雨后初霁我们常常会看见天上出现美丽的七色彩虹,那么它是怎样形成的呢?因为夏天雨后天空中漂浮着很多的水汽和小水滴,当太阳光以一定角度穿过云层中及空气中的小水滴时,将产生比较复杂的反射与折折射而造成的一种色散现象。
雨后初霁我们常常会看见天上出现美丽的七色彩虹,那么它是怎样形成的呢?因为夏天雨后天空中漂浮着很多的水汽和小水滴,当太阳光以一定角度穿过云层中及空气中的小水滴时,将产生比较复杂的反射与折折射而造成的一种色散现象。
太阳光在水珠内经过三次、四次反射也可以形成彩带而被称为第三虹、第四虹等,但它们的色彩更暗淡,故一般很难看得到。
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,会看见彩虹会是完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。
虹霓的形状和颜色在物理上得到了解释,但它们还隐藏了人的肉眼看不见的秘密,这就是虹霓的偏振现象。如果用偏振片或尼科耳作为检偏器观察虹霓,会发现当检偏器转到一定的方向时,虹霓的一部分便隐去了,这证明虹霓是部分偏振光,经计算还可发现虹霓的偏振度很高,近乎是线偏振光。
我国早在殷代甲骨文里就有了虹的记载,当时把虹字形象地写成“=”。到了唐代,对虹有了比较科学的解释。唐初孔颖达(574一648)在《礼记注疏·月令》中写道:“若云薄漏日,日照雨漏则虹生。”这里已粗略地揭示了虹的成因。在欧洲,英国科学家罗吉尔·培根(1214~1292)最早指出虹霓是由太阳光照射空中的雨滴,发生反射和折射现象而形成的。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。(此处关于虹霓发现的说法很多,本人不才,未能弄清,“虹霓小史”部分仅供参考
1、也作“虹蜺”。
2、即螮蝀。为雨后或日出、日没之际天空中所现的七色圆弧。虹霓常有内外二环,内环称虹,也称正虹、雄虹。外环称霓,也称副虹、雌虹。
3、旧时以虹霓色彩艳丽,比喻人的澡绘,又以虹霓二气不正之交,象征浮夸、作乱。
4、虹,螮蝀也,状似虫。——《说文》 。
5、虹双出,色鲜盛者为雄,雄曰虹。暗者为雌,雌曰霓。——《尔雅·释天》疏 。
6、形声。从虫,工声。甲骨文“虹”与杠梁、古玉璜之形相似。本义:雨后天空出现的弧形彩晕。主虹称虹,副虹称霓。
7、虹霓,雄曰虹,雌曰霓(见《汉书·天文志》颜师古引三国如淳说)
8、虹霓也,云雾也,风雨也,四时也,此积气之成乎天者也。――《列子·天瑞》
9、 竞渡歌(节录) (唐)张建封
五月五日天晴明,杨花绕江啼晓鹰;
使君未出郡斋外,江上早闻齐和声;
使君出时皆有准,马前已被红旗引;
两岸罗衣扑鼻香,银钗照日如霜刃;
鼓声三下红旗开,两龙跃出浮水来;
棹影斡波飞万剑,鼓声劈浪鸣千雷;
鼓声渐急标将近,两龙望标目如瞬;
坡上人呼霹雳惊,竿头彩挂虹霓晕;
前船抢水已得标,后船失势空挥挠。
10、致橡树 舒婷
我如果爱你——绝不像攀援的凌霄花,借你的高枝炫耀自己;
我如果爱你——绝不学痴情的鸟儿,为绿荫重复单调的歌曲;
也不止像泉源,常年送来清凉的慰藉;
也不止像险峰,增加你的高度,衬托你的威仪。
甚至日光,甚至春雨。
不,这些都还不够!
我必须是你近旁的一株木棉,作为树的形象和你站在一起。
根,紧握在地下;叶,相触在云里。
每一阵风过,我们都互相致意,但没有人,听懂我们的言语。
你有你的铜枝铁干,像刀,像剑,也像戟;
我有我红硕的花朵,像沉重的叹息,又像英勇的火炬。
我们分担寒潮、风雷、霹雳;
我们共享雾霭、流岚、虹霓。
仿佛永远分离,却又终身相依。
这才是伟大的爱情,坚贞就在这里:
爱——不仅爱你伟岸的身躯,也爱你坚持的位置,脚下的土地。
彩虹升起的地方在中国神话中,女娲炼五色石补天,终止了一场从天的缺口降下来的大洪水。
在《圣经·创世记》9:13里,上帝在大洪水过后,以彩虹跟诺亚及其子孙立约,再也不降如此大的洪水来毁灭世界了。
在希腊神话中,彩虹是由信使Iris所铺设连接天地的道路。
在爱尔兰神话中,彩虹升起的地方是藏有黄金等宝藏的地方。