悬浮在空中的水滴反射阳光,就形成了彩虹。
虹与霓内侧为虹,外侧为霓。可以看到霓的颜色较浅,色带的排列方式也相反。拍摄于日本气象研究所(茨城县筑波市)屋顶
(由荒木健太郎先生提供)
彩虹的种类
彩虹(亦称虹、主虹),是挂在太阳对面的天空中颜色鲜艳的光拱。自外向内依次描绘出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七彩的层次。如果仔细观察,会发现彩虹内侧是白色的,比较明亮,外侧则比较暗淡。此外,有时候虹的外侧还会出现一道霓(亦称副虹),构成双彩虹。霓比虹颜色要浅,而且顺序也是相反的,外侧是紫色,内侧是红色。双彩虹出现的时候,如果细看霓和虹之间的部分,会发现这里比周围要暗。这个偏暗的区域叫做亚历山大带。有时候虹的内侧还会有好几道像彩虹一样的光带,这叫做复虹。虽然很不常见,有时雾滴或是云滴也能反射阳光形成虹。这一类虹没有明显的颜色区别,只形成一道白色的圆拱,叫做白虹。雨停时分,正是欣赏天空的最佳时机。
复虹
亚历山大带
白虹(由云滴形成)
彩虹的形成原理
要产生彩虹,必须有大量的雨滴等小水滴,飘浮在太阳对面的天空中。光射入水滴,在水滴里反射之后,重新回到外面。在这个过程中,光的前进方向发生了两次偏转(折射)。第一次发生在光进入水滴的时候,第二次发生在光从水滴里面出来的时候。这些从水滴里面出来的光,就从红到紫被分成各种颜色。从不同方向反射而来的各种颜色的光重叠在一起,射入观察者的眼睛时,彩虹就出现了。
彩虹的形成原理
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光与色
虽然太阳光是白色的,但是穿出水滴的光会依颜色区分开来,彩虹的颜色正是源于这种现象。
光看上去是直线前进的,但其实也具有波的性质。波峰和波峰之间的距离叫做波长,太阳光里面混合着各种波长的光。其中波长在0.39~0.74µm(1µm是1mm的千分之一)之间的光称为可见光。可见光是我们眼睛能够看到的光,我们可以通过辨识颜色来区别波长的不同。波长较长的光偏红色,波长较短的光偏蓝色或是紫色。绘画的颜料越混合越接近黑色,但是将光的各种颜色全部混合在一起,则会呈现白色。
此外,越是偏紫色的光,光的波长越短,折射的时候越容易发生偏转。所以白色光在水滴里面发生折射的时候,会被分解成各种颜色。这个过程叫做分光。
光的波长
光的波长和颜色的关系
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