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彩虹之谜（第1页）

彩虹之谜

彩虹是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱。彩虹七彩颜色，从外至内分别为：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

彩虹是一种自然现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射造成的。

1．极其罕见的火彩虹。火彩虹，也被称为“环地平弧”。“环地平弧”是一种极其罕见的光学现象，只有当太阳光线与地平线呈58度角时才会形成的冰晶折射现象。之所以被称为火彩虹，是因为它，看起来就像彩虹在天空自发的燃烧，划过天空。火彩虹不像普通的彩虹那么容易见到，这主要因为那种条件实在太难满足了，首先太阳要与地平线成58度角，同时你观察的天空要在20000英尺（约6100米）的高度上存在卷云。

2．双彩虹。

很多时候会见到两条彩虹同时出现，在平常的彩虹外边出现同心，较暗的是副虹（又称霓）。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过二次反射的光线，便形成我们常见的彩虹（主虹）。若光线在水滴内进行了两次反射，便会产生第二道彩虹（霓）。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量，因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射，副虹的颜色次序跟主虹反转，外侧为蓝色，内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在，只是因为它的光线强度较低，所以有时不被肉眼察觉而已。1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成，而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度，但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示，把太阳光散射成彩色之后，关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。

彩虹为什么总是弯曲的?光的波长决定光的弯曲程度。事实上如果条件合适的话，可以看到整圈圆形的彩虹。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射一反射一折射后射向我们的眼睛所形成。不伺颜色的太阳光束经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约180-42=138度。也就是说，若太阳光与地面水平，贝lI观看彩虹的仰角约为42度。

想象你看着东边的彩虹，太阳在从你的背后的西边落下。白色的阳光（彩虹中所有颜色的组合）穿越了大气，向东通过了你的头顶，碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴，会有两种可能：一是光可能直接穿透过去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前缘，在进入时水滴内部产生弯曲，接着从水滴后端反射回来，再从水滴前端离开，往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。