為什么會出現彩虹
為什么會出現彩虹
彩虹，又稱天虹，簡稱為“虹”，是氣象中的一種光學現象，為什么會出現彩虹呢？以下就是學習啦小編整理的出現彩虹的原因，希望對你有用。
出現彩虹的原因
下過雨后，有太陽的天空中才會出現彩虹。太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的光組成的。剛下過雨后，有許多微小的水滴漂浮在空中，這些水滴就像許多面小鏡子，把太陽光中七種顏色的光折射出來，在經過反射就形成了彩虹。”
彩虹的特殊現象
雙彩虹
很多時候會見到兩條彩虹同時出現，在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹(又稱“稱霓”)。副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成。當陽光經過水滴時，它會被折射、反射后再折射出來。在水滴內經過一次反射的光缐，便形成人們常見的彩虹(主虹)。若光線在水滴內進行了兩次反射，便會產生第二道彩虹(霓)。
霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均會損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已。
晚虹
晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現。由于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的。
彩虹的自然原理
七色光原因
彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內也是以不同的角度反射。當中以40-42度的反射最為強烈，形成人們所見到的彩虹。其實只要空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨后剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗。而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般人們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。彩虹的明顯程度，取決于空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。
彎曲原因
事實上如果條件合適的話，可以看到整圈圓形的彩虹(例如峨眉山的佛光)。形成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次，最后射向人們的眼睛。光穿越水滴時彎曲的程度，視光的波長(即顏色)而定——紅色光的彎曲度最大，橙色光與黃色光次之，依此類推，彎曲最少的是紫色光。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。每種顏色各有特定的彎曲角度，陽光中的紅色光，折射的角度是42度，藍色光的折射角度只有40度，所以每種顏色在天空中出現的位置都不同。若用一條假想線，連接后腦勺和太陽，那么與這條線呈42度夾角的地方，就是紅色所在的位置。這些不同的位置勾勒出一個弧。既然藍色與假想線只呈 40度夾角，所以彩虹上的藍弧總是在紅色的下面。
彩虹的觀測歷史
中國古代觀測
早在中國唐代時，精通天文歷算之學的進士孫彥先(孫思恭)便提出“虹乃與中日影也，日照雨則有之。”的說法，已解釋了彩虹乃是水滴對陽光的折射和反射。
孫彥先的發(fā)現后來也被宋代沈括的《夢溪筆談》所引用及證實，且沈括也細微地觀察到虹和太陽的位置與方向是相對的現象。孫彥先和沈括等人對虹的這些發(fā)現比西方早了幾百年。
西方觀測歷史
1307年時歐洲有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成。
笛卡爾在1637年發(fā)現水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。
后來牛頓以玻璃棱鏡展示把太陽光散射成彩色之后，關于彩虹的形成的光學原理才全部被發(fā)現。
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