彩虹是什么形状的啊?怎么形成的?

在回答彩虹是什么形状之前,可以先回顾一个被称为“中世纪西方世界最伟大的科学贡献”,这个科学贡献正是与彩虹有关。

14世纪初,一位名叫迪特里希·冯·弗赖贝格的修士把一个灌满水的玻璃瓶聚到了阳光下,利用这个“大型水滴”,弗赖贝格找到了光、水滴、空气之间的微妙反应,并解开了彩虹形成的秘密。

简单来说,彩虹本身是圆形的,但是由于彩虹的下半部分不在我们的视野范围内,所以我们通常所见的彩虹都是半圆形的。而彩虹形成的原因,可以用“光在小水珠里调皮地嬉戏”来概括。从物理学角度说,阳光在空气和水滴的界面发生折射,随后又在小水滴内部发生反射,从而形成了彩虹。

彩虹现象通常发生在夏季雷雨过后,从乌云密布、倾盆大雨,到云破日出,这时候的东边天空就会出现彩虹。此外,在朝阳初升的时候,遥望下过雨的西边天空,也会看到彩虹。所以雨水、阳光是彩虹出现的最基本天气条件。能够呈现出彩虹的小雨滴离观察者的距离不能太远,通常1到2千米最佳,虽然我们经常会觉得彩虹看起来很遥远很大,但实际上这都是一种假象。

欧洲有一个广为流传的民间传说:在彩虹的末端能够找到一罐金子,这显然是人们想象中的美好景象。因为彩虹是可见不可触的东西,它只是光线在水滴内部反射、分解,并投射出来的景象。阳光是一些不同波长的光的无规则组合,它从大气进入到水滴的时候,发生了短暂的停留和中断,一部分从水滴中射出,又很快射向远方。

阳光中混合交错的各种光被水不同程度地折射和分解,最终再以各不相同的角度从水滴向外部折射出去。在这些光中,蓝色光在水滴中受到的阻碍比红色光大。我们可以想象一个场景,蓝色光在水滴中缓慢地穿行,因为它的波长较短,所以会深深地陷入密密麻麻的水分子包围中,因此蓝色光的行进速度会稍慢于红色光。

我们常说赤橙黄绿青蓝紫七色彩虹,其实彩虹由外到内的颜色排列是红、橙、黄、绿、蓝、青、紫,紫色在最内侧,红色在最外侧。

西边落日下沉的越低,东方天空的彩虹就会升得越高,同时彩虹的拱形也就越大。也就是说,在朝阳初升和落日即将沉入地平线时,所能见到的彩虹是最大的。

正午时分,我们几乎看不到彩虹的踪迹。在我们的视野内,如果太阳与地面角度大于42度,便看不到彩虹,但是这并不意味着彩虹根本不存在。如果我们乘坐热气球升到空中,就会发现一条巨大、闭合圆形的彩虹,而热气球的影子恰巧就在彩虹圆周的中心。

除了天气因素形成的彩虹,在喷泉、瀑布,甚至洒水车喷洒水的时候,我们也能够看到彩虹,彩虹形成的原因并没有发生变化,依然是光、水滴、空气之间的物理现象,只是水的来源发生了改变。

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发布于 2022-09-02 14:09:34
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