彩虹是因為什么原因而形成的
彩虹是生活中常見的自然現象,對彩虹的形成,人們曾經有過各種傳說和猜想,雖然現代科學已經對此有了準確細致的理論解釋。下面給大家?guī)硪恍╆P于彩虹是因為什么原因而形成的,歡迎閱讀與借鑒,希望對你們有幫助!
彩虹形成的原因 | 彩虹是怎樣形成的 |
彩虹的形成原理 | 彩虹的自然原理 |
彩虹的特殊現象 | 彩虹的傳奇色彩 |
彩虹的七種正確顏色 | 彩虹中藍靛紫和青藍紫的區(qū)別 |
彩虹形成的原因
彩虹是太陽光穿透雨的顆粒時形成的。原本光是筆直行進的,但它也具有一旦進入水中就會折射的性質。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。此時,由于光折射的角度因顏色而各異,所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。因為彩虹呈現于與太陽方向相反的天空,所以想在雨后看彩虹時要背對著太陽。
夏天雨后,烏云飛散,太陽從新露頭,在太陽對面的天空中,會出現半圓形的彩虹。
彩虹是由于陽光射到空中的水滴里,發(fā)生發(fā)射與折射造成的。
彩虹是怎樣形成的
彩虹,又稱天虹,簡稱虹,是氣象中的一種光學現象。當太陽光照射到空氣中的水滴,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,雨后常見。形狀彎曲,色彩艷麗。東亞、中國對于七色光的最普遍說法是(從外至內):紅、橙、黃、綠、靛、藍、紫。
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。彩虹的七彩顏色究竟是哪七種有不同的說法,中國最普遍的說法是(從外至內):紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。西方的說法是:紅、橙、黃、綠、藍、靛 (Indigo)、紫,源于科學家牛頓分解七原色后取的名字。
其實只要有空氣中有水滴,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??梢姷讲屎绲牡胤绞瞧俨几浇T谇缋实奶鞖庀卤硨﹃柟庠诳罩袨⑺驀姙⑺F,亦可以人工制造彩虹。
彩虹的形成原理
彩虹是陽光以一定的角度照射在水滴上發(fā)生折射和反射而形成的。雨后,天空中布滿了小水滴,這是一種天然的三棱鏡。陽光透過水滴時,由于折射和反向作用,被分解成七色光,只要太陽角度適當,就能看到美麗的弧形彩帶。
如果空氣干燥,或者天空中只有微小的水滴,那就不會形成彩虹。一般來說,水滴越大,虹帶越窄,色彩越鮮明;反之,水滴越小,虹帶越寬,色彩就暗淡。有時,我們可以看到天空有兩條彩虹:一條叫主虹,色彩鮮艷,里面是紫色,外面是紅色;另一條叫副虹(又叫霓),里面是紅色,外面是紫色,虹色較淡。這種現象是由于陽光透過水滴時,發(fā)生兩次折射和反射的緣故。
我們見到的彩虹都是彎彎的,而沒有筆直的。就連峨眉山山頂的“佛光”也是圓形的,這是為什么呢?
原因一:光的波長決定光的彎曲程度,天空中所有的小水滴都排列在一個圓周上。圓周上的水滴與太陽、人眼的相對位置都相同時,從這些水滴里折射出的彩色光線,才能投射到人眼里。當這些水滴所產生的彩色光線合在一起時,人們才可以看到一條五彩繽紛的色彩光帶。
原本光是筆直行進的,但它也具有一旦進入水中就會折射的性質。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。不同顏色的光,在水滴上折射的程度是各不相同的。
光穿越水滴時彎曲的程度,端視光的波長(即顏色)而定——紅色光的彎曲度最大,橙色光與黃色光次之,依此類推,彎曲最少的是紫色光。 每種顏色各有特定的彎曲角度,陽光中的紅色光,折射的角度是42度,藍色光的折射角度只有40度,所以每種顏色在天空中出現的位置都不同。
由于光折射的角度因顏色而各異,所以七種顏色會以各自不同的角度折射,從而很漂亮地排列起來。因為彩虹呈現于與太陽方向相反的天空,所以想在雨后看彩虹時要背對著太陽。
原因二:與地球的形狀有很大的關系,由于地球表面是一個曲面并且被厚厚的大氣所覆蓋,雨后空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。同時由于地球表面的大氣層為一弧面從而導致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹!
彩虹的自然原理
七色光原因
彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴,造成光的色散及反射而成的。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內也是以不同的角度反射。當中以40-42度的反射最為強烈,形成人們所見到的彩虹。
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。虹的出現與當時天氣變化相聯系,一般人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。
彎曲原因
事實上如果條件合適的話,可以看到整圈圓形的彩虹(例如峨眉山的佛光)。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,最后射向人們的眼睛。
光穿越水滴時彎曲的程度,視光的波長(即顏色)而定——紅色光的彎曲度最大,橙色光與黃色光次之,依此類推,彎曲最少的是紫色光。
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。
每種顏色各有特定的彎曲角度,陽光中的紅色光,折射的角度是42度,藍色光的折射角度只有40度,所以每種顏色在天空中出現的位置都不同。
若用一條假想線,連接后腦勺和太陽,那么與這條線呈42度夾角的地方,就是紅色所在的位置。這些不同的位置勾勒出一個弧。既然藍色與假想線只呈 40度夾角,所以彩虹上的藍弧總是在紅色的下面。
彩虹的特殊現象
雙彩虹
很多時候會見到兩條彩虹同時出現,在平常的彩虹外邊
旋轉星空似彩虹
出現同心,但較暗的副虹(又稱“稱霓”)。副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成。當陽光經過水滴時,它會被折射、反射后再折射出來。在水滴內經過一次反射的光缐,便形成人們常見的彩虹(主虹)。若光線在水滴內進行了兩次反射,便會產生第二道彩虹(霓)。
霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均會損失一些光能量,因此霓的光亮度亦較弱。兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外。因為有兩次的反射,副虹的顏色次序跟主虹反轉,外側為藍色,內側為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在,只是因為它的光線強度較低,所以有時不被肉眼察覺而已。
晚虹
晚虹是一種罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現。由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來好像是全白色的。
彩虹的傳奇色彩
神話傳說
彩虹在神話中占有一席位,是因為它的美和它是個難以理解的神奇現象。伽利略的關于光的特性專著出現之后,人們才能解釋彩虹這個現象。在中國神話中,女媧煉五色石補天,彩虹即五色石發(fā)出的彩光。在中國,虹可以認為是雙頭蛇/龍,同時白虹經天等天象被認為是不吉的征兆。在臺灣太魯閣族中,彩虹的盡頭是祖靈的所在地。
在西方,希臘神話中,彩虹(Iris)是溝通天上與人間的使者;愛爾蘭民間傳說中,矮精靈(leprechaun)將寶藏收于彩虹的盡頭;印度神話中,彩虹是雷電神“因陀羅”(又譯作“帝釋天”)的弓,名為Indradhanush;北歐神話中,彩虹橋(Bifr?st)連接神的領域“亞斯格特”(Asg?rd)和人類居所“中土世界”(Midg?rd)。
宗教意義
在猶太教和經典圣經希伯來語部分,創(chuàng)世記記載上帝耶和華讓諾亞建造方舟毀滅世界。之后以彩虹跟諾亞及其子孫立約,再不降大洪水來毀滅世界。這是以歷史記載的信息解釋地球上有彩虹這一現象的意義。
《圣經》:神曉諭挪亞和他的兒子說,我與你們和你們的后裔立約,并與你們這里的一切活物,就是飛鳥,牲畜,走獸,凡從方舟里出來的活物立約。我與你們立約,凡有血肉的,不再被洪水滅絕,也不再有洪水毀壞地了。神說,我與你們并你們這里的各樣活物所立的永約,是有記號的。我把虹放在云彩中,這就可作我與地立約的記號了。我使云彩蓋地的時候,必有虹現之云彩中,我便記念我與你們和各樣有血肉的活物所立的約,水就再不泛濫,毀壞一切有血肉的物了。虹必現之云彩中,我看見,就要記念我與地上各樣有血肉的活物所立的永約。神對挪亞說,這就是我與地上一切有血肉之物立約的記號了。
在藏傳佛教當中 ,有一種與密宗修行有關的神秘現象,被稱為“虹化現象”。指的是,極少數有大圓滿修行境界的人在臨終的時候,身體會化成一道彩虹消失在空中。
彩虹的七種正確顏色
彩虹從外圈至內,顏色是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種。它是一種大氣光學現象,一般都是雨后剛剛天晴的時候出現,是太陽光照射到半空中的水滴,造成色散和反射。光線被不同角度折射,然后在水滴內不同角度反射,就形成了彩虹。
關于彩虹的顏色,也有說是赤橙黃綠青藍紫的,不過彩虹也不止七種顏色,比如在紅色和橙色之間就有很多細微差別的顏色,只不過是為了簡便起見,用了七種顏色來區(qū)別。
彩虹中藍靛紫和青藍紫的區(qū)別
藍靛紫的靛是一種介于藍色和紫色之間的顏色,二青藍紫中的青是一種介于綠色和藍色之間的顏色。藍靛紫和青藍紫的不僅顏色區(qū)別很大,在光譜中的頻率范圍和色值也是不一樣的。只不過在我國紅橙黃綠青藍紫是最為普遍的說法,但是嚴格來說彩虹的顏色是哪七種顏色順序,那就是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。