形成彩虹时空气中的水珠形同三棱镜?

形成彩虹时空气中的水珠形同三棱镜?
形成彩虹时空气中的水珠形同三棱镜?

形成彩虹时空气中的水珠形同三棱镜?
彩虹形成原因
彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴,造成色散及反射而成.阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射.当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹.造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次.因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大.由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下.
其实只要有空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象.彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现.这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗.而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到.另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹.
空气里水滴的大小,决定了虹的色彩鲜艳程度和宽窄.空气中的水滴大,虹就鲜艳.也比较窄；反之,水滴小,虹色就淡,也比较宽.我们面对着太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出现在西方,黄昏的彩虹总在东方出现.可我们看不见,只有乘飞机从高空向下看,才能见到.虹的出现与当时天气变化相联系,一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天.东方出现虹时,本地是不大容易下雨的,而西方出现虹时,本地下雨的可能性却很大.
彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮,小水滴体积越小,形成的彩虹就不明显.一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下阵雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现.
造成彩虹的光学原理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,但较暗的副虹(又称霓).副虹是阳光在水滴中经两次反射而成.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.苏格兰上空的双重彩虹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.
彩虹其实并非出现在半空中的特定位置.它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变.当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向.彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像.所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮.彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部影子的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置.因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而不可见.这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因.
彩虹由一端至另一端,横跨84°.以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下.倘若在飞机上,会看见彩虹会是原整的圆形而不是拱形,而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向.
晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现.由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分办颜色,故此晚虹看起来好像是全白色.
双彩虹
当阳光经过水滴时,它会被折射、反射后再折射出来.在水滴内经过一次反射的光缐,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.
彩虹为什么总是弯曲的
原因一：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→反射→折射 后射向我们的眼睛所形成. 不同颜色的太阳光束 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,则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.
光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长（即颜色）而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光.
每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同.
若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置.这些不同的位置勾勒出一个弧.既然蓝色与假想线只呈 40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面.
彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系,同样这也与地球的形状有很大的关系,由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖,在雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射,同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!
原因二：与地球的形状有很大的关系
由于地球表面是一个曲面并且被厚厚的大气所覆盖,雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射.同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!
彩虹的宗教色彩
《圣经》
神晓谕挪亚和他的儿子说,
我与你们和你们的后裔立约,
并与你们这里的一切活物,就是飞鸟,牲畜,走兽,凡从方舟里出来的活物立约.
我与你们立约,凡有血肉的,不再被洪水灭绝,也不再有洪水毁坏地了.
神说,我与你们并你们这里的各样活物所立的永约,是有记号的.
我把虹放在云彩中,这就可作我与地立约的记号了.
我使云彩盖地的时候,必有虹现在云彩中,
我便记念我与你们和各样有血肉的活物所立的约,水就再不泛滥,毁坏一切有血肉的物了.
虹必现在云彩中,我看见,就要记念我与地上各样有血肉的活物所立的永约.
神对挪亚说,这就是我与地上一切有血肉之物立约的记号了.
彩虹乐队
`Arc~en~Ciel（彩虹）乐队成立于1991年2月至今已经有14年的历史,由主唱：hyde、贝司：tetsu、吉他：ken、鼓手：yukihiro,四位具有超凡的音乐才华的成员构成.是一支横跨日本流行及摇滚乐界的航母级乐队,至今已刷新无数日本乐坛的记录!4分钟售空58000张演唱会门票至今无人能敌、16张ORICON榜冠军单曲的成绩排名日本历代组合第三名.自从1992年他们的第一首单曲“floods of tears”发行后,就引起了众多歌迷瞩目.1996年的专辑“True”的发行,专辑销量突破百万,从此一发不可收拾,红遍日本列岛.之后他们接连推出的单曲成了排行榜冠军的常客.1998年,日本流行音乐权威杂志ORICON年终排行榜上,彩虹乐队竟有七首单曲打入了前30名,同年他们的唱片也突破了1000万张.1999年是彩虹最最辉煌的一年,7月1日同一天向全亚洲推出了两张专辑“ark”和“ray”,销量分别突破200万,之后的8月22日CHANNEL[ V ]还向全亚洲现场直播了99年彩虹GRAND CROSS TOUR巡回演唱会,彩虹之名响彻亚细亚.在日本唱片市场开始走下坡路的2000年和2001年,凭借自身的超高魅力,彩虹乐队的唱片始终能保持百万级别的销量,稳做日本乐队的老大.2001年乐队暂时修整充电,各个成员的个人发展都取得了不俗的成绩,也充分展现了乐队强大的整体实力.2003年乐队在众歌迷翘首期盼下重新开始活动,连续9天在日本国立代代木开了7场复活演唱会,代表着彩虹的七色光芒的LIVE敲响了彩虹新的乐章,自这天起彩虹的光芒便照耀向全世界,2004年一张READY STEADY GO做为当年最畅销漫画《钢之炼金术师》剧场版的主题曲被家喻户晓,并卖出了超过30万张的好成绩,单曲C/W曲更是尝试队员掉换位置以P'UNK~EN~CIEL[主唱：tetsu,吉他：hyde ,贝司：yukihiro,鼓手：ken]出演,深受歌迷喜爱,并在后面发行的每张单曲中同时收录P'UNK~EN~CIEL的曲目.随后大碟SMILE更是使用世界数字语言X_X[微笑]来作为封面,其可爱的封面吸引了诸多虹迷及非虹迷的青睐,并同时在美国发行,同期SMILE TOUR LIVE更是踏向了美国大陆,7月31日,一万五千名美国观众与彩虹共同享受了一次音乐胜宴,在场的美国人几乎全部可以使用日文跟唱所有的彩虹当天曲目,另乐队成员感动不已.05年新年伊始,彩虹便发行了第25张单曲《Killing Me》,发行当日更是继续刷新着ORICON榜冠军单曲的记录,同年4月,彩虹的第26张单曲《New World》发行,该张单曲更是乐队鼓手yukihiro初次挑战的做曲风格并和主唱hyde共同合作完成,令人耳目一新的乐曲还定为了日本棒球联赛《THE LIVE 2005》的主题曲在赛场中播放,本曲同时被包括艺人在内的众多人传唱,同时官方网站更新了对于中国及韩国虹饭而言的特大喜讯,彩虹即将登陆中国及韩国,名为ASIA LIVE 2005的亚洲巡回LIVE即将展开,这一消息另所有亚洲虹迷兴奋不已,同时在5月18日推出了彩虹第27张单曲《叙情诗》,委婉的旋律及诗情画意的词感动了成千上万的虹迷的心,更是再一次获得了了ORICON榜的冠军.在彩虹即将感受神秘的亚洲之旅的同时将推出最新大碟AWAKE（觉醒）,同时将进行亚洲同步发行,并会开展一系列的亚洲宣传活动,届时将吸引亿万双的眼睛及耳朵的关注.让我们一起期待吧!

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