彩虹為什么是弧形的?
采蓮
首先,光的波長決定光的彎曲程度。事實上如果條件合適的話,可以看到整圈圓形的彩虹。其次,與地球的形狀有很大的關(guān)系。由于地球表面為一曲面而且還被厚厚的大氣所覆蓋,在雨后空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴形成了折射,同時由于地球表面的大氣層為一弧面從而導(dǎo)致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹!
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,總共經(jīng)過一次反射兩次折射。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,紅光的折射率比藍光小,而藍光的偏向角度比紅光大。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。因此,彩虹和霓虹的高度不一樣,顏色的層遞順序也正好反過來。彩虹意旨光線經(jīng)過兩次折射一次反射,霓虹則是光線經(jīng)過兩次折射兩次反射。
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。另一個經(jīng)??梢姷讲屎绲牡胤绞瞧俨几浇谇缋实奶鞖庀卤硨﹃柟庠诳罩袨⑺驀姙⑺F,亦可以制造人工彩虹。