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彩虹是怎样形成的

科普小知识2022-08-03 13:17:47
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作为一名物理老师,对彩虹的理解基本上停留在书本的内容上。我觉得书的内容非常正确,一些科普材料中对彩虹的解释似乎已经成为一种统一的格式。基本上,它是这样解释的,当阳光从空气中发射到空气中的水滴后,它被折射到水滴中并被完全反射。全反射后,光线再次折射,从水滴中发射到空气中。由于水对不同颜色的光有不同的折射率,所以可以在大约42度的角度看到彩虹现象。这个解释几乎变成了同样的解释。似乎所有的阳光进入水滴后,经过两次折射和一次全反射,它只朝一个方向前进。事实上,这种理解是错误的或不完整的。

彩虹的形成原理类似于成像原理。首先,我们看到彩虹。彩虹部分的光明显比其他部分强,所以我们看到彩虹。如果所有的光强度相差不大,那么我们就无法区分彩虹。那么这种增强的光从哪里来,当然,是由阳光经过两次折射和一次全反射后形成的,但问题是,经过这种折射和反射后的阳光使一些颜色的光在大约42度的范围内变强,所以我们可以看到彩虹。我们可以这样理解:360条光线均匀地从一滴水的横截面射出,进入水滴后,经过两次折射和一次全反射(具体的图片可以在网上查看,不在这里),可能有3-4条红色光线以42度角射出,而在其他地方只有1-2条或更少。 因此,42度位置的红光比其他地方的强得多,当然,其他颜色的光角度略有不同,我们的眼睛可以感受到五彩缤纷的彩虹。

简而言之,在阳光穿过空气中的水滴后,水滴在阳光中重新分布有色光,并重新分布一些有色光。在某个角度,彩色光线明显增强,我们可以看到彩虹。彩虹成因的原始解释确实值得推敲。我希望这篇文章将有助于每个人理解彩虹的成因。