芬蘭首都(dou)赫(he)爾(er)辛基以北的湖泊邊(bian),有漁民見到了罕見的紅色彩(cai)虹(hong)。
彩(cai)虹(hong)又稱“天(tian)虹(hong)”、“絳(jiang)”等,簡稱“虹(hong)”,是(shi)氣(qi)象(xiang)中的(de)(de)一(yi)種光學現(xian)象(xiang)。當太(tai)陽(yang)光照(zhao)射到空(kong)氣(qi)中的(de)(de)水(shui)滴,光線被折射及(ji)反射,天(tian)空(kong)上形(xing)(xing)成拱形(xing)(xing)的(de)(de)七彩(cai)光譜(pu),由外圈(quan)至內圈(quan)呈紅、橙、黃、綠(lv)、藍、靛、紫七種顏色。
我們(men)日常(chang)見到(dao)的(de)(de)彩虹總是(shi)拱(gong)形的(de)(de),這是(shi)因為每種(zhong)顏色(se)的(de)(de)光(guang)波(bo)由于折(zhe)射率不(bu)同,各自有特定的(de)(de)彎曲角度(du),陽光(guang)中的(de)(de)紅色(se)光(guang),折(zhe)射的(de)(de)角度(du)大約是(shi)42度(du),藍紫色(se)光(guang)的(de)(de)折(zhe)射角度(du)約只有40度(du)。
如果你(ni)畫一條假想線,連接你(ni)的(de)后(hou)腦勺和太陽,并向你(ni)的(de)面前延伸,那(nei)么與(yu)這條線呈40~42度夾(jia)角的(de)地方,就是通常彩(cai)虹(hong)所在(zai)的(de)位置。
現在(zai),有無數平行光(guang)線(xian)在(zai)水滴(di)中射(she)入(ru)(ru)射(she)出(chu),而(er)最終能(neng)投(tou)射(she)入(ru)(ru)眼睛、被你(ni)看(kan)到(dao)(dao)的(de)(de)(de),則是(shi)(shi)與平行入(ru)(ru)射(she)光(guang)線(xian)成(cheng)42度(du)左(zuo)右的(de)(de)(de)光(guang)束集合體(ti),于(yu)是(shi)(shi),我們得到(dao)(dao)了一個以(yi)你(ni)的(de)(de)(de)眼睛為頂點(dian)的(de)(de)(de)圓(yuan)錐(zhui)體(ti),而(er)這(zhe)個圓(yuan)錐(zhui)底面的(de)(de)(de)圓(yuan)弧(hu)就是(shi)(shi)彩虹啦!但(dan)是(shi)(shi)由于(yu)有地平線(xian)的(de)(de)(de)遮擋,我們大多數時候看(kan)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)彩虹就只能(neng)是(shi)(shi)半弧(hu)形的(de)(de)(de)了。
如果我(wo)們(men)所在的位置適當的話,也(ye)還可以(yi)看見圓形的彩(cai)虹呢!
另(ling)外如果足(zu)夠(gou)幸(xing)運(yun),還有機會看到雙彩(cai)虹。仔細看看下圖(tu)外圍(wei)第(di)二道彩(cai)虹的顏色(se)。咦?怎么(me)跟我們說的彩(cai)虹顏色(se)相(xiang)反呢?其(qi)實人家叫“霓(ni)”。
如果光在水滴(di)中多反(fan)射一次,也就是(shi)“折射-反(fan)射-反(fan)射-折射”,那么彩(cai)色(se)光波的(de)排序就會(hui)恰好反(fan)了過(guo)來,這就是(shi)“雙彩(cai)虹”中的(de)霓了。
大(da)多數時候我們見到的(de)彩虹(hong)都(dou)是(shi)彩色的(de)(赤橙(cheng)黃綠藍靛紫),但(dan)也有(you)比(bi)較罕見的(de)“白(bai)虹(hong)”和“紅虹(hong)”。
白虹(hong)在海面附近,或者(zhe)大霧天氣,或者(zhe)月光下,都有可能出現。它和彩(cai)虹(hong)形態(tai)類似(si),區別只在于沒有七彩(cai)加(jia)身,通體雪白。
實際上(shang)白虹(hong)(hong)是由彩(cai)虹(hong)(hong)再(zai)加(jia)工而來的(de)(de):當(dang)彩(cai)虹(hong)(hong)的(de)(de)光線射過(guo)細小水(shui)滴的(de)(de)時候,發(fa)生衍射,射出的(de)(de)綠光角度(du)會(hui)比較大,結果(guo)綠光會(hui)重合在紅光和藍光上(shang)面,就會(hui)形成一種寬(kuan)闊的(de)(de)白色虹(hong)(hong),即是白虹(hong)(hong)。
紅(hong)(hong)虹,當太陽落到地平線(xian)附(fu)近,陽光需要穿過很長一段(duan)大氣(qi)才能(neng)到達地表,在(zai)這(zhe)個過程中(zhong),藍(lan)色(se)的光被(bei)消磨殆盡,成為強弩之末,只有紅(hong)(hong)色(se)的光一往無前。如果(guo)此(ci)時(shi)紅(hong)(hong)光遇到一團雨滴(di),就可能(neng)出現(xian)奇妙的紅(hong)(hong)虹。
第一,就是三棱鏡演示法(fa)。讓光線通過小孔,從(cong)三棱鏡里(li)射出,我們會在對(dui)面(mian)的白(bai)屏(ping)上發(fa)現紅橙黃綠藍(lan)靛紫(zi)七種(zhong)色彩的光線。
第(di)二,灑水法。我們在晴(qing)朗無風(feng)的(de)日子里背對著太陽。朝(chao)空中(zhong)噴水,我們在水霧中(zhong)就可以(yi)看到自己制造出(chu)來(lai)的(de)彩虹(hong)。
第三,模擬法(fa)。將小鏡子(zi)傾斜地放入水盆中(zhong),設法(fa)固(gu)定好(hao)之(zhi)后。用手(shou)電(dian)筒的光(guang)線照在水下部(bu)分(fen)的鏡面上。然后我們再拿著一張白(bai)紙,在空(kong)中(zhong)對應地舉起(qi)來(lai)。移動手(shou)電(dian)筒的位置,就會慢(man)慢(man)地看(kan)清彩虹。