖外圍第二道彩(cai)虹(hong)的顏(yan)色。咦?怎么跟我們說的彩(cai)虹(hong)顏(yan)色相反呢?其實人(ren)家叫(jiao)“霓(ni)”。
如果光(guang)在水(shui)滴中多(duo)反(fan)射(she)一次,也就(jiu)(jiu)是“折射(she)-反(fan)射(she)-反(fan)射(she)-折射(she)”,那(nei)么(me)彩(cai)色光(guang)波的排(pai)序就(jiu)(jiu)會恰好反(fan)了過來,這就(jiu)(jiu)是“雙彩(cai)虹”中的霓了。
大多(duo)數時候我們見(jian)到的彩虹都是彩色的(赤橙黃綠藍靛紫(zi)),但也(ye)有比較(jiao)罕見(jian)的“白虹”和“紅(hong)虹”。
白(bai)虹在海面附(fu)近,或者(zhe)大(da)霧天(tian)氣,或者(zhe)月光下,都有可能出(chu)現。它和彩虹形(xing)態類似,區別只在于沒有七彩加身,通體(ti)雪白(bai)。
實際上白(bai)虹(hong)是由彩虹(hong)再加工而來的(de):當(dang)彩虹(hong)的(de)光(guang)線射(she)過細小(xiao)水滴的(de)時候(hou),發(fa)生衍(yan)射(she),射(she)出的(de)綠光(guang)角度(du)會(hui)比較大(da),結果(guo)綠光(guang)會(hui)重合在紅光(guang)和(he)藍光(guang)上面,就會(hui)形成一種(zhong)寬闊的(de)白(bai)色虹(hong),即是白(bai)虹(hong)。
紅(hong)虹(hong),當太陽落到(dao)地(di)平線附近,陽光需(xu)要穿過很長一段大氣(qi)才能(neng)到(dao)達地(di)表,在這個過程中(zhong),藍色(se)的(de)光被消磨(mo)殆盡,成(cheng)為強弩之末,只有紅(hong)色(se)的(de)光一往(wang)無(wu)前。如果此(ci)時紅(hong)光遇到(dao)一團雨滴,就可能(neng)出(chu)現奇妙的(de)紅(hong)虹(hong)。
第一,就是三(san)棱鏡演(yan)示(shi)法。讓光(guang)(guang)線(xian)通過(guo)小孔,從(cong)三(san)棱鏡里射出(chu),我(wo)們會(hui)在對面的白屏上發現紅橙(cheng)黃綠藍靛紫(zi)七種(zhong)色彩的光(guang)(guang)線(xian)。
第(di)二,灑水法。我(wo)們在晴(qing)朗無(wu)風的(de)日子里(li)背對著太陽。朝空中噴(pen)水,我(wo)們在水霧中就可以看到自己制(zhi)造(zao)出來的(de)彩(cai)虹。
第(di)三,模擬法。將小鏡子傾斜地(di)(di)放入水(shui)盆中(zhong),設法固定好(hao)之(zhi)后(hou)。用手(shou)(shou)電筒的光(guang)線照在水(shui)下部分的鏡面上。然后(hou)我(wo)們再(zai)拿著一張白紙,在空中(zhong)對應地(di)(di)舉起來。移動(dong)手(shou)(shou)電筒的位置,就(jiu)會(hui)慢(man)(man)慢(man)(man)地(di)(di)看(kan)清彩虹(hong)。