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原理:
彩虹是因?yàn)殛?yáng)光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。陽(yáng)光射入水滴時(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射,在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。
當(dāng)中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈,造成我們所見(jiàn)到的彩虹。造成這種反射時(shí),陽(yáng)光進(jìn)入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后離開水滴時(shí)再折射一次,總共經(jīng)過(guò)一次反射兩次折射。
因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用,不同波長(zhǎng)的光的折射率有所不同,紅光的折射率比藍(lán)光小,而藍(lán)光的偏向角度比紅光大。
由于光在水滴內(nèi)被反射,所以觀察者看見(jiàn)的光譜是倒過(guò)來(lái),紅光在最上方,其他顏色在下。因此,彩虹和霓虹的高度不一樣,顏色的層遞順序也正好反過(guò)來(lái)。
彩虹意旨光線經(jīng)過(guò)兩次折射一次反射,霓虹則是光線經(jīng)過(guò)兩次折射兩次反射。
擴(kuò)展資料:
多重彩虹
大多數(shù)人因?yàn)闆](méi)有積極的去觀察而不會(huì)注意到霓,霓是經(jīng)常出現(xiàn)在主虹外側(cè)昏暗的第二道彩虹。霓是陽(yáng)光經(jīng)由雨滴內(nèi)兩次反射和兩次折射產(chǎn)生的,出線的角度在50–53°。
兩次反射的結(jié)果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,藍(lán)色在外而紅色在內(nèi)。霓比虹暗弱,因?yàn)閮纱畏瓷洳粌H使得更多的光線逃逸掉,散布的區(qū)域也更為寬廣。
在虹與霓之間未被照亮的天空,因?yàn)槭莵啔v山大最先描述的,所以被命名為亞歷山大帶。
更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾經(jīng)被拍攝過(guò)。這些是陽(yáng)光在雨滴內(nèi)經(jīng)過(guò)三次或四次反射造成的。
這些虹都出現(xiàn)在與太陽(yáng)同一側(cè)的天空,第三道和太陽(yáng)相距約40°,第四道則約為45°。因?yàn)殛?yáng)光的關(guān)系,用肉眼很難看見(jiàn)。
敘述過(guò)更高階的虹,他描繪出第19道虹的位置,并稱此種模式為"彩虹玫瑰"。
在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),使用更明亮的光線和準(zhǔn)直良好的激光,可以觀察到更高階的虹。據(jù)報(bào)吳等多人在1998年使用類似的方法,以氬離子激光光束達(dá)到200階的虹。
彩虹是怎樣形成的?
彩虹是一種自然現(xiàn)象,是由于陽(yáng)光射到空氣的水滴里,發(fā)生光的反射和折射造成的。
我們知道,當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡的時(shí)候,前進(jìn)的方向就會(huì)發(fā)生偏折,而且把原來(lái)的白色光線分解成紅,橙,黃,綠,藍(lán),靛,紫各種顏色的光帶。下雨時(shí),或在雨后,空氣中充滿著無(wú)數(shù)個(gè)小小的能偏折日光的水滴。當(dāng)陽(yáng)光經(jīng)過(guò)水滴時(shí),不僅改變了前進(jìn)的方向,同時(shí)被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光。如果角度適宜,就成了我們看到的彩虹。一般說(shuō)來(lái),只有夏天才有彩虹,這是因?yàn)橄奶於嘞玛囉辏袝r(shí),東邊日出西邊雨,雨的范圍又不大。而冬天干冷,很少下雨,而降雪是不會(huì)形成彩虹的。
彩虹是太陽(yáng)光穿透雨的顆粒時(shí)形成的。原本光是筆直行進(jìn)的,但它也具有一旦進(jìn)入水中就會(huì)折射的性質(zhì)。因此太陽(yáng)光在通過(guò)雨的顆粒時(shí)就會(huì)折射。此時(shí),由于光折射的角度因顏色而各異,所以七種顏色會(huì)以各自不同的角度折射。所以七種顏色會(huì)很漂亮地排列起來(lái)。這就是形成彩虹的原理。因?yàn)椴屎绯尸F(xiàn)于與太陽(yáng)方向相反的天空,所以想在雨后看彩虹時(shí)要背對(duì)著太陽(yáng)。夏天雨后,烏云飛散,太陽(yáng)從新露頭,在太陽(yáng)對(duì)面的天空中,會(huì)出現(xiàn)半圓形的彩虹。虹是由于陽(yáng)光射到空中的水滴里,發(fā)生發(fā)射與折射造成的。我們知道,當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡的時(shí)候,前景的方向會(huì)發(fā)生偏折,而且把原來(lái)的白色光線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫7種顏色的光帶。下過(guò)雨后,有許多微小的水滴漂浮在空中,當(dāng)陽(yáng)光照射到小水滴上時(shí)會(huì)發(fā)生折射,分散成7種顏色的光。很多小水滴同時(shí)把陽(yáng)光折射出來(lái),再反射到我們的眼睛里,我們就會(huì)看到一條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明,紅的排在最外面,接下來(lái)是橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫6種顏色。空氣里水滴的大小,決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大,虹就鮮艷。也比較窄;反之,水滴小,虹色就淡,也比較寬。我們面對(duì)著太陽(yáng)是看不到彩虹的,只有背著太陽(yáng)百能看到彩虹,所以早晨的彩虹出現(xiàn)在西方,黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。可我們看不見(jiàn),只有乘飛機(jī)從高空向下看,才能見(jiàn)到。虹的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)天氣變化相聯(lián)系,一般我們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測(cè)當(dāng)時(shí)將出現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時(shí),本地是不大容易下雨的,而西方出現(xiàn)虹時(shí),本地下雨的可能性卻很大。彩虹的明顯程度,取決于空氣中小水滴的大小,小水滴體積越大,形成的彩虹越鮮亮,小水滴體積越小,形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低,在空中不容易存在小水滴,下陣雨的機(jī)會(huì)也少,所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn)
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