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彩虹的形成
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2010-11-13 12:49:50  來源:


    彩虹是氣象中的一種光學現象。當陽光照射到半空中的雨點,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光譜。彩虹七彩顏色,從外至內分別為:紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。
    彩虹是一種自然現象,是由于陽光射到空氣的水滴里,發生光的反射和折射造成的。
彩虹形成原因
    彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴,造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈,形成我們所見到的彩虹。形成這種反射時,陽光進入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用,不同波長的光的折射率有所不同,藍光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內被反射,所以觀察者看見的光譜是倒過來,紅光在最上方,其他顏色在下。
    其實只要空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背后以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午,雨后剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨云而較暗。而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以人工制造彩虹。 
    空氣里水滴的大小,決定了彩虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大,虹就鮮艷,也比較窄;反之,水滴小,虹色就淡,也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的,只有背著太陽才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出現在西方,黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見,只有乘飛機從高空向下看,才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯系,一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時,本地是不大容易下雨的,而西方出現虹時,本地下雨的可能性卻很大。
    彩虹的明顯程度,取決于空氣中小水滴的大小,小水滴體積越大,形成的彩虹越鮮亮,小水滴體積越小,形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低,在空中不容易存在小水滴,下雨的機會也少,所以冬天一般不會有彩虹出現。
    彩虹其實并非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象,彩虹看起來的所在位置,會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時,它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內的中央,其實是被水滴反射,放大了的太陽影像。所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置,剛好是觀察者頭部陰影的方向,虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當太陽在空中高于42度時,彩虹的位置將在地平線以下而看不見。這亦是為什么彩虹很少在中午出現的原因。

來源:上海市氣象信息傳媒中心 2010-11-13 12:54


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