彩虹是如何产生的
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彩虹是如何产生的,彩虹的形成是一种自然的光学现象,是因为阳光照射到空气中接近圆形的小水滴,然后造成光的色散和反射形成的,当阳光摄入水滴时就会以不同角度的入射点,而小水滴内也是不同角度进行反射,下面来了解彩虹是如何产生的。
彩虹的形成是一种自然的光学现象,简单点说:我们在风雨过之后见到的彩虹,是因为阳光照射到空气中接近圆形的小水滴,然后造成光的色散和反射形成的。当阳光摄入水滴时就会以不同角度的入射点,而小水滴内也是不同角度进行反射,当中的40——42度的反射最强烈,这样就会形成我们平时看到的彩虹。
彩虹形成的原理:当太阳光照射到空气中的水滴时,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,雨后常见。
夏日,雨后初晴,阳光明媚。瞬间,天空中出现一道彩虹,它是一道横跨天空的`七色彩带,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,宛如一座彩色的拱桥飞架天空。 天空中为什么会出现五颜六色的彩虹呢?彩虹的色彩主要源于三棱镜对白光的色散效应而解析成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等可分辨的7色。霓由于2次内反射,色序相反。
通常雨滴越大,虹越鲜艳明亮。雨滴大小不同,可以造成虹的颜色变化,甚至出现白虹。由于同一时刻,空中雨滴大小并不完全一致,即使在同一虹中,甚至同一彩色光环中,它的颜色、亮度都可能有变化。
彩虹是弯的原因:不同颜色的光,在水滴上折射的程度是各不相同的。
地球是圆的。由于地球表面是一个曲面,并且被厚厚的大气所覆盖,雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射。
同时由于地球表面的大气层为一弧面,从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹。
特殊彩虹
双彩虹
大多数人因为没有积极的去观察而不会注意到霓,霓是经常出现在主虹外侧昏暗的第二道彩虹。霓是阳光经由雨滴内两次反射和两次折射产生的,出线的角度在50–53°。两次反射的结果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,蓝色在外而红色在内。霓比虹暗弱,因为两次反射不仅使得更多的光线逃逸掉,散布的区域也更为宽广。在虹与霓之间未被照亮的天空,因为是亚历山大最先描述的,所以被命名为亚历山大带。
真四重彩虹的第三重、第四重彩虹,各有一道主虹与一道副虹。
更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾经被拍摄过。这些是阳光在雨滴内经过三次或四次反射造成的。这些虹都出现在与太阳同一侧的天空,第三道和太阳相距约40°,第四道则约为45°。因为阳光的`关系,用肉眼很难看见。
Felix Billet (1808–1882) 叙述过更高阶的虹,他描绘出第19道虹的位置,并称此种模式为"彩虹玫瑰"。在实验室内,使用更明亮的光线和准直良好的激光,可以观察到更高阶的虹。据报吴等多人在1998年使用类似的方法,以氩离子激光光束达到200阶的虹。
月虹
月虹,又称晚虹,是一种非常罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现,由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色,故此晚虹看起来好像是全白色。
反射虹和被反射虹
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。
当阳光在抵达雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面够大,整个表面也是平静的,并靠近雨幕,反射虹便可能出现在地平线之上。它与正常的彩虹交会在地平线处,并且它的弧会在天空的较高处,因为它的中心在地平线之上,而正常彩虹的中心在地平线之下。由于需要上述条件的配合,反射虹是很罕见的。
如果反射的弧再被反射,并且霓反射弧和他的反射弧同时都出现,同时出现6条(或是8条)彩带也是可能的。
全圆彩虹
全圆彩虹导因于雨滴对阳光的“内反射”所造成的,因为雨滴和空气的折射率不同导致
双子虹
它是Twinned bows的直译,它们是本是同根生、分出两叉的彩虹。
透过浓雾阳光会产生白色的彩虹。雾滴的尺寸比雨滴小,因此并没有把光线分解成色彩分明的数道光带。雾滴产生的光带宽度要宽得多,这些光带重叠合并成白色光弧。
附属虹
在日出和日落时,阳光的传播距离很长,所以绿色、黄色、甚至橙色也能被大量散射。只有红色不被散射,于是产生了单色的红色彩虹。
虹的内侧,逐级变窄、减弱的多层七彩序列轮回,叫做附属虹。
彩虹什么时候出现
彩虹最常出现在下午,雨过天晴的时候。 这时,空气中的尘埃越来越少,充满了小水滴,半边的天空因为还残留着雨云和黑暗。 太阳是可见的.,在观察者的头部或后面没有云层,这样就可以更容易地看到彩虹。 另一个经常看到彩虹的地方是瀑布附近。
人造彩虹
水雾法:花盆里装满了水,然后带着孩子来到一个有光线的地方。 喷水迎着太阳进入天空,我们很快就会看到彩虹出现了!
水杯法:倒满一杯水;把杯子放在有充足阳光的窗台上;在地板上放一张纸;用热水把窗户弄湿;调整杯子,直到你看到彩虹!
镜面反射法:将镜面置于太阳能看到的地方,将镜面浸入水盆,水盆底部约45度。 调整镜子的角度,静待水波,你可以在阴影中看到彩虹。 如果你看到彩虹的小碎片,只要不断调整角度。
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