芬蘭首都赫爾辛基以北的湖泊(bo)邊,有(you)漁(yu)民(min)見到了罕見的紅色彩(cai)虹。
彩虹又(you)稱“天虹”、“絳”等,簡稱“虹”,是氣象中的一種(zhong)光學現(xian)象。當太(tai)陽光照射(she)到空(kong)氣中的水滴,光線被折射(she)及反射(she),天空(kong)上(shang)形成拱形的七(qi)彩光譜,由外(wai)圈(quan)(quan)至內圈(quan)(quan)呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七(qi)種(zhong)顏色。
我(wo)們日常(chang)見到的彩(cai)虹總是(shi)拱形的,這(zhe)是(shi)因為每種顏色的光波(bo)由于折射(she)率不同,各自有特定(ding)的彎曲(qu)角(jiao)(jiao)度(du)(du),陽光中的紅色光,折射(she)的角(jiao)(jiao)度(du)(du)大(da)約是(shi)42度(du)(du),藍(lan)紫色光的折射(she)角(jiao)(jiao)度(du)(du)約只有40度(du)(du)。
如果你畫一條(tiao)(tiao)假想線,連接你的后(hou)腦勺和太(tai)陽(yang),并向你的面前延伸,那么與(yu)這條(tiao)(tiao)線呈40~42度夾角的地(di)方,就是通常彩虹所(suo)在(zai)的位置。
現在(zai),有無數平行光線(xian)在(zai)水滴(di)中射入(ru)射出,而最終能投射入(ru)眼(yan)睛、被你看(kan)到(dao)的(de)(de)(de),則是(shi)(shi)與平行入(ru)射光線(xian)成(cheng)42度左右的(de)(de)(de)光束集合體,于是(shi)(shi),我(wo)們得到(dao)了一個以你的(de)(de)(de)眼(yan)睛為(wei)頂點的(de)(de)(de)圓錐體,而這個圓錐底(di)面的(de)(de)(de)圓弧就是(shi)(shi)彩(cai)虹(hong)啦!但(dan)是(shi)(shi)由于有地(di)平線(xian)的(de)(de)(de)遮擋(dang),我(wo)們大多數時候看(kan)到(dao)的(de)(de)(de)彩(cai)虹(hong)就只能是(shi)(shi)半弧形的(de)(de)(de)了。
如果我們所在(zai)的位(wei)置適(shi)當的話,也(ye)還(huan)可以看見圓(yuan)形(xing)的彩虹(hong)呢!
另外(wai)(wai)如果足夠幸運(yun),還有機(ji)會看(kan)到雙彩(cai)虹(hong)。仔細看(kan)看(kan)下(xia)圖外(wai)(wai)圍第(di)二道彩(cai)虹(hong)的顏色(se)。咦?怎么跟(gen)我們說的彩(cai)虹(hong)顏色(se)相反呢?其(qi)實人家叫“霓”。
如(ru)果(guo)光在水滴(di)中(zhong)多反(fan)射(she)一次,也就(jiu)(jiu)是(shi)“折(zhe)射(she)-反(fan)射(she)-反(fan)射(she)-折(zhe)射(she)”,那么(me)彩(cai)(cai)色光波的排序就(jiu)(jiu)會(hui)恰(qia)好(hao)反(fan)了(le)過來(lai),這就(jiu)(jiu)是(shi)“雙彩(cai)(cai)虹”中(zhong)的霓了(le)。
大多(duo)數時候我們(men)見到的(de)彩(cai)虹都是(shi)彩(cai)色的(de)(赤橙(cheng)黃綠藍(lan)靛紫),但也有比較罕見的(de)“白虹”和“紅虹”。
白(bai)虹在海(hai)面附近,或者(zhe)大霧天氣,或者(zhe)月光下,都有(you)可能出現(xian)。它和彩虹形(xing)態類似,區別(bie)只(zhi)在于沒有(you)七彩加(jia)身,通體(ti)雪(xue)白(bai)。
實際上(shang)白(bai)虹(hong)是由彩虹(hong)再加工而來的:當(dang)彩虹(hong)的光(guang)線射過細小水滴的時候(hou),發生衍射,射出的綠光(guang)角度會(hui)比較大,結果(guo)綠光(guang)會(hui)重(zhong)合在紅光(guang)和藍光(guang)上(shang)面,就(jiu)會(hui)形成(cheng)一(yi)種寬闊的白(bai)色虹(hong),即是白(bai)虹(hong)。
紅虹,當太陽(yang)落到地平線附近,陽(yang)光需要穿過很長一段大氣才(cai)能(neng)到達地表(biao),在這個過程中,藍色(se)的光被(bei)消磨(mo)殆盡(jin),成為強弩之末(mo),只有紅色(se)的光一往無前。如果此時紅光遇到一團(tuan)雨滴,就可能(neng)出現奇妙的紅虹。
第(di)一(yi),就是三棱鏡(jing)演示法。讓光線通過小孔,從三棱鏡(jing)里射出(chu),我們會在(zai)對面的白屏上發現紅橙黃綠藍靛(dian)紫七種色彩的光線。
第(di)二,灑水法。我們在(zai)晴朗無風的日子里背對(dui)著太陽。朝空(kong)中噴水,我們在(zai)水霧中就可以看到自己制(zhi)造出來的彩(cai)虹(hong)。
第三(san),模擬法。將小鏡子傾斜地(di)放(fang)入水盆中,設法固定好(hao)之(zhi)后。用手電(dian)筒的光線照在水下部分的鏡面上。然(ran)后我們再(zai)拿著一(yi)張白紙,在空中對應地(di)舉(ju)起來。移動(dong)手電(dian)筒的位置(zhi),就(jiu)會(hui)慢(man)慢(man)地(di)看(kan)清彩虹。