彩虹是如何產生的
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彩虹是如何產生的,彩虹的形成是一種自然的光學現象,是因為陽光照射到空氣中接近圓形的小水滴,然後造成光的色散和反射形成的,當陽光攝入水滴時就會以不同角度的入射點,而小水滴內也是不同角度進行反射,下面來了解彩虹是如何產生的。
彩虹的形成是一種自然的光學現象,簡單點説:我們在風雨過之後見到的彩虹,是因為陽光照射到空氣中接近圓形的小水滴,然後造成光的色散和反射形成的。當陽光攝入水滴時就會以不同角度的入射點,而小水滴內也是不同角度進行反射,當中的40——42度的反射最強烈,這樣就會形成我們平時看到的彩虹。
彩虹形成的原理:當太陽光照射到空氣中的水滴時,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,雨後常見。
夏日,雨後初晴,陽光明媚。瞬間,天空中出現一道彩虹,它是一道橫跨天空的`七色彩帶,紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,宛如一座彩色的拱橋飛架天空。 天空中為什麼會出現五顏六色的彩虹呢?彩虹的色彩主要源於三稜鏡對白光的色散效應而解析成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等可分辨的7色。霓由於2次內反射,色序相反。
通常雨滴越大,虹越鮮豔明亮。雨滴大小不同,可以造成虹的顏色變化,甚至出現白虹。由於同一時刻,空中雨滴大小並不完全一致,即使在同一虹中,甚至同一彩色光環中,它的顏色、亮度都可能有變化。
彩虹是彎的原因:不同顏色的光,在水滴上折射的程度是各不相同的。
地球是圓的。由於地球表面是一個曲面,並且被厚厚的大氣所覆蓋,雨後空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。
同時由於地球表面的大氣層為一弧面,從而導致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹。
特殊彩虹
雙彩虹
大多數人因為沒有積極的去觀察而不會注意到霓,霓是經常出現在主虹外側昏暗的第二道彩虹。霓是陽光經由雨滴內兩次反射和兩次折射產生的,出線的角度在50–53°。兩次反射的結果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,藍色在外而紅色在內。霓比虹闇弱,因為兩次反射不僅使得更多的光線逃逸掉,散佈的區域也更為寬廣。在虹與霓之間未被照亮的天空,因為是亞歷山大最先描述的,所以被命名為亞歷山大帶。
真四重彩虹的第三重、第四重彩虹,各有一道主虹與一道副虹。
更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾經被拍攝過。這些是陽光在雨滴內經過三次或四次反射造成的。這些虹都出現在與太陽同一側的天空,第三道和太陽相距約40°,第四道則約為45°。因為陽光的`關係,用肉眼很難看見。
Felix Billet (1808–1882) 敍述過更高階的虹,他描繪出第19道虹的位置,並稱此種模式為"彩虹玫瑰"。在實驗室內,使用更明亮的光線和準直良好的激光,可以觀察到更高階的虹。據報吳等多人在1998年使用類似的方法,以氬離子激光光束達到200階的虹。
月虹
月虹,又稱晚虹,是一種非常罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現,由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來好像是全白色。
反射虹和被反射虹
當彩虹出現在水面的物體上時,來自不同光路互補的兩個鏡弧可能分別出現在水面上和水面下。它們的名稱略有不同,如果水面是平靜的被反射虹將呈現鏡像出現在水面的地平線下方。陽光在抵達觀測者之前首先受到雨滴的偏折,然後經過水麪的反射。被反射虹,至少是一部分,經常可見,甚至在小水坑都可見。
當陽光在抵達雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面夠大,整個表面也是平靜的,並靠近雨幕,反射虹便可能出現在地平線之上。它與正常的彩虹交會在地平線處,並且它的弧會在天空的較高處,因為它的中心在地平線之上,而正常彩虹的中心在地平線之下。由於需要上述條件的配合,反射虹是很罕見的。
如果反射的弧再被反射,並且霓反射弧和他的反射弧同時都出現,同時出現6條(或是8條)綵帶也是可能的。
全圓彩虹
全圓彩虹導因於雨滴對陽光的“內反射”所造成的,因為雨滴和空氣的折射率不同導致
雙子虹
它是Twinned bows的直譯,它們是本是同根生、分出兩叉的彩虹。
透過濃霧陽光會產生白色的彩虹。霧滴的尺寸比雨滴小,因此並沒有把光線分解成色彩分明的數道光帶。霧滴產生的光帶寬度要寬得多,這些光帶重疊合併成白色光弧。
附屬虹
在日出和日落時,陽光的傳播距離很長,所以綠色、黃色、甚至橙色也能被大量散射。只有紅色不被散射,於是產生了單色的紅色彩虹。
虹的內側,逐級變窄、減弱的多層七彩序列輪迴,叫做附屬虹。
彩虹什麼時候出現
彩虹最常出現在下午,雨過天晴的時候。 這時,空氣中的塵埃越來越少,充滿了小水滴,半邊的天空因為還殘留着雨雲和黑暗。 太陽是可見的.,在觀察者的頭部或後面沒有云層,這樣就可以更容易地看到彩虹。 另一個經常看到彩虹的地方是瀑布附近。
人造彩虹
水霧法:花盆裏裝滿了水,然後帶着孩子來到一個有光線的地方。 噴水迎着太陽進入天空,我們很快就會看到彩虹出現了!
水杯法:倒滿一杯水;把杯子放在有充足陽光的窗台上;在地板上放一張紙;用熱水把窗户弄濕;調整杯子,直到你看到彩虹!
鏡面反射法:將鏡面置於太陽能看到的地方,將鏡面浸入水盆,水盆底部約45度。 調整鏡子的角度,靜待水波,你可以在陰影中看到彩虹。 如果你看到彩虹的小碎片,只要不斷調整角度。
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