彩虹是单调和沉闷的暴雨后的可喜景象。然而,尽管是天气最受欢迎的现象之一,但不能预测。当水滴(雨滴或从草坪洒水器到瀑布的所有物体中的薄雾)通过两种称为折射和反射的过程将光线分散到其成分颜色中时,这些错觉会自发形成。
发现彩虹的理想条件
创造彩虹并不像将阳光和水混合在一起那么简单。否则,彩虹几乎会跟随所有降雨。这两种成分的相互作用是如何决定彩虹是否形成的。
早上或下午暴雨后刚好向天空看
找到光和滴水配对的最佳时机之一是接近暴雨当阳光从雨云后面偷看时,一堆雨滴仍漂浮在空中,他们可以捕捉阳光。
![雨滴中阳光的反射和折射的说明。“class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/pjUOqGUpxc0zAKmRXANvbmeHG_U=/2560x1707/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/2560px-Rainbow_principle.svg-a953aff3203048a8888b6ad635177e02.png)
当阳光照射到雨滴中时,光波从空气到水传播。由于水比空气密集,因此在进入雨滴时,光波会减慢并弯曲或“折射”。一旦进入水的珠子,光就可以向液滴的弯曲后表面弹跳或“反射”它,然后穿过液滴,然后出现在另一侧。当它退出液滴时,光再次折射,并在重新进入空气时,散布在各个方向(侧面和侧向)时,同时转向观察者的眼睛。
正是这种折射引起了彩虹闻名的颜色。请记住,“白色”光由电磁频谱中的所有可见颜色组成:红色,橙色,黄色,绿色,蓝色,蓝色,靛蓝和紫罗兰色。
随着阳光的折射,其每个组分波长的光折射量略有不同,也以不同的角度弯曲,这会导致光束扇出并分离为其单个颜色波长。最高频率的紫罗兰波长折射最多。他们以最尖锐的角度朝着观察者行驶 - 从最初进入阳光的路径40度,这就是为什么它是彩虹弧中最内向的颜色的原因。
同时,最低的红色折射率最少。它以42度的角度从阳光的路径角度朝着旁观者的眼睛传播,从而包括最外面的颜色带。其他五种颜色的光线在这两种之间以角度行进。
![电磁光谱和光的各种波长的插图“class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/xLEvwumss4XrbXBqELDwnwXa7Jk=/2121x1414/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-1277151562-85ad82388917423caaaaf1cfba1ded64.jpg)
尽管每个液滴都分散了各种颜色,但每个雨滴只能看到一种颜色。例如,如果绿灯伸向您的眼睛,同一滴的紫色光将越过您的头,红灯将落在您面前的地面上。如果您曾经听说过它说彩虹是每个观察者所独有的,这就是为什么。每个人都看到自己的彩虹由不同的水滴和不同的阳光射线创造。
和你身后的阳光站在一起
为了查看最终的彩虹,必须将观察者放置在位置。阳光应该在你的背上,水滴在你面前。
关于太阳的另一件事:它应该在天空中坐下。如果它直接在头顶上,就像中午的阳光一样,太阳角将太高,无法用眼睛形成所需的42度角,而不会发生彩虹。
地面越高,视野越好
从地面上,彩虹具有弯曲的“弓形”形状,因为它的光线在向上,向右和左侧看40至42度时朝观察者的眼睛传播。但是,如果您在山上或飞机上,您也可以以42度的角度向下看(地面将太远,无法切断您的视线)。这就是为什么从崇高高度看到的彩虹出现为360度圆圈的原因。(请记住:完整的彩虹与荣耀)
当雨水松弛或阳光昏暗时,彩虹褪色
如果您确实发现彩虹,请务必尽可能享受。只要雨滴仍悬挂在空气中,只要他们很容易捕获阳光,只要阳光照耀,它就会持续。换句话说,彩虹是短暂的景象。由雨水造成的彩虹最多只有几分钟,而与瀑布或类似水特征相关的彩虹可以持续几个小时。当然,在2018年底,一条彩虹在中国台湾的台北上闪闪发光,因为将近9个小时。
彩虹变化
好像经典的彩虹不足以看待,其成分(例如光源和水滴尺寸)的微小变化会产生许多彩虹变化。
双彩虹
![双彩虹在河上。“class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/88K-vv5qxLUzT1UKjeCdNXMBpvQ=/2121x1414/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-612467020-463c60f73e984171a610954639202994.jpg)
如果光反射一次,而是两次在雨滴中,将形成次要彩虹。由于这种重新反思的光以50-而不是42度角出口,因此该次级弓位于主要弧上方。它的颜色也相反(红色出现在底部,顶部紫罗兰色)。次要彩虹也很虚弱,因为在额外的反射过程中,某些光线从水滴中泄漏出来,并且在外面的空气中丢失。
对夹在双弧之间的黑暗,阴暗的地区感到好奇吗?实际上,该地区被称为“亚历山大乐队”,以希腊哲学家亚历山大(Alexander)的亚历山大(Alexander)的身份,他首先将其描述为200公元左右,并不比周围的空气更黑。由于主弧内部和次级弧外的光经历了雨滴的增强散射,因此看起来更明亮,因此中间区域之间的散射似乎根本没有。
月羚
![非洲维多利亚瀑布上的月球弓。“class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/j3Ix623OINRkoKVPK7EMSe85lj8=/2127x1409/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-506750610-7c178baac8ef4934a3c364fa08b7b26d.jpg)
顾名思义,月光鸟或月球彩虹由月光而不是阳光提供动力。因为月亮是400,000次比太阳更昏暗,期望月亮的颜色比白天双胞胎的颜色更加柔和。
雾bow
![白色的雾弓在冰冻的田地上。“class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/Wfm75CvWSvvfEi6UwPo3rgGq2BU=/2121x1414/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-616779496-1cc490f5307c4b4383f29f97367fda33.jpg)
如果水滴太小而无法折射,那么用非常细的雾或雾液滴,“白色”或“幽灵”彩虹,或云弓将形成。根据华盛顿邮报首都天气帮,云滴通常为20微米,而雨滴的直径为2毫米(20,000微米)。这意味着光波没有足够的时间将其组成的颜色完全分开。取而代之的是,它们弯曲并散布或“衍射”,形成一个朦胧的白色拱门。