天空中的彩虹是什么形成的
彩虹是氣象中的一種光學現(xiàn)象，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，雨后常見。以下是由學習啦小編整理關(guān)于天空中的彩虹是什么形成的內(nèi)容，希望大家喜歡!
彩虹的形成
造成彩虹的光學原理彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次。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。由于光在水滴內(nèi)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。
雙重彩虹，外圈為霓，內(nèi)圈為虹
雨后紐倫堡上空的雙道彩虹很多時候會見到兩條彩虹同時出現(xiàn)，在平常的彩虹外邊出現(xiàn)同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是陽光在水滴中經(jīng)兩次反射而成。兩次反射最強烈的反射角出現(xiàn)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(zhuǎn)，外側(cè)為藍色，內(nèi)側(cè)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。
虹其實并非出現(xiàn)在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現(xiàn)象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內(nèi)的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。所以彩虹以內(nèi)的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當太陽在空中高于42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為甚么彩虹很少在中午出現(xiàn)的原因。
彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機上，會看見彩虹會是完整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。
蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發(fā)現(xiàn)水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數(shù)，用數(shù)學證明彩虹的主虹是水點內(nèi)的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。
后來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之后，關(guān)于彩虹的形成的光學原理才全部被發(fā)現(xiàn)。
彩虹的自然原理
七色光原因
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(nèi)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后以低角度照射，便可能產(chǎn)生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象。彩虹最常在下午，雨后剛轉(zhuǎn)天晴時出現(xiàn)。這時空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗。而觀察者頭上或背后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(xiàn)與當時天氣變化相聯(lián)系，一般人們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測當時將出現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)虹時，本地下雨的可能性卻很大。
彩虹的明顯程度，取決于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(xiàn)。
彎曲原因
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，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次，最后射向人們的眼睛。
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。由于光在水滴內(nèi)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(xiàn)的位置都不同。
若用一條假想線，連接后腦勺和太陽，那么與這條線呈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(xiàn)象
雙彩虹
很多時候會見到兩條彩虹同時出現(xiàn)，在平常的彩虹外邊出現(xiàn)同心，但較暗的副虹(又稱“稱霓”)。副虹是陽光在水滴中經(jīng)兩次反射而成。當陽光經(jīng)過水滴時，它會被折射、反射后再折射出來。在水滴內(nèi)經(jīng)過一次反射的光缐，便形成人們常見的彩虹(主虹)。若光線在水滴內(nèi)進行了兩次反射，便會產(chǎn)生第二道彩虹(霓)。
霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由于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(xiàn)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(zhuǎn)，外側(cè)為藍色，內(nèi)側(cè)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(xiàn)象，在月光強烈的晚上可能出現(xiàn)。由于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。
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1.彩虹是怎么形成的
2.彩虹形成的原因
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天空中的彩虹是什么形成的
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