芬蘭首都赫爾辛(xin)基以北的(de)湖(hu)泊(bo)邊(bian),有漁民見到了罕見的(de)紅色彩虹。
彩(cai)虹又稱(cheng)(cheng)“天(tian)虹”、“絳”等,簡稱(cheng)(cheng)“虹”,是氣象中的(de)一種光(guang)(guang)學現象。當(dang)太陽(yang)光(guang)(guang)照射到空(kong)氣中的(de)水(shui)滴,光(guang)(guang)線被折(zhe)射及反射,天(tian)空(kong)上形成拱形的(de)七彩(cai)光(guang)(guang)譜,由外圈(quan)(quan)至內圈(quan)(quan)呈紅(hong)、橙、黃、綠、藍(lan)、靛、紫(zi)七種顏色。
我們日(ri)常見到的(de)(de)彩虹總是(shi)拱形的(de)(de),這是(shi)因(yin)為每種顏色(se)的(de)(de)光(guang)波(bo)由于折射率不(bu)同,各(ge)自有特定的(de)(de)彎曲角度,陽光(guang)中(zhong)的(de)(de)紅色(se)光(guang),折射的(de)(de)角度大約(yue)是(shi)42度,藍紫色(se)光(guang)的(de)(de)折射角度約(yue)只有40度。
如(ru)果(guo)你畫(hua)一(yi)條(tiao)假想線(xian),連接你的后(hou)腦勺和太陽(yang),并向(xiang)你的面前延(yan)伸,那么與這條(tiao)線(xian)呈40~42度夾角的地方,就是通常彩虹所在的位置(zhi)。
現在(zai),有(you)無(wu)數平(ping)行(xing)光線(xian)在(zai)水滴(di)中(zhong)射(she)入(ru)射(she)出,而(er)最(zui)終能投射(she)入(ru)眼(yan)睛、被(bei)你看(kan)到(dao)的(de)(de),則是(shi)與(yu)平(ping)行(xing)入(ru)射(she)光線(xian)成42度左右(you)的(de)(de)光束集(ji)合體,于(yu)是(shi),我們(men)得到(dao)了一個以你的(de)(de)眼(yan)睛為頂點的(de)(de)圓(yuan)錐(zhui)體,而(er)這個圓(yuan)錐(zhui)底面的(de)(de)圓(yuan)弧就(jiu)是(shi)彩(cai)(cai)虹啦!但(dan)是(shi)由于(yu)有(you)地平(ping)線(xian)的(de)(de)遮擋,我們(men)大多數時(shi)候看(kan)到(dao)的(de)(de)彩(cai)(cai)虹就(jiu)只(zhi)能是(shi)半弧形的(de)(de)了。
如(ru)果(guo)我們所(suo)在的位置適當的話,也還可以看(kan)見圓(yuan)形(xing)的彩虹(hong)呢(ni)!
另外如果(guo)足夠幸運(yun),還有機(ji)會看到雙彩虹。仔(zi)細看看下(xia)圖外圍第二(er)道彩虹的顏(yan)色。咦?怎(zen)么跟(gen)我(wo)們(men)說的彩虹顏(yan)色相反呢?其(qi)實人家(jia)叫“霓”。
如果光在水滴(di)中(zhong)多反射(she)一(yi)次,也(ye)就是(shi)“折(zhe)射(she)-反射(she)-反射(she)-折(zhe)射(she)”,那么彩色光波的排序就會恰(qia)好反了(le)過來(lai),這就是(shi)“雙彩虹”中(zhong)的霓了(le)。
大(da)多數(shu)時候(hou)我們見(jian)到的(de)彩(cai)(cai)虹(hong)都(dou)是彩(cai)(cai)色的(de)(赤橙黃綠藍靛(dian)紫(zi)),但也有比較罕(han)見(jian)的(de)“白(bai)虹(hong)”和“紅虹(hong)”。
白虹在海面附近,或者大霧天氣,或者月(yue)光下,都有可(ke)能出現(xian)。它和彩虹形態(tai)類似(si),區別只(zhi)在于沒有七彩加(jia)身,通體雪白。
實際上白(bai)虹是由(you)彩虹再(zai)加工而(er)來的(de)(de)(de):當彩虹的(de)(de)(de)光線射(she)過(guo)細(xi)小水滴的(de)(de)(de)時(shi)候(hou),發生衍射(she),射(she)出的(de)(de)(de)綠光角度(du)會(hui)(hui)比較大,結果綠光會(hui)(hui)重合在紅光和藍(lan)光上面,就會(hui)(hui)形成一種寬闊的(de)(de)(de)白(bai)色虹,即是白(bai)虹。
紅虹,當太陽(yang)落到(dao)地平(ping)線(xian)附近,陽(yang)光需要(yao)穿過很長一(yi)段大氣才(cai)能(neng)到(dao)達地表(biao),在這個過程中,藍色(se)的光被消磨殆盡,成(cheng)為強弩之末(mo),只有紅色(se)的光一(yi)往無前。如果此時紅光遇到(dao)一(yi)團雨滴,就可能(neng)出現奇妙的紅虹。
第(di)一(yi),就是三(san)棱鏡演示法(fa)。讓光(guang)線通(tong)過小孔(kong),從三(san)棱鏡里射出,我們(men)會在(zai)對面(mian)的白屏上發現紅橙(cheng)黃綠藍(lan)靛紫(zi)七種色彩(cai)的光(guang)線。
第二,灑(sa)水法。我們(men)在晴朗無風的(de)(de)日子(zi)里背對(dui)著(zhu)太陽(yang)。朝(chao)空(kong)中(zhong)噴水,我們(men)在水霧中(zhong)就可以看到自己制造出來(lai)的(de)(de)彩虹。
第三,模擬法。將(jiang)小鏡(jing)子傾(qing)斜地(di)放入(ru)水盆中,設(she)法固定好之(zhi)后。用手(shou)電筒(tong)的光線照(zhao)在水下部分的鏡(jing)面上。然(ran)后我們再拿著一張(zhang)白紙(zhi),在空中對應地(di)舉起來。移動手(shou)電筒(tong)的位置,就會慢(man)慢(man)地(di)看清(qing)彩(cai)虹。