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彩虹的物理原理是人们经常看到的一种自然光现象。每当五颜六色的彩虹挂在天空,人们都会情不自禁地冲向这美丽的大自然。古时候有人说,那是寂寞的嫦娥在云间载歌载舞舞动的彩绸;也有人说,那是云中仙子搭建的一座五彩缤纷的桥,用来窥视这个世界。无论是彩绸还是彩桥,都只是一个神奇的传说。而现实中的彩虹是什么?是如何形成的?说到彩虹的形成,人们往往会联想到。雨后。和对方在一起。很多人认为只有。雨后。有一道彩虹。其实这种观点并不全面。。雨后。诚然,彩虹有时会出现在天空,但彩虹也会出现在阳光下的喷泉或瀑布周围;夏天,有时街道上奔跑的洒水车后面会出现一道彩虹;用喷雾器在空中喷也能形成彩虹。显然,那种彩虹只存在于。雨后。出现彩虹的原因还没有完全弄清楚。只要知道空中可见彩虹是有条件的,自然就知道彩虹不一定要下雨才会出现。在中学物理课上,有一位老师。光的散射。实验:拿一个棱镜,让一束白光穿过狭缝,照射在棱镜的一侧。通过棱镜后,前进方向改变,在白光屏上形成一个彩色光带。顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这与彩虹的颜色非常相似。但是不可能在空中有棱镜,形成彩虹。这是为什么呢?这是因为空气中漂浮着大量的小水滴。当太阳照在这些小水滴上,一个个像棱镜一样,把白光分解成七种单色光,对太阳有色散作用。阳光如何在小水滴中产生光谱色散?太阳光进入水滴,就是从空气这个介质进入水,经过一次折射。由于组成白光的各种单色光的折射率不同,紫光的波长最短,折射率最大,红光的折射率最长,折射率最小,其他色光介于两者之间。因此,光在水滴中被分裂,各种颜色的光同时在水滴中继续传播,遇到水滴的另一个界面时被反射回来,再次穿过水滴内部,出来时又折射回空气中。这样,太阳光在水滴中经过两次折射和一次全反射,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中有大量的水滴时,阳光穿过这些水滴,经过反射和折射后,发出的光聚集在一起,就形成了天空中美丽的彩虹。通常我们看到的大部分是彩虹,视角(从地面到彩虹顶部)约为42°。有时你可以在彩虹外面看到另一道色序相反、颜色更深的彩虹。这道彩虹被称为二次彩虹。主虹是内紫外红,辅虹是内红外紫,辅虹也叫霓虹。霓虹和主虹是同心弧,两者之间的天空较暗,而彩虹内外的天空较亮。氖的视角约为51。它的起源与主虹基本相同。它是由阳光在小雨滴中的两次反射和两次折射形成的,即折射-全反射-全反射-折射。在地平面上,我们看到的主要彩虹和霓虹是半圆形的,因为它们的下部被地面覆盖。如果你站在高高的山顶上,你可以看到大部分主要的彩虹和霓虹。只有在天气晴朗的时候,在飞机机舱里往下看,才能看到主虹和霓虹的全貌,也就是完整的一圈。如果太阳的角度太大(例如中午前后)或太小(最近升起或落下),我们就不容易看到彩虹,而且因为彩虹是通过小水滴对太阳光的反射进入我们的眼睛的,所以彩虹总是出现在太阳的对面。朝虹在西,暮虹在东。。它的出现主要是在夏天。为什么主彩虹是紫外红色的?当我们看彩虹时,彩色的光从小水滴以不同的角度反射。对于一个粒子来说,只有一种颜色的光可以射入我们的眼睛,而从同一个雨滴折射出来的其他颜色的光或高或低地穿过我们的眼睛,而不被我们看到。具体来说,在能进入我们眼睛并通过最高位置的水滴折射的光中,红光能进入我们的眼睛是因为它的折射率最小,偏转角度也最小。我们只看到红色的光,其他颜色的光因为折射率大,偏转角大,从我们头上掠过。稍微低一点的水滴,在折射光下只有偏转角大于红光、小于其他颜色的橙光才能看到。其他颜色中,红光较低,黄、绿、蓝、靛、紫较高,超出我们的眼睛看不到。以此类推,进入我们眼睛,被最低位置的水滴折射的光,只能看到紫光,其余的彩光都从我们的鼻子溜走了。这样,空气中相邻的水滴折射出的光就形成了一道彩虹,里面是紫外和红色。彩虹的气象学原理空气中水滴的大小决定了彩虹的颜色和宽度。雨滴越大,彩虹带越窄,颜色越亮。雨滴越小,彩虹带越宽,颜色越暗。当雨滴足够小时,分光和反射不明显,彩虹就消失了。这说明彩虹的形成与空气中雨滴的存在、数量和大小有直接关系,反过来,彩虹又与天气变化有关。比如彩虹的颜色由亮变暗,宽度由窄变宽,说明空气中的雨滴由大变小。由此可以推测,空气可能会逐渐转稳,天气状况也会逐渐稳定。
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