彩虹的出现是什么原理
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彩虹的出现是什么原理,对于彩虹大家都不陌生,彩虹一般都是出现在雨后,彩虹是一种阳光折射以及色散形成的现象,也是一种奇特的景观之一。以下了解彩虹的出现是什么原理。
彩虹的出现是什么原理1
因为在下雨后,空气中会有很多的小水滴悬浮在天空中,当光线照射在这些水滴时,就会出现折射的情况,在光的折射过程中,因为折射角度的不同,就形成了彩虹。
彩虹的形成原理
(1)彩虹是气象中的一种光学现象,当太阳光照射到半空中的水滴,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜色。事实上彩虹有无数种颜色,比如,在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色,但为了简便起见,所以只用七种颜色作为区别。
(2)彩虹,其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象,彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现,这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗,而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近,在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以制造人工彩虹。
(3)当彩虹出现在水面的物体上时,来自不同光路互补的两个镜弧可能分别出现在水面上和水面下。它们的名称略有不同,如果水面是平静的被反射虹将呈现镜像出现在水面的地平线下方。阳光在抵达观测者之前首先受到雨滴的偏折,然后经过水面的反射。被反射虹,至少是一部分,经常可见,甚至在小水坑都可见。
(4)因为彩虹的美和它是个难以理解的现象,古人便以神话来解释地球上有彩虹这一现象,所以彩虹在神话中占有一席位。后来由伽利略研究对于光的特性之后,才能解释彩虹这个现象。
(5)彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮,小水滴体积越小,形成的彩虹就不明显。 一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下阵雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现。
彩虹的出现是什么原理2
为什么彩虹是弧形的科学故事
夏日午后,太阳位于西方,暴雨过后,空气中还留有大量的小水滴。当我们面向东方,便看到了天空中圆弧状的彩虹。这是因为阳光穿越了大气,向东通过了我们的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴,发生了色散。白色的阳光其实是多种颜色的光混合而成,通过小水滴折射以后,不同颜色光因偏折角度不同而被分开,形成了七色彩虹。
如果我们再看仔细一点,就会发现当一道光束碰到了小水滴时,会有两种可能的路径:一种可能是直接透射过去,还有一种更有趣的'可能,光束从小水滴的前表面边缘入射到小水滴内部,在进入时水滴内部由于折射而产生偏折,当光束到达小水滴的后表面发生全反射,又折回水滴内部,再从小水滴前表面离开,而这束面对我们已经发生了色散的光束就是形成彩虹的光。
光穿越水滴时偏折的程度,由光的波长,也就是光的颜色决定的。其中红色光的波长最长,它在水中的折射率最小,经过反射后偏折角度最大,是42°。橙色光与黄色光次之,依此类推,偏折角度最小的是紫色光,只有40°。所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。
为什么彩虹是弧形的科学故事点评
如果我们用一条假想线,连接我们的眼睛和太阳,那么在空间中与这条线呈42°夹角的点,就是红色光所在的位置。这些不同的点连接在一起,会勾勒出一个圆圈。既然蓝色与假想线只呈40°夹角,所以彩虹的内侧总是蓝色的,而外侧总是红色的。事实上如果条件正确的话,可以看到整圈圆形的彩虹。
我们所看到的圆弧是被地平线遮挡了彩虹圆圈的下半部分。站在地上看不到圆形的彩虹,但当天空出现彩虹的时候,你迅速乘上飞机或热气球等飞行器腾空而起的时候,可以看到彩虹和你一起腾空而起,展现出一个完美的七彩圆圈。
彩虹的出现是什么原理3
如何区分日晕与彩虹?
日晕是日光通过云层中的冰晶时,经折射而形成的光现象,围绕太阳环形,呈彩色。日晕的出现,往往预示天气要有一定的变化。
日晕是一种比较罕见的天象。“日晕”有全晕圈和缺口晕。日晕是卷云、卷层云形成的环绕在太阳周围的彩色(或白色)光环或光弧,色带排列内红外紫。日晕有时也被称为“日枷”,有全晕圈和缺口晕。据专家介绍,日晕是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射而形成。当光线射入卷层云中的冰晶后,经过两次折射,分散成不同方向的各色光。
实际上,有卷层云时,天空飘浮着无数冰晶,在太阳周围的同一圆圈上的冰晶,都能将同颜色的光折射到我们的眼睛里而形成内红外紫的晕环。天空中有由冰晶组成的卷层云时,往往在太阳周围出现一个或两个以上以太阳为中心内红外紫的彩色光环,有时还会出现很多彩色或白色的光点和光弧,这些光环、光点和光弧统称为晕。
当光环半径的对应视角在22-46之间的角度,人们可以肉眼观察到“日晕”现象。云层中冰晶含量越大,阳光产生折射后所呈现的“日晕”形状就越小,光环也就越显著,容易使人观察到;反之,则无法形成“日晕”,或者即使形成也无法在地面上清楚地观察到这一现象。
“日晕”多出现在春夏季节。民间有“日晕三更雨,月晕午时风”的谚语,其意思就是若出现日晕的话,夜半三更将有雨,若出现月晕,则次日中午会刮风。日晕在一定程度上可以成为天气变化的一种前兆,出现日晕天气有可能转阴或下雨。但说这种现象可以预兆今年气候的旱涝是没有科学依据的。
日晕出现时不要长时间用肉眼观看日晕,以免灼伤眼睛。
彩虹是因为阳光射到空中接近圆自然现象-彩虹(20张)形的小水滴,造成光的色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内也是以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,形成我们所见到的彩虹。形成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次。
因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。
其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象。彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗。而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹。
所以,两者的差别,还是很大的!
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