2018-03-02 14:36:47
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彩虹

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雨后光学现象

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其他自然现象相关
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彩虹,又称天虹,简称为"",是气象中的一种光学现象。当太阳光照射到空气中的水滴时,光线折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,雨后常见。形状弯曲,通常为半圆状。色彩艳丽。东亚、中国对于七色光的最普遍说法(按波长从大至小排序):红、橙、黄、绿、蓝、

基本信息

  • 中文名

    彩虹

  • 外文名

    rainbow

  • 又称

    天虹

  • 简称

折叠 编辑本段 简介

折叠 名称释义

"彩"是"多种颜色"的意思彩虹彩虹 。"虹"字中的"工"表示"人工",引申指"规整";"虫"指"龙";"虫"与"工"结合起来表示"龙吸水"。彩虹在民间俗称"杠吃水""龙吸水",以前的人们认为彩虹会吸干当处的水,所以人们在彩虹来临的时候敲击锅、碗等来"吓走"彩虹。

折叠 科学解释

彩虹(rainbow)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。

折叠 编辑本段 形态颜色

折叠 形状

通常肉眼所见为拱曲形,似桥状,民间常有"彩虹桥"的说法。

折叠 色彩

色彩一般为七彩色,从外至内分别为:红、橙、黄、绿、蓝、紫。按基础颜色排序为:红、黄、绿、青、蓝、品。在中国,也常有"赤橙黄绿青蓝紫"的说法。 毛泽东曾于1933年夏所作《菩萨蛮·大柏地》一词描绘了彩虹的色彩:"赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞。雨后复斜阳,关山阵阵苍……"

折叠 编辑本段 特殊现象

折叠 双彩虹

很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边旋转星空似彩虹旋转星空似彩虹出现同心,但较暗的副虹(又称"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。在水滴内经过一次反射的光缐,便形成人们常见的彩虹(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。

折叠 晚虹

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辨颜色,故此晚虹看起来好像是全白色的。

折叠 编辑本段 自然原理

折叠 七色光原因

彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,造成光的色散及反射而成的。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内也是以不同的角度反射。当中以40-42度的反射最为强烈,形成人们所见到的彩虹。

其实只要空气中有水滴,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。虹的出现与当时天气变化相联系,一般人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,下雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现。

折叠 弯曲原因

事实上如果条件合适的话,可以看到整圈圆形的彩虹(例如峨眉山的佛光)。形成这种反射时,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,最后射向人们的眼睛。

光穿越水滴时弯曲的程度,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。

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。

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。

若用一条假想线,连接后脑勺和太阳,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。

折叠 编辑本段 观测历史

折叠 中国古代观测

早在中国唐代时,精通天文历算之学的进士孙彦先(孙思恭)便提出"虹乃与中日影也,日照雨则有之。"的说法,已解释了彩虹乃是水滴对阳光的折射和反射。多姿的彩虹多姿的彩虹

孙彦先的发现后来也被宋代沈括的《梦溪笔谈》所引用及证实,且沈括也细微地观察到虹和太阳的位置与方向是相对的现象。孙彦先和沈括等人对虹的这些发现比西方早了几百年。

折叠 西方观测历史

1307年时欧洲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。

后来牛顿以玻璃棱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才全部被发现。

折叠 编辑本段 传奇色彩

折叠 神话传说

彩虹在神话中占有一席位,是因为它的美和它是个难以理解的神奇现象。伽利略的关于光的特性专著出现之后,人们才能解释彩虹这个现象。在中国神话中,女娲炼五色石补天,彩虹即五色石发出的彩光。在中国,虹可以认为是双头蛇/龙,同时白虹经天等天象被认为是不吉的征兆。在台湾太鲁阁族中,彩虹的尽头是祖灵的所在地。

在西方,希腊神话中,彩虹(Iris)是沟通天上与人间的使者;爱尔兰民间传说中,矮精灵(leprechaun)将宝藏收于彩虹的尽头;印度神话中,彩虹是雷电神"因陀罗"(又译作"帝释天")的弓,名为Indradhanush;北欧神话中,彩虹桥(Bifröst)连接神的领域"亚斯格特"(Asgård)和人类居所"中土世界"(Midgård)。

折叠 宗教意义

在犹太教和基督教经典圣经希伯来语部分,创世记记载上帝耶和华让诺亚建造方舟毁灭世界。之后以彩虹跟诺亚及其子孙立约,再不降大洪水来毁灭世界。这是以历史记载的信息解释地球上有彩虹这一现象的意义。

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,必有虹现之云彩中,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。虹必现之云彩中,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。

在藏传佛教当中 ,有一种与密宗修行有关的神秘现象,被称为"虹化现象"。指的是,极少数有大圆满修行境界的人在临终的时候,身体会化成一道彩虹消失在空中。

折叠 编辑本段 相关知识

彩虹其实并不像人们想象的那样是半圆形的,而是一个完整的圆。也就是说,彩虹并没有起点,也没有终点。彩虹的圆心就是太阳与地球的垂直连线的中点,人们看到的彩虹只是彩虹的一部分,而剩余的部分在地平线下,所以人们看不到。这也能够解释,为什么有些彩虹很短,而有些彩虹却是一个完整的半圆。当彩虹呈现完整的半圆时,太阳恰好在地平线上,这时彩虹的圆心正好位于观察者的前方地平线上。当太阳高悬于天空上时,彩虹的圆心位于地平线下,这时人们只能看到很少的一段彩虹。

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