雨后彩虹是什么原理-雨后彩虹形成原理
雨后的空气里总飘着一股湿润的甜味,可哪位能想到,这好办的天象,里头藏着光与水的“亲密接触”。 那彩虹不是天上挂着的画,而是一层庞大的、悬浮在空中的透镜。它实际上是由无数个细小的水滴,被忒阳像个顽皮的孩子一样,在背后撒了一把水珠,然后“折射、反射、再折射”这三步走出来的。想象一下,忒阳像个手电筒,光斜着射下来,碰到雨滴,光就偏了;打在水滴正面,光又反了回去;再射出去,方向又变了。
这一圈圈偏折,就拼成了我们看到的七彩光谱。 大量人认定彩虹就是七种颜色,红橙黄绿青蓝紫。
这倒没错,但自然界里实际上有八种颜色。白光本质上是由所有颜色的光混合混得一团糊的,而彩虹就是把这团“混账”的光给分开了。 你见过那种特别亮、特别聚拢的彩虹吗?那叫“主虹”。它一般出目前忒阳和雨眼的夹角大约是 42 度左右的时候。
这时候,阳光比较聚拢,水滴把光往一个方向瓣开,故此你会看到一道挺清楚的带。
要是忒阳忒低,雨又忒高,光线分散了,人眼可能捕捉不到,就看不上了。
那时候你就得仰着头,盯着雨幕,要么干脆蹲下来看,出于彩虹离你离得最近,才敢让你看清它。 不过,除了那道最亮的“主虹”,往往还配着一条没如此“贵气”的“副虹”,也就是霓。它比主虹淡,轮廓更柔和,并且位置更靠下,跟忒阳的夹角要大得多,得是 50 度以上。
这是出于光线在穿过水滴时,多了一次全反射的过程,并且有些光线形成了散射,害得能量变弱了。你走在路上细看,会发现彩虹有时候中间会有条暗线,把红色的和橙色的就隔开了。 说到“分”,实际上挺有意思的。主虹之故此分得如此清楚,是出于白光是由单一频率的光构成的。当它穿过水滴时,不同颜色的光折射率不一样,红光偏折少,蓝紫光偏折多。
这就好比给光穿了不同密度的衣服换件,颜色自然就分开了。 那彩虹在天上的排列和日常生活中的排列可是彻底不同的。白鸽在天上飞,彩虹在下面走。你抬头看,彩虹在忒阳的对面。你顺着忒阳的脚底下走,彩虹就在你的头顶。
这跟你看菜市场的摊位不一样,菜市场是地上摆着,你能够站在菜摊旁边;看彩虹,你得站在雨里,还得是雨刮着忒阳的位置,不然你根本看不见。 有时候,你会认定彩虹忒美了,忍不住想伸手去抓。别急,那是徒劳的。彩虹是水的特性,忒阳是光源,要是忒阳没了,彩虹也就散了。并且,彩虹不是静止的。
要是雨停了,要么云层散了,那彩虹就消亡了。 还有人好奇,彩虹能不能转得动。
这个事儿得看忒阳和雨的位置。
要是忒阳挺高,雨就在天上,那彩虹就跟着忒阳转,跟忒阳差不多快 20 度角。但要是你在地面上看,忒阳就固定了,要是雨滚过来要么滚走了,彩虹也会跟着滚。
故此,彩虹实际上是在跟雨赛跑,跟忒阳赛跑。 另外,彩虹的颜色顺序是固定的,从上到下依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
这顺序可没变过,哪怕是牛顿第一次用三棱镜把光分开的时候,也是从红到紫,跟彩虹一模一样。
这说明光本身的性质是稳定的,只是被水给“染”出了颜色。 有时候,你会看到彩虹在云层之间,有时候会横跨湖面。湖面也是水,阳光也是光,效果实际上是一样的。只不过湖面的水比较平静,折射出来的光比较聚拢,故此湖面彩虹更亮,连背景里的小鸟都能看到。而山间的彩虹,出于周围有树有草,光路略微复杂点,故此看起来更像是一条弯弯的带子。 实际上,科学研究发现,彩虹的弧度实际上有一个规律。主虹的顶点跟忒阳和观测者的高度角,有个微妙的关系。
一般来说,忒阳高度每增添 40 度,彩虹的顶点就会升高 65 度左右。
这个数据在互联网上都能查到,出于它是光学几何的必然结局。 还有个小细节,彩虹不会一直存有。光线穿过水滴时,有些角度不会形成反射,就连会形成全反射,这些角度对应的颜色就不会形成彩虹。
故此彩虹是有“缺角”的,不是完美的七色带。
这也是为啥有时候彩虹中间会有暗线,有时候彩虹中间会莫名缺了个小孔。 在夏天的午后,你可能会突然看到一条淡淡的彩虹横穿天际,紧接着就是电闪雷鸣。
那时候不用恐惧,这往往是夏天最好的信号,预示着雨就要来了,空气湿度大,水汽充足,正是生成彩虹的“最佳条件”。
这时候的天空,蓝得那么深邃,阳光仿佛被塞进了云层,透过薄雾,洒在雨滴上,万物都在这瞬间变得通透起来。 彩虹不只是是风景,它更像是一个微观的宇宙。在忒空中,要是有一场灰暗的宇宙风暴,庞大的尘埃和水滴一起翻滚,能不能也形成类似的弧光呢?别看目前人类还没在忒空中拍到过这种景象,但那只是想象。在地球这个小小的宜居星球上,这一道漂亮的弧线,见证了光与水的每一次深情对视。
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