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彩虹弯曲的原因!

科普小知识2022-04-11 03:22:44
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彩虹形成原理

当阳光以一定角度照射在水滴上并折射和反射时,彩虹就形成了。雨后,天空布满了小水滴,这是一种天然的棱镜。当阳光穿过水滴时,由于折射和反向作用,它被分解成七种颜色。只要太阳的角度合适,你就能看到漂亮的弧形彩带。

如果空气干燥,或者天空中只有微小的水滴,那么就不会有彩虹。一般来说,水滴越大,彩虹带越窄,颜色越亮。相反,水滴越小,彩虹带越宽,颜色越深。有时候,我们可以看到天空中有两道彩虹:一道叫做主彩虹,颜色鲜艳,里面是紫色,外面是红色。另一个叫做副彩虹(也叫霓虹),里面是红色,外面是紫色,彩虹的颜色比较浅。这种现象是由阳光穿过水滴时的两次折射和反射造成的。

我们看到的彩虹都是弯曲的,而不是直的。峨眉山上的“佛光”也是圆的。这是为什么?

原因1:光的波长决定了光的弯曲程度。

天空中所有的水滴都排列成一个圆圈。当水滴在圆周上的相对位置与太阳和人眼的相对位置相同时,从这些水滴反射的有色光只能投射到人眼。当这些水滴产生的彩色光线结合在一起时,人们可以看到彩色的光带。

起初,光是直线传播的,但一旦进入水中,它也有折射的特性。因此,阳光穿过雨粒子时会发生折射。不同颜色的光在水滴上的折射程度不同。

光通过水滴时的弯曲程度取决于光的波长(即颜色),红光的弯曲程度最大,其次是橘色光和黄色光,依此类推,紫色光的弯曲程度最小。每种颜色都有特定的弯曲角度。对于阳光中的红光,折射角是42度,而对于蓝光,折射角只有40度,因此每种颜色在天空中出现在不同的位置。

因为光的折射角度随颜色而变化,所以这七种颜色会以不同的角度折射,因此排列得很漂亮。因为彩虹出现在与太阳方向相反的天空中,所以雨后看彩虹时应该背对太阳。

原因二:它与地球的形状密切相关。

由于地球表面是一个曲面,被厚厚的大气层覆盖,雨后空气中的含水量比平时高,当阳光照射到空气中的小水滴时,就会发生折射。同时,由于地球表面的大气是一个弧形表面,阳光在表面折射,形成我们看到的弧形彩虹!