為什么彩虹是弧形的
夏天的時(shí)候,如果剛下完雨,我們不難會(huì)發(fā)現(xiàn),天空中經(jīng)常會(huì)升起一道美麗的彩虹,七彩的彩虹掛在天空,看起來特別的漂亮,大家都知道彩虹是多彩的,但是大家知道為什么彩虹是彎彎的嗎?為什么彩虹彎彎的就像一座橋一樣呢?一起倆了解一下吧。
為什么彩虹是弧形的?
夏日午后,太陽位于西方,暴雨過后,空氣中還留有大量的小水滴。當(dāng)我們面向東方,便看到了天空中圓弧狀的彩虹。這是因?yàn)殛柟獯┰搅舜髿猓驏|通過了我們的頭頂,碰到了從暴風(fēng)雨落下的水滴,發(fā)生了色散。白色的陽光其實(shí)是多種顏色的光混合而成,通過小水滴折射以后,不同顏色光因偏折角度不同而被分開,形成了七色彩虹。如果我們?cè)倏醋屑?xì)一點(diǎn),就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)一道光束碰到了小水滴時(shí),會(huì)有兩種可能的路徑:一種可能是直接透射過去,還有一種更有趣的可能,光束從小水滴的前表面邊緣入射到小水滴內(nèi)部,在進(jìn)入時(shí)水滴內(nèi)部由于折射而產(chǎn)生偏折,當(dāng)光束到達(dá)小水滴的后表面發(fā)生全反射,又折回水滴內(nèi)部,再從小水滴前表面離開,而這束面對(duì)我們已經(jīng)發(fā)生了色散的光束就是形成彩虹的光。
光穿越水滴時(shí)偏折的程度,由光的波長,也就是光的顏色決定的。其中紅色光的波長最長,它在水中的折射率最小,經(jīng)過反射后偏折角度最大,是42°。橙色光與黃色光次之,依此類推,偏折角度最小的是紫色光,只有40°。所以每種顏色在天空中出現(xiàn)的位置都不同。
如果我們用一條假想線,連接我們的眼睛和太陽,那么在空間中與這條線呈42°夾角的點(diǎn),就是紅色光所在的位置。這些不同的點(diǎn)連接在一起,會(huì)勾勒出一個(gè)圓圈。既然藍(lán)色與假想線只呈40°夾角,所以彩虹的內(nèi)側(cè)總是藍(lán)色的,而外側(cè)總是紅色的。事實(shí)上如果條件正確的話,可以看到整圈圓形的彩虹。我們所看到的圓弧是被地平線遮擋了彩虹圓圈的下半部分。
站在地上看不到圓形的彩虹,但當(dāng)天空出現(xiàn)彩虹的時(shí)候,你迅速乘上飛機(jī)或熱氣球等飛行器騰空而起的時(shí)候,可以看到彩虹和你一起騰空而起,展現(xiàn)出一個(gè)完美的七彩圓圈。