为什么会出现彩虹
为什么会出现彩虹
彩虹，又称天虹，简称为“虹”，是气象中的一种光学现象，为什么会出现彩虹呢？以下就是学习啦小编整理的出现彩虹的原因，希望对你有用。
出现彩虹的原因
下过雨后，有太阳的天空中才会出现彩虹。太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光组成的。刚下过雨后，有许多微小的水滴漂浮在空中，这些水滴就像许多面小镜子，把太阳光中七种颜色的光折射出来，在经过反射就形成了彩虹。”
彩虹的特殊现象
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。
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。
彩虹的自然原理
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。
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。
彩虹的观测历史
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。
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。
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。
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