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梦幻之光—彩虹

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:从物理学的角度来讲,彩虹是气象中的一种光学现象。彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄取决于空气里水滴的大小。很多时候人们可以看到两条彩虹同时出现,较暗的那条叫暗红,为副虹,又名为霓,是由于阳光在水滴中经两次反射而成的。这就是所形成的彩虹的光。一般来讲,彩虹的弯曲程度,取决于光的波长即颜色。在七色光谱中,紫色光弯曲度最少,红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次于红色光的弯曲度。

2.梦幻之光—彩虹

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“梦幻之城”

(1)七色彩带—彩虹简介

从物理学的角度来讲,彩虹是气象中的一种光学现象。阳光射到空气中的水滴里发生光的反射和折射现象后,在天空上形成七彩光谱。彩虹的七种颜色从外而内分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

通常,由于不同波长光的折射率不相同,所以,蓝光的折射角度比红光大。同时,又因为水对光有色散作用,光在水滴内被反射,因此,我们所看到的彩虹光谱是倒过来的,即红光在最上方,其他颜色依次位于下方。它经常出现在一天中的下午,或雨后刚转天晴时,这是因为这时的空气内,尘埃少而且充满小水滴。一般来说,只要空气中有水滴,且阳光正在观察者的背后以低角度照射,就可以产生彩虹现象。

瀑布附近是一个经常可以看见彩虹的地方。如果在晴朗的天气下,背对着阳光在空中洒水或喷洒水雾,也可以制造人工彩虹。

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彩虹

彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄取决于空气里水滴的大小。一般来说,空气中的水滴大,虹就越鲜艳,较窄;反之,空气中的水滴越小,彩虹的颜色就轻淡且较宽。通常,早晨的彩虹出现在西方 ,而黄昏的彩虹出现在东方,因为只有背着太阳的时候,人们才能看到彩虹。

晚虹是一种罕见的现象,它只有在月光强烈的晚上才有可能出现,但是,由于人的视觉在晚间低光线的情况下难以分辩颜色,因此,晚虹看起来好像是全白色。

冬天的时候,一般不会出现彩虹,这是因为冬天的空气中,不容易存在小水滴,下阵雨的机会也很少。

知识小百科

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虹和霓同时出现

双彩虹

很多时候人们可以看到两条彩虹同时出现,较暗的那条叫暗红,为副虹,又名为霓,是由于阳光在水滴中经两次反射而成的。当阳光经过水滴时,它被折射、反射后再次被折射。通常,我们常见的彩虹,即是我们常说的主虹是在水滴内经过一次反射的光线形成的。若是光线在水滴内两次被反射,则会产生出除主虹外的第二道彩虹(霓),有时不被肉眼所察觉到,因为每次反射均会损失一些光能量,霓的光亮度比主虹弱。另外与主虹不同的是,霓的颜色排列次序正好和主虹相反。

(2)为什么彩虹总是弯曲的?

事实上,如果条件具备的话,可以看到整圈圆形的彩虹。那么,为什么我们看到的彩虹又总是弯曲的呢?

原因一:光的波长决定光的弯曲程度。

彩虹是由于太阳光照射到空气中的水滴上,经过折射→反射→折射的过程,然后再射向人的眼睛而形成的。通常,不同颜色的太阳光束,经过折射→反射→折射过程,形成的彩虹光束与原来光束的偏折角约为138度,也就是说,若太阳光与地面持平,则我们观看彩虹的仰角约为42度。

通常,一道光束碰到了水滴时,除了光可能直接穿透水滴外,光还可能碰到水滴的前缘,在其进入时,水滴内部产生弯曲,接着,从水滴后端反射回来,再从水滴的前端离开,往我们这里折射出来。这就是所形成的彩虹的光。

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一般来讲,彩虹的弯曲程度,取决于光的波长即颜色。在七色光谱中,紫色光弯曲度最少,红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次于红色光的弯曲度。彩虹的每一种颜色在天空中出现的位置是不同的,因为每种颜色的弯曲角度是特定的,红色光的折射角度是42度,蓝色光的折射角度是40度。

原因二:与地球的形状有很大的关系。

彩虹为什么是弧形的呢?这与其形成的过程有着不可分割的关系,同时,也与地球的形状有很大的关系。地球被厚厚的一层大气所覆盖,因此,在雨后空气中,水分的含量比平时高,阳光射入到空气的水滴上产生折射现象。同时,由于地球是一个曲面,地球表面的大气层为弧形曲面,于是就有了人们所看到的弧形彩虹。

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弧形彩虹

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