雨後彩虹是怎麼形成的

  彩虹是一種自然現象,是由於陽光射到空氣的水滴裡,發生光的反射和折射造成的。?小編在此整理了雨後彩虹形成的原理,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收穫!

  雨後彩虹形成的原理

  當太陽光照射到空氣中的水滴時,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,雨後常見。

  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後以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午,雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後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絡,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,取決於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。

  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,然後在水滴的背面反射,最後離開水滴時再折射一次,最後射向人們的眼睛。

  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。由於光在水滴內被反射,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,連線後腦勺和太陽,那麼與這條線呈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、反射後再折射出來。在水滴內經過一次反射的光線,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。由於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。由於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。