芬蘭首都赫爾辛基以北的湖泊邊,有漁民見到了罕見的紅色彩虹。
彩虹又稱“天虹”、“絳”等,簡稱“虹”,是氣象中的一種光學現象。當太陽光照射到空氣中的水滴,光線被折射及反射,天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。
我們日常見到的彩虹總是拱形的,這是因為每種顏色的光波由于折射率不同,各自有特定的彎曲角度,陽光中的紅色光,折射的角度大約是42度,藍紫色光的折射角度約只有40度。
如果你畫一條假想線,連接你的后腦勺和太陽,并向你的面前延伸,那么與這條線呈40~42度夾角的地方,就是通常彩虹所在的位置。
現在,有無數平行光線在水滴中射入射出,而最終能投射入眼睛、被你看到的,則是與平行入射光線成42度左右的光束集合體,于是,我們得到了一個以你的眼睛為頂點的圓錐體,而這個圓錐底面的圓弧就是彩虹啦!但是由于有地平線的遮擋,我們大多數時候看到的彩虹就只能是半弧形的了。
如果我們所在的位置適當的話,也還可以看見圓形的彩虹呢!
另外如果足夠幸運,還有機會看到雙彩虹。仔細看看下圖外圍第二道彩虹的顏色。咦?怎么跟我們說的彩虹顏色相反呢?其實人家叫“霓”。
如果光在水滴中多反射一次,也就是“折射-反射-反射-折射”,那么彩色光波的排序就會恰好反了過來,這就是“雙彩虹”中的霓了。
大多數時候我們見到的彩虹都是彩色的(赤橙黃綠藍靛紫),但也有比較罕見的“白虹”和“紅虹”。
白虹在海面附近,或者大霧天氣,或者月光下,都有可能出現。它和彩虹形態(tài)類似,區(qū)別只在于沒有七彩加身,通體雪白。
實際上白虹是由彩虹再加工而來的:當彩虹的光線射過細小水滴的時候,發(fā)生衍射,射出的綠光角度會比較大,結果綠光會重合在紅光和藍光上面,就會形成一種寬闊的白色虹,即是白虹。
紅虹,當太陽落到地平線附近,陽光需要穿過很長一段大氣才能到達地表,在這個過程中,藍色的光被消磨殆盡,成為強弩之末,只有紅色的光一往無前。如果此時紅光遇到一團雨滴,就可能出現奇妙的紅虹。
第一,就是三棱鏡演示法。讓光線通過小孔,從三棱鏡里射出,我們會在對面的白屏上發(fā)現紅橙黃綠藍靛紫七種色彩的光線。
第二,灑水法。我們在晴朗無風的日子里背對著太陽。朝空中噴水,我們在水霧中就可以看到自己制造出來的彩虹。
第三,模擬法。將小鏡子傾斜地放入水盆中,設法固定好之后。用手電筒的光線照在水下部分的鏡面上。然后我們再拿著一張白紙,在空中對應地舉起來。移動手電筒的位置,就會慢慢地看清彩虹。