为什么下雨后会出现彩虹?

如题所述

天雨后,乌云飞散,太阳从新露头,在太阳对面的天空中,会出现半圆形的彩虹。
虹是由于阳光射到空中的水滴里,发生发射与折射造成的。
我们知道,当太阳光通过三棱镜的时候,前景的方向会发生偏折,而且把原来的白色光
线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的光带。
下过雨后,有许多微小的水滴漂浮在空中,当阳光照射到小水滴上时会发生折射,分散
成7种颜色的光。很多小水滴同时把阳光折射出来,再反射到我们的眼睛里,我们就会看到一
条半圆形的彩虹。彩虹的色带分明,红的排在最外面,接下来是橙、黄、绿、青、蓝、紫6种
颜色。
空气里水滴的大小,决定了虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大,虹就鲜艳。也
比较窄;反之,水滴小,虹色就淡,也比较宽。
我们面对着太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳百能看到彩虹,所以早晨的彩虹出现在
西方,黄昏的彩虹总在东方出现。可我们看不见,只有乘飞机从高空向下看,才能见到。
虹的出现与当时天气变化相联系,一般我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,下阵雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现
彩虹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。彩虹七彩颜色,从外至内分别为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其实只要有空气中有水滴,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。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹。
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办颜色,故此晚虹看起来好像是全白色。
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原理
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。
造成彩虹的光学原理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(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。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(参看)。
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。
彩虹由一端至另一端,横跨84°。以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下。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。
双重彩虹,上方为霓,下方为虹
苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已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。
后来牛顿以玻璃菱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全部被发现。
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第1个回答  2019-11-01
  夏天的雨后,天空经常会出现半圆形的彩虹。它是由于阳光射到空气中的水滴里,发生反射和折射造成的。当太阳光通过三棱镜时,前进的方向就会发生偏折,而且把原来的白色光线分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的光带。在下雨时或者雨后,空气中充满着无数小小的能偏折日光的水滴,当阳光经过水滴时,不仅改变了前进的方向,同时被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光,如果角度适宜,就成了所看到的虹。
  空气中水滴的大小决定了虹的色彩鲜艳程度,水滴越大,虹越鲜艳,水滴越小,虹就越淡。夏天经常会下雷雨或阵雨,这些雨的范围不大,往往是这边下雨那边日出,当太阳光照射到雨后停留在空气中的小水滴上时,美丽的彩虹就出现了。
  相比较来说,冬天空气干燥,下雨机会少,多数是降雪,而降雪是不会形成虹的,所以冬天不大会出现彩虹。但在极少的情况下,天空中具有形成虹的适当条件时,也有可能出现彩虹。
第2个回答  2019-11-01
夏天的雨后,天空常常出现半圆形的彩虹,这是因为在雨后,空气中会有大量的小水滴悬浮在空中,当光线经过这些水滴时,光就会出现折射现象,又因为在光的折射过程中,
红橙黄绿蓝靛紫等色光的折射角度不相同,就形成了我们所看到的彩虹。
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,下阵雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现。
第3个回答  2020-04-06
彩虹的形成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。
我们知道,当太阳光通过三棱镜的时候,前进的方向就会发生偏折,而且把原来的白色光线分解成红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫各种颜色的光带。下雨时,或在雨后,空气中充满着无数个小小的能偏折日光的水滴。当阳光经过水滴时,不仅改变了前进的方向,同时被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。如果角度适宜,就成了我们看到的彩虹。一般说来,只有夏天才有彩虹,这是因为夏天多下阵雨,有时,东边日出西边雨,雨的范围又不大。而冬天干冷,很少下雨,而降雪是不会形成彩虹的。
第4个回答  2020-02-10
彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,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,形成我们所见到的彩虹。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。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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