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雨后彩虹

已有 4044 次阅读 2010-9-28 20:30 |个人分类:开心一乐|系统分类:科普集锦

【科学技术(4)】  
 
雨后彩虹
 
伍加,2010年9月28日,周二 
 
昨天下午,亚特兰大下雨。大约七点钟时,雨停下来,天边出现两道巨大的彩虹。伍加的傻瓜相机没有广角镜头,我用两张照片拼接起来才能看到它的大部分,贴在下面留作纪念。第一道彩虹非常清楚,被彩虹包围住的天空很明亮。第二道彩虹更大,但比较暗,它在下面的照片中几乎看不出来。 
 
 
 
其实,彩虹是由阳光穿过小雨滴时造成光散射而形成的自然现象。用手电筒照射水雾也能形成彩虹,在晴天的喷泉附近也能看到彩虹,它们形成的道理都是一样的。 当阳光射入水滴时会发生折射,因为构成白光的各种单色光的折射率不同,光线就会发生分光现象,白光被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种单色光。一个小水滴可以近似地看成球体;当阳光射入水滴时可以出现不同角度的反射,但是以  42 度的反射最强烈。当密集的水滴遇到阳光照射时,它们反射出的单色光集中在一起,就形成了美丽的彩虹。正因为 42 度的反射最强烈,所以我们看到彩虹的视角总是 42 度,这就是说与眼睛同高的水平线和眼睛仰视虹顶的的视线所形成的夹角是 42 度。根据不同单色光的不同折射率,我们所看到的彩虹有七种颜色,而且一定是红光在外,紫光在内,从外向内以红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。
 
彩虹的色彩亮度和宽度与空气中雨滴的大小和密度有关,雨滴越大,密度越小,彩虹带越狭窄,色彩越鲜亮;反之,雨滴越小,密度越大,彩虹带越宽,色彩越黯淡。当彩虹由鲜艳变为黯淡时,当彩虹带由窄变宽时,这说明空气中的雨滴由大变小了,天气就会慢慢放晴。 另外,我们观看彩虹时,一定是背对着太阳的。因此,当你看到彩虹在东方时,一定是在日落西山的时候;当你看到彩虹在西方时,一定是在太阳东升的早上。当太阳的高度超过 80 度时,彩虹的位置应该在地平线以下,无法看到。所以,在日照当头的中午是看不到彩虹的。这也说明了为什么我们平时看到的彩虹总是半圆的弧形,我们能否看到全圆的彩虹?答案是肯定的,但有个条件。想象我们乘坐航天飞机在太空飞行,俯瞰大地时所看到的彩虹应该是一个圆圈。
 
有趣的是,所有的彩虹都是成对出现的,其中的第一道明亮,第二道黯淡;第一道较小,第二道较大;第一道红色在外,紫色在内,第二道正好相反:紫色在外,红色在内。这第二道彩虹其实是第一道彩虹反射的结果。第一道彩虹叫“主虹”,第二道彩虹叫“副虹”,又叫“霓”。也可以把主虹和副虹简单地称为内环虹和外环虹,内环为虹,外环为霓。
 
虹霓本不同,
神女舞当空。
虹内霓在外,
羽锦拂云风。
倚天七彩练,
来去何匆匆?
紫弦调蓝月,
仙乐竟无声。
从此盼多雨,
再听琵琶行。
 
 
伍加,2010年9月28日,周二
 


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