芬蘭首都赫爾辛基以北的湖泊邊,有(you)漁民見(jian)到了罕見(jian)的紅色彩(cai)虹。
彩虹又稱(cheng)“天(tian)虹”、“絳”等,簡(jian)稱(cheng)“虹”,是氣(qi)象中的(de)一種光(guang)學現象。當太(tai)陽光(guang)照射到空氣(qi)中的(de)水滴,光(guang)線被(bei)折射及(ji)反射,天(tian)空上形(xing)成拱形(xing)的(de)七彩光(guang)譜,由外(wai)圈(quan)至內圈(quan)呈紅、橙、黃(huang)、綠、藍、靛、紫七種顏色(se)。
我(wo)們日(ri)常見到的(de)(de)(de)彩虹總是(shi)拱形的(de)(de)(de),這是(shi)因為(wei)每(mei)種顏色的(de)(de)(de)光(guang)波由(you)于折(zhe)射率不同,各自有特(te)定的(de)(de)(de)彎(wan)曲角(jiao)度(du),陽(yang)光(guang)中(zhong)的(de)(de)(de)紅色光(guang),折(zhe)射的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)大(da)約是(shi)42度(du),藍(lan)紫色光(guang)的(de)(de)(de)折(zhe)射角(jiao)度(du)約只有40度(du)。
如果你畫一條(tiao)假想(xiang)線,連接你的后腦(nao)勺和太陽,并向你的面前延伸,那么(me)與(yu)這(zhe)條(tiao)線呈40~42度夾角的地方,就是通常(chang)彩(cai)虹所在的位(wei)置(zhi)。
現(xian)在,有無數(shu)平(ping)行光線(xian)(xian)在水滴(di)中(zhong)射入射出,而最終能投射入眼(yan)睛、被你看到的(de)(de),則是與平(ping)行入射光線(xian)(xian)成(cheng)42度左右(you)的(de)(de)光束集合(he)體,于是,我(wo)們(men)得到了一個以你的(de)(de)眼(yan)睛為頂(ding)點(dian)的(de)(de)圓(yuan)錐體,而這個圓(yuan)錐底面的(de)(de)圓(yuan)弧就(jiu)是彩虹啦!但是由(you)于有地平(ping)線(xian)(xian)的(de)(de)遮(zhe)擋,我(wo)們(men)大(da)多數(shu)時候看到的(de)(de)彩虹就(jiu)只能是半弧形的(de)(de)了。
如果我(wo)們所(suo)在的(de)位置適當的(de)話(hua),也還可以看見圓形的(de)彩(cai)虹呢!
另外如果(guo)足夠幸運,還有機會看(kan)到雙彩(cai)虹(hong)。仔細看(kan)看(kan)下(xia)圖(tu)外圍第(di)二(er)道彩(cai)虹(hong)的(de)(de)顏色。咦(yi)?怎(zen)么跟我(wo)們說的(de)(de)彩(cai)虹(hong)顏色相(xiang)反(fan)呢?其實人家(jia)叫(jiao)“霓(ni)”。
如果光(guang)在水滴中(zhong)多反射(she)一次,也就(jiu)是“折(zhe)(zhe)射(she)-反射(she)-反射(she)-折(zhe)(zhe)射(she)”,那么彩色光(guang)波(bo)的(de)(de)排(pai)序(xu)就(jiu)會恰好(hao)反了過來,這就(jiu)是“雙彩虹(hong)”中(zhong)的(de)(de)霓了。
大(da)多數時候我們見到(dao)的(de)彩虹都是彩色的(de)(赤(chi)橙黃(huang)綠藍(lan)靛紫),但也有比較罕見的(de)“白虹”和(he)“紅虹”。
白(bai)虹(hong)在海面附近(jin),或者(zhe)(zhe)大霧(wu)天氣(qi),或者(zhe)(zhe)月光下,都有(you)可能出現。它(ta)和彩虹(hong)形態(tai)類(lei)似,區別只(zhi)在于沒有(you)七彩加(jia)身,通(tong)體(ti)雪白(bai)。
實際上(shang)白(bai)(bai)虹(hong)是(shi)由彩虹(hong)再(zai)加工而來的:當(dang)彩虹(hong)的光線(xian)射過細(xi)小水滴的時候(hou),發生衍射,射出的綠光角度(du)會(hui)比較大(da),結果綠光會(hui)重合在紅光和藍(lan)光上(shang)面,就會(hui)形(xing)成(cheng)一種寬(kuan)闊的白(bai)(bai)色虹(hong),即是(shi)白(bai)(bai)虹(hong)。
紅(hong)(hong)虹,當太陽落到地平線附近,陽光(guang)需要穿過(guo)(guo)很長一(yi)段大氣才能到達地表,在這個過(guo)(guo)程中,藍色(se)的光(guang)被消磨殆盡,成為強(qiang)弩(nu)之末,只有紅(hong)(hong)色(se)的光(guang)一(yi)往(wang)無(wu)前。如果此時(shi)紅(hong)(hong)光(guang)遇到一(yi)團雨滴,就可能出(chu)現奇(qi)妙的紅(hong)(hong)虹。
第一,就(jiu)是三(san)(san)棱鏡演示法。讓光線通過小(xiao)孔,從三(san)(san)棱鏡里射出,我們(men)會(hui)在對面的白屏上發現紅橙黃綠藍靛紫七種色(se)彩的光線。
第二,灑水(shui)法。我(wo)們在(zai)晴朗(lang)無風的日子里背(bei)對著太陽(yang)。朝空(kong)中(zhong)噴水(shui),我(wo)們在(zai)水(shui)霧中(zhong)就(jiu)可以看到自己制造(zao)出來的彩虹。
第(di)三,模(mo)擬法。將小鏡子傾斜地放入水盆中,設法固(gu)定好之后。用手電(dian)筒的光線照在水下部分(fen)的鏡面上。然(ran)后我們再(zai)拿著一張白(bai)紙,在空中對應(ying)地舉起來。移動手電(dian)筒的位(wei)置,就(jiu)會(hui)慢慢地看(kan)清彩(cai)虹。