芬蘭首都赫(he)爾辛基以北的(de)湖泊邊,有漁民見(jian)到了罕見(jian)的(de)紅色彩虹。
彩虹(hong)又稱(cheng)“天虹(hong)”、“絳(jiang)”等,簡稱(cheng)“虹(hong)”,是(shi)氣象中的一種光學(xue)現象。當(dang)太陽(yang)光照射(she)到空氣中的水滴,光線被折射(she)及反射(she),天空上形成拱形的七(qi)彩光譜,由外圈至(zhi)內圈呈紅、橙(cheng)、黃、綠、藍、靛(dian)、紫七(qi)種顏(yan)色(se)。
我們日(ri)常見到的(de)(de)彩虹總是拱形的(de)(de),這是因為(wei)每(mei)種顏色(se)的(de)(de)光(guang)波(bo)由于折(zhe)射(she)率不同,各(ge)自有(you)特定的(de)(de)彎(wan)曲角(jiao)度(du)(du),陽光(guang)中(zhong)的(de)(de)紅色(se)光(guang),折(zhe)射(she)的(de)(de)角(jiao)度(du)(du)大(da)約(yue)是42度(du)(du),藍紫色(se)光(guang)的(de)(de)折(zhe)射(she)角(jiao)度(du)(du)約(yue)只有(you)40度(du)(du)。
如果(guo)你(ni)畫一條假(jia)想線,連接你(ni)的(de)后腦勺(shao)和太陽(yang),并向你(ni)的(de)面前延伸,那么與(yu)這條線呈(cheng)40~42度夾角的(de)地方,就是(shi)通常(chang)彩(cai)虹(hong)所在的(de)位置。
現在,有無(wu)數(shu)平行光線(xian)(xian)在水(shui)滴中射(she)入(ru)射(she)出,而最終能投(tou)射(she)入(ru)眼睛、被你看到的,則是(shi)與平行入(ru)射(she)光線(xian)(xian)成42度左(zuo)右(you)的光束集合(he)體(ti),于是(shi),我們(men)得到了(le)一個以你的眼睛為頂點的圓(yuan)錐(zhui)體(ti),而這個圓(yuan)錐(zhui)底(di)面的圓(yuan)弧(hu)就是(shi)彩虹啦(la)!但(dan)是(shi)由于有地平線(xian)(xian)的遮擋,我們(men)大多(duo)數(shu)時候看到的彩虹就只能是(shi)半弧(hu)形(xing)的了(le)。
如(ru)果我們(men)所在(zai)的位置(zhi)適當的話,也還可以(yi)看見圓形的彩虹呢(ni)!
另外(wai)如果(guo)足夠(gou)幸運,還有機會看(kan)(kan)到雙彩虹。仔細看(kan)(kan)看(kan)(kan)下圖外(wai)圍(wei)第(di)二道彩虹的顏色(se)。咦?怎么跟我(wo)們說的彩虹顏色(se)相(xiang)反(fan)呢?其實人(ren)家叫(jiao)“霓”。
如(ru)果光在水(shui)滴(di)中多反(fan)射一次,也就(jiu)(jiu)是(shi)“折射-反(fan)射-反(fan)射-折射”,那么彩(cai)色(se)光波的(de)排序就(jiu)(jiu)會恰好反(fan)了過(guo)來,這就(jiu)(jiu)是(shi)“雙(shuang)彩(cai)虹”中的(de)霓了。
大多數時(shi)候我們見到的(de)彩(cai)虹(hong)都(dou)是彩(cai)色的(de)(赤橙黃綠藍(lan)靛紫),但也(ye)有比較罕見的(de)“白虹(hong)”和“紅虹(hong)”。
白虹在(zai)海面(mian)附近(jin),或者(zhe)大(da)霧(wu)天氣(qi),或者(zhe)月光下,都(dou)有可能出現。它和(he)彩虹形態類似,區別只在(zai)于沒(mei)有七彩加身,通(tong)體雪白。
實際上白虹(hong)(hong)是(shi)由彩虹(hong)(hong)再加工而(er)來的(de):當彩虹(hong)(hong)的(de)光線射(she)過細小(xiao)水(shui)滴的(de)時候,發生衍射(she),射(she)出的(de)綠(lv)光角(jiao)度會比較(jiao)大,結果綠(lv)光會重合在(zai)紅光和藍光上面,就會形成一(yi)種(zhong)寬(kuan)闊的(de)白色(se)虹(hong)(hong),即是(shi)白虹(hong)(hong)。
紅虹,當太陽落(luo)到(dao)地平線附近,陽光(guang)需(xu)要(yao)穿過(guo)很長一(yi)段大(da)氣才能(neng)到(dao)達地表(biao),在這個過(guo)程中,藍(lan)色的(de)光(guang)被消磨殆盡,成(cheng)為強(qiang)弩之(zhi)末,只有紅色的(de)光(guang)一(yi)往無前。如果(guo)此時紅光(guang)遇到(dao)一(yi)團(tuan)雨(yu)滴(di),就可能(neng)出(chu)現奇妙的(de)紅虹。
第一,就是三(san)(san)棱鏡(jing)演示法。讓光線通過(guo)小(xiao)孔,從三(san)(san)棱鏡(jing)里(li)射出,我們會(hui)在對面的(de)(de)白屏(ping)上發現紅橙黃綠藍靛紫(zi)七種色(se)彩的(de)(de)光線。
第二,灑水(shui)法。我(wo)們在(zai)晴朗無風(feng)的日子里背對著(zhu)太(tai)陽。朝空中(zhong)噴水(shui),我(wo)們在(zai)水(shui)霧(wu)中(zhong)就可以(yi)看到自己制造出來(lai)的彩虹。
第三,模擬(ni)法。將小鏡子傾斜(xie)地(di)放入水(shui)盆(pen)中(zhong),設法固定好之后(hou)(hou)。用(yong)手電筒的光線照在(zai)水(shui)下(xia)部分(fen)的鏡面(mian)上(shang)。然后(hou)(hou)我們再拿著(zhu)一(yi)張(zhang)白(bai)紙(zhi),在(zai)空中(zhong)對應(ying)地(di)舉起來。移動手電筒的位置,就(jiu)會(hui)慢慢地(di)看清彩虹。