彩虹是怎么形成 彩虹形成的原理 彩虹图片
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光谱。彩虹七彩颜色,从外至内分别为赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。那么彩虹是怎么形成呢?下面是小编整理的彩虹形成的原理,欢迎阅读。
彩虹是怎么形成
彩虹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
原来,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,在水滴内亦以不用的角度反射。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,最后离开水滴时在折射一次。
经常见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气易被看到。在晴朗的天气下背对阳光在空气中洒水或喷洒水雾,也可以人工制造彩虹。
彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄受空气里水滴的大小影响。空气中的水滴大,彩虹就鲜艳,也比较窄;反之,水滴小,彩虹就淡,也比较宽。我们面对太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳才能看到彩虹。所以,早晨的彩虹出现在西方,黄昏的彩虹总在东方出现,但我们看不见,只有乘飞机从高空向下看。彩虹的出现于当时天气变化相联系,一般我们从彩虹出现在天空的位置可以推测当时会出现晴天或雨天。东方出彩虹时,本地下雨的可能性较小,而西方出彩虹时,本地下雨的可能性却很大。
那么,为什么每次彩虹往往出现在夏天的雨后呢?因为夏天常常下阵雨,雨的范围不大,往往是这边的天空在下雨,那边天空仍出太阳,这时候雨后的天空中还漂浮着许多小水滴,当太阳光透过这些小水滴时,经过折射作用,天空中就出现了美丽的彩虹。
彩虹形成的原理
彩虹是一种大气现象,当空气中富集了大量的水汽,经过太阳光以较小的角度照射,阳光照射在水蒸气中的小水滴上会折射出七彩的色带。
彩虹其实还分2种,一种彩虹半径较短的内侧是红色的,而半径较长的外侧是紫色的,这就是“虹”;还有一种彩虹实际应该被称作“霓”,半径较短的内侧是紫色的,而半径较长的外侧是红色的。虹和霓有时候是并存的,有时也只有虹而没有霓。霓和虹都是阳光被小水珠折射和反射所形成的彩虹现象。光线被水珠折射两次反射一次就叫做虹;光线被水珠折射两次反射两次就叫做霓。由于霓比虹反射多一次,光线的强度较弱,所以并不常见。
另外,因为霓和虹反射路径不同,所以我们看到霓的七色刚巧与虹的七色是上下相反的。彩虹出现的时候都在早上和傍晚,这时候太阳比较接近地平线,照射的角度也就很低。如果是在早上,太阳从东边升上来,那么彩虹就会在西边天空中出现;如果是在傍晚,太阳西沉下去,彩虹就会出现在东边天空中。彩虹多是在雨后出现,因为一般在雨后,空气中的水蒸气非常多,这时候太阳出来,照射水蒸气,就比较容易出现彩虹。但是也有特殊情况,气候潮湿,其实有可能是因为高空中是下了小雨的,但是水汽没有达到足够的量,雨下到半空中还没来得及落地就蒸发掉了。
也就是说,在比较高的空中还是有很多的小水滴的。这时候,太阳出来照射空气中的水滴,就出现了美丽的彩虹。彩虹是由空中的雨滴像三棱镜那样折射分解阳光而形成的,所以彩虹通常在白天有太阳的时候出现。然而,令人惊异的是,夜间的天空,也会出现彩虹,不过不是白天的日虹,而是月虹。
和白天的日虹一样,月虹的形成也需要光源。夜间虽然没有太阳,但如果有明亮的月光,大气中又有适当的云雨滴,便可形成月虹。月球反射太阳光,故月光也由赤橙黄绿青蓝紫这七种可见的单色光组成,从而折射出月虹也是彩色的。不过,月光毕竟比阳光弱得多,因此形成的月虹没有日虹那么明亮,只能在接近满月的时候才能看到。
捕捉到月虹美景的摄影师克里斯沃克说:“我在开车回家的时候发现天空中的景象与平时不同。我身后是一轮满月,风也很大,雨滴从地平线上的云层中落下来。当我到家的时候月亮非常明亮,所以我清楚地看到天空中的景象居然是月光形成的彩虹。”
倒挂彩虹现象和普通意义上的彩虹出现的原理是不一样的,倒挂彩虹在天文学上被称为幻日弧光现象,其样子看起来是一个倒挂着的彩虹。
人们经常见到的彩虹,是由于雨滴或雾滴对太阳光折射产生的一道七色光谱的弧。而幻日弧光的形成条件是天空晴朗、云层非常少,同时阳光还得以一定的角度照射在距离地面6100米-7625米的云层中的细小的冰晶上形成折射。此外,云层中的冰晶表面一定得是弯曲的,且颗粒比盐粒还要小。
事实上,除形成条件与彩虹不同外,幻日弧光的光谱排列顺序也和彩虹不同。幻日弧光的颜色排列方式为紫色在最上面,红色在最下面,刚好和彩虹相反。而由于卷云中的冰晶会不断改变方向,幻日弧光存在天空的时间极为短暂。