【折射彩虹】折射彩虹:多彩世界中的奇幻之光

【折射彩虹】折射彩虹:多彩世界中的奇幻之光

彩虹,又稱天穹、天虹、天弓、絳等,簡稱虹,是氣象中的一種光學現象,當太陽光照射到半空中的水滴,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛藍、堇紫七種顏色。

彩虹,如折射彩虹般繽紛多彩,是大自然中美麗且神奇的一種現象。太陽光照射到水滴上時,會通過折射和反射形成美麗的光譜,展現出紅、橙、黃、綠、藍、靛藍、堇紫等顏色。無論在哪個文化背景下,彩虹都象徵著多元、希望和喜悦。

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彩虹

天氣現象

彩虹,又稱天穹、天虹、天弓、絳等,簡稱虹,是氣象中的一種光學現象,當太陽光照射到半空中的水滴,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內圈呈現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種顏色(霓虹則相反)。事實上,彩虹有無數種顏色,比如在紅色和橙色之間還有許多種細微差別的顏色,根據不同的文化背景被解讀為3-9種不等,通常只用六七種顏色作為區別。國際LGBT聯盟的彩虹旗為六色:紅、橙、黃、綠、藍、紫。紅橙黃綠藍靛紫的七色説,就是在六色基礎上將紫色分出偏藍色的靛。現代中國民間的七色劃分往往是來自毛澤東詩詞中的:赤橙黃綠青藍紫,青色這裏指偏藍的綠色,即英文的cyan,和中國傳統的青色含義不同。要是把橙色也分為偏紅、偏黃的兩種就是九色。三色説有:紅綠藍,就是光學三原色,所有顏色的光都是這三種顏色混合出來的,和亞裏士多德的紅、綠、藍三色説,就是兩頭加中間。

出現條件

若空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背後以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象,彩虹最常在下午,雨後剛轉天晴時出現,這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗,而觀察者頭上或背後已沒有雲的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近,在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以製造人工彩虹。

折射彩虹

月虹

月虹,又稱晚虹,是一種罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現,由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來好像是全白色。

形成原理

彩虹是因為陽光射至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,然後在水滴的背面反射,最後離開水滴時再折射一次,總共經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。由於光在水滴內被反射,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。彩虹為光線經過兩次折射、一次反射,霓虹則是光線經過兩次折射、兩次反射。

角度計算

彩虹形成角度可以用上圖粗略計算得到。

折射彩虹是一種令人驚嘆的自然現象,當太陽的光線經過雨滴的折射和反射時,就會形成一道美麗的彩虹。

這道彩虹是人們的慰藉和希望的象徵。當我們看到它時,我們總會被它的美麗和神奇所吸引。

折射彩虹的形成過程其實很複雜。當陽光進入雨滴時,它會被折射、反射和散射。這些光學現象共同作用,最終導致彩虹的產生。

折射彩虹的兩次出現:

折射彩虹

首先,太陽光線進入雨滴後,會發生折射。光線從一個介質(空氣)進入另一個介質(水滴)時,會改變方向。這個時候,光線被分解成不同的顏色。

折射彩虹

接下來,光線在雨滴內部發生反射和散射。這使得光線在雨滴內部不斷地反射和散射,最終形成了彩虹。

折射彩虹的顏色之所以如此鮮艷,是因為光線在雨滴內部的反射和散射過程中,不同波長的光被分開,形成了顏色的光譜。

這種折射彩虹的現象不僅出現在雨天,更可在瀑布、噴泉和水花中看到。無論在哪種情境下,折射彩虹都是大自然奇妙而美麗的表現。

結論

折射彩虹是大自然贈予我們的美麗禮物。它不僅美麗,也是希望和幸福的象徵。無論我們身在何處,只要看著這道彩虹,就會感受到生命的美好和無盡的可能性。

延伸閲讀…

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彩虹是怎樣形成的彩虹的形成原理