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彩虹为什么总是弯曲的

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。这就是形成彩虹的光。在这些红色出现的不同位置勾勒出一个弧。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。

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。

想象一下,太阳从西边落下时,你看到东边的彩虹。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,还有种更有趣的可能是,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,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。在这些红色出现的不同位置勾勒出一个弧。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。

彩虹之所以为弧型与其形成原因有着密不可分的关系,同样与地球的形状有很大的关系,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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