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双彩虹出现的原因是什么

一杯酒 2020-09-02 9 浏览 0 评论

双彩虹是在水滴内进行两次反射后形成的特殊现象,在原彩虹的外围出现一条直径稍大、颜色反转的同心彩虹,内层彩虹称为主虹,外侧为红色,内侧为蓝色,颜色较亮;外层彩虹称为副虹,外侧为蓝色,内侧为红色,颜色较暗,型似发箍。

通过实验验证,彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射形成的。这就是自然界的奇迹之一。边角最亮,中间最暗。

很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时,它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过一次反射的光缐,便形成我们常见的彩虹(主虹)。若光线在水滴内进行了两次反射,便会产生第二道彩虹(霓)。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量,因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现于50°至53°,所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已。苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。

光的波长决定光的弯曲程度事实上如果条件合适的话,可以看到整圈圆形的彩虹。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射→反射→折射 后射向我们的眼睛所形成。 不同颜色的太阳光束经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约 180 - 42 = 138度。也就是说,若太阳光与地面水平,则观看彩虹的仰角约为 42度。

想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴,会有两种可能:一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。

光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长(即颜色)而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光。

每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。

若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。既然蓝色与假想线只呈 40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。

彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系,同样这也与地球的形状有很大的关系,由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖,在雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射,同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!

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