其实天空出现圆形彩虹怎么回事的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解圆形彩虹冷知识,因此呢,今天小编就来为大家分享天空出现圆形彩虹怎么回事的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!
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为什么雨天挂着彩虹
这是因为在雨天,太阳的光线折射在水滴表面产生反射、折射、全反射等现象,同时,不同颜色的光线波长受到不同程度的折射,使得太阳光的七种颜色分别呈现出来,形成了彩虹。此外,彩虹也需要一定的条件才能出现,比如在阳光充足、空气中有足够的水汽、视线没有遮挡等情况下才能看到彩虹。彩虹的出现,不仅是自然界中的奇观,也是物理光学等学科的研究对象,有助于我们了解自然现象及科学知识。
彩虹是顺光出现还是逆光出现
彩虹的出现,跟顺光和逆光没有关系。
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。
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。
天空出现圆形彩虹怎么回事
要解答这个问题之前,我们要先了解一个基本常识:光的色散现象。这是由史上最伟大的科学家艾萨克牛顿在三棱镜分光实验中发现的,当太阳光以一定的角度入射三棱镜后,经过折射会被分解成不同颜色的光,这种现象称为光的色散。
我们现在知道,这是由于白色的太阳光是由不同波长的光组成的,不同的波长的可见光对应了不同的颜色,波长最长的可见光为红色,波长最短的为紫色。不同波长的光在介质中具有不同的折射率,红光的折射率较低,紫光的折射率较高,这导致它们以相同的角度入射介质以后会以不同的角度出射,这样就产生了色散。
彩虹形成的原因,就是太阳光照射空气中的小水珠后经过折射-反射-再折射后产生色散的现象。我们先看一下太阳光在水珠中的行进路径。
为什么在飞机上看彩虹是圆的
在飞机上看到的彩虹会是完整的圆形,水滴是圆的,反射的阳光形成的虹也应该是圆的,只是在地面上观测受到限制,才无法看到完整的圆形彩虹。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。
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