彩虹是什么样的?
气象中的一种光学现象,当太阳光照射到半空中的水滴,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈 红、橙、黄、绿、蓝、靛(蓝)、紫七种颜色(霓虹则相反)。
形成原因
彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。
造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次,总共经过一次反射两次折射。因为水对光有色散的作用,不同频率的光的折射率有所不同,红光的折射率比蓝光小,而蓝光的偏向角度比红光大。
由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。因此,彩虹和霓虹的高度不一样,颜色的层递顺序也正好反过来。彩虹意旨光线经过两次折射一次反射,霓虹则是光线经过两次折射两次反射。
变化
1、多重彩虹
通常可以看到次彩虹比大彩虹的角度更大。当主要和次要彩虹均可见时,将使用术语“双重彩虹”。从理论上讲,所有的彩虹都是双彩虹,但是由于次要弓总是比主要弓更微弱,因此在实践中可能太弱了而无法发现。
次级彩虹是由水滴内部的阳光的两次反射引起的。从技术上讲,次要弓的中心是太阳,但由于其角度大小大于90°(紫色大约为127°,红色大约为130°),因此它在天空中与主要彩虹位于同一侧,大约在其外侧10°处,视角为50–53°。
由于副弓的“内侧”对观察者“向上”,因此与主弓的颜色相比,颜色显得相反。
2、反射虹和被反射虹
与由两个分开且同心的彩虹弧组成的双彩虹不同,非常罕见的孪生彩虹看起来像是两个从单个基部分开的彩虹弧。第二个蝴蝶结中的颜色,而不是像次要彩虹中那样反转,以与主要彩虹相同的顺序出现。也可能会出现“正常”的次彩虹。
缠绕的彩虹看起来可能相似,但不应与多余的乐队混淆。这两种现象可以通过它们的颜色差异来区分:多余的条带由柔和的柔和色调(主要是粉红色,紫色和绿色)组成,而孪生彩虹显示的光谱与常规彩虹相同。
以上内容参考 百度百科-彩虹
彩虹在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜色。
事实上彩虹有无数种颜色,比如,在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色,但为了简便起见,所以只用七种颜色作为区别。
彩虹的类型:
1、多重彩虹
大多数人因为没有积极的去观察而不会注意到霓,霓是经常出现在主虹外侧昏暗的第二道彩虹。霓是阳光经由雨滴内两次反射和两次折射产生的,出线的角度在50–53°。
两次反射的结果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,蓝色在外而红色在内。霓比虹暗弱,因为两次反射不仅使得更多的光线逃逸掉,散布的区域也更为宽广。
在虹与霓之间未被照亮的天空,因为是亚历山大最先描述的,所以被命名为亚历山大带。
更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾经被拍摄过。这些是阳光在雨滴内经过三次或四次反射造成的。
这些虹都出现在与太阳同一侧的天空,第三道和太阳相距约40°,第四道则约为45°。因为阳光的关系,用肉眼很难看见。
Felix Billet (1808–1882) 叙述过更高阶的虹,他描绘出第19道虹的位置,并称此种模式为"彩虹玫瑰"。
在实验室内,使用更明亮的光线和准直良好的激光,可以观察到更高阶的虹。据报吴等多人在1998年使用类似的方法,以氩离子激光光束达到200阶的虹。
2、反射虹和被反射虹
当彩虹出现在水面的物体上时,来自不同光路互补的两个镜弧可能分别出现在水面上和水面下。它们的名称略有不同。
如果水面是平静的被反射虹将呈现镜像出现在水面的地平线下方。阳光在抵达观测者之前首先受到雨滴的偏折,然后经过水面的反射。被反射虹,至少是一部分,经常可见,甚至在小水坑都可见。