彩虹形成原因是一次反射两次折射

彩虹的研究历史

在夏秋季节里，一阵大雨过后，天空中常常出现一条瑰丽多彩的长虹，它像一座灿烂的半拱形彩桥，飞架在天边的地平线上方，彩虹的出现一，也预示着雨过天晴形成天空中的瑰丽幻景，引人入胜。

在古代，由于人们还不懂得虹的形成原因，便出现了许多神话传说。有的说，“虹是天上的神仙架在天河上的渡桥”；有的说，“虹是老天爷的神棒、马鞭”；有的说，“虹是光明神古沙赫休息时放在云端上的弓”；还有的说，“虹是欢乐女神的笑容”“是月宫里的嫦娥挥舞的长袖”等。

1624年意大利学者多明尼斯主教，用自然科学的原理解释了虹的形成原因。但由于当时社会的落后和愚昧，竟把多明尼斯主教赶出了教会，判处了死刑，并把他的著作和尸体一起焚烧掉。

后来法国科学家笛卡儿在水池旁边，看到了水池上面含有大量水滴的空中人造虹，他便用装有水的玻璃球进行了实验，并在1637年发表了关于虹的形成原因的文章。

他在文章中说：“虹是由于太阳光射入空中的水滴内发生反射和折射的结果。”但他还不清楚虹的颜色是怎样形成的。直至17世纪60年代，牛顿发现太阳光通过三棱镜的色散现象后，虹的秘密才被揭开了。

什么是虹

虹是一种自然的天气现象。在盛夏和初秋季节里，下雨前后，当空气里还飘浮着许多小水滴时，在太阳光照射到这些小水滴上时，由于发生折射作用，就改变了太阳光线原来的方向，并将由七种颜色合成的白色太阳光线散射开来，使之重新成为七种颜色；再经过地面的反射作用，于是，在太阳的对面，就形成了从外向内、排列顺序为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的美丽鲜艳的光弧，这就是虹。

虹的颜色和宽度都与水滴大小有关，空中的水滴越大，虹的颜色越鲜艳，虹带越宽；水滴越小，虹的颜色越昏淡，虹带越窄。

英国出现倒挂彩虹

英国苏塞克斯郡的天空日前出现了一道倒挂的彩虹，远看就像上帝的迷人的微笑。不过，这道颠倒的彩虹原来并非真的彩虹。此现象是在北极和南极以外，难得一见的气压异常现象。

专家解释，一般彩虹的出现，是光线穿透雨点后折射到另一处时所产生的现象。但这朵天空中的“微笑”是日光穿透卷云或层云中的数百万颗细微冰晶粒子时形成。

由于这些冰晶体是扁平的六角形状，它们导致光线掉转，形成了倒挂的彩虹。这种现象被称为“幻日弧光”。专家表示，这种现象是随着太阳和地平线之间的距离变化而产生，它可能出现在一年内的任何时候，但由于受云层移动速度的影响，此景经常如昙花一现。

韩国首尔出现倒挂彩虹

2010年3月11日，在韩国首都首尔上空出现一道神奇的彩虹，它的形状相当特别，是呈现倒过来的彩虹形状，感觉就像天空在微笑，许多民众看了都啧啧称奇。

这道云彩从当地时间早上8时45分开始出现，持续了半个小时左右。倒挂彩虹现象，和普通彩虹出现的原理是不一样的，倒挂彩虹在天文学上被称为幻日弧光现象，其样子看起来是一个倒挂着的彩虹。

人们经常见到的彩虹，是由于雨滴或雾滴对太阳光折射产生的一道七色光谱的弧。而幻日弧光的形成条件是天空晴朗、云层非常少，同时阳光还得以一定的角度照射在距离地面6100米至7625米的云层中的细小的冰晶上，才能形成折射。此外，云层中的冰晶表面一定得是弯曲的，且颗粒比盐粒还要小。

彩虹为何会倒挂

2010年9月23日，大晴天，河南省郑州的天空出现了彩虹。气象专家说，这是正常的阳光折射现象，很多人叫它“天空的笑脸”。在大家的印象中，风雨过后才会有彩虹，这大晴天的，哪来的彩虹？

郑州市气象台台长说，出现这样的景观，是由于高空的水粒子达到了一定的密度，阳光被反射、折射后产生了七彩色，也就是人们常见的彩虹。

气象专家称，春秋季节，高空与低空空气的温差较大，水蒸气在高空会结冰，使高空空气密度比低空空气密度大，形成“倒三棱镜”。

当天空晴朗、云层少，太阳光以一定的角度照在这层薄薄的、表面弯曲的小冰晶上时形成折射，就会出现倒挂彩虹奇观。这种彩虹的出现与雨、雾天气无关。

它和常见的彩虹的颜色排列正好相反，紫色在最上面，红色在最下面。通常，我们见到的彩虹，都是横跨的半圆弧，而为何这次见到的彩虹却相反，形成倒挂彩虹呢？

气象专家说，彩虹弯曲的原因是，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，最后射向我们的眼睛。

阳光在穿越水滴时，会发生弯曲，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。所以说，当我们看到彩虹时，红光在最上方，其他颜色在下。

而倒挂彩虹是阳光在小冰晶上折射形成的，和一般彩虹形成的原理不同，也就出现了内外有别的情形，出现倒挂现象。

小知识大视野

2011年11月27日，57岁的摄影爱好者菲尔·汤普森在澳大利亚维多利亚的贝拉林半岛拍摄了一幅令人不可思议的照片，展现了海面反射出双彩虹的罕见景象。当时，海面不仅反射彩虹，并且将彩虹“一分为二”，景象令人叹为观止。