農(nóng)業(yè)科普館 太陽(yáng)和雨:彩虹的食譜

無(wú)論你相信他們'是上帝的標(biāo)志'承諾,還是那里'一盆金在他們的盡頭等待你,彩虹是自然之一'最快樂(lè)的誘導(dǎo)展示。

為什么我們很少見(jiàn)到彩虹?為什么他們?cè)谶@里一分鐘就走了?點(diǎn)擊探索這些和其他彩虹相關(guān)問(wèn)題的答案。

什么是彩虹?

手中的小彩虹

彩虹基本上是陽(yáng)光散布在我們看到的顏色范圍內(nèi)。因?yàn)椴屎缡且环N光學(xué)現(xiàn)象(對(duì)于你的sci-fi粉絲來(lái)說(shuō),'有點(diǎn)像全息圖),它不是't可以觸摸或存在于特定地方的東西。

曾經(jīng)想知道"彩虹"這個(gè)詞來(lái)自哪里?"rain-"其中一部分代表制作它所需的雨滴,而"-bow"指的是它的弧形。

制作彩虹需要哪些成分?

夏季防曬霜

彩虹往往在防曬期間出現(xiàn)(同時(shí)雨太陽(yáng)),所以如果你猜測(cè)陽(yáng)光和雨是制造彩虹的兩個(gè)關(guān)鍵因素,你'重新正確。

當(dāng)以下條件結(jié)合在一起時(shí)會(huì)形成彩虹:

  • 太陽(yáng)位于觀察者后面's位置,不超過(guò)地平線上方42°
  • 它'觀察者面前下雨
  • 水滴漂浮在空氣中(這就是為什么我們?cè)诮涤旰罅⒓纯吹讲屎纾?/li>
  • 天空足夠清晰,可以看到彩虹。

雨滴的作用

陽(yáng)光被雨滴折射(彎曲)成其組分顏色

彩虹制作過(guò)程始于陽(yáng)光照射雨滴。當(dāng)來(lái)自太陽(yáng)的光線撞擊并進(jìn)入水滴時(shí),它們的速度會(huì)稍微減慢(因?yàn)樗瓤諝飧芗?。這導(dǎo)致light's路徑彎曲或"折射"

在我們進(jìn)一步研究之前,讓我們提到一些關(guān)于光的事情:

  • 可見(jiàn)光由不同顏色波長(zhǎng)組成(混合在一起時(shí)呈現(xiàn)白色)
  • 除非有東西反射它,彎曲(折射)它或散射它,否則光沿著直線傳播。當(dāng)這些事情發(fā)生時(shí),不同的顏色波長(zhǎng)被分開(kāi),并且可以看到每一個(gè)。

因此,當(dāng)一條光線進(jìn)入雨滴并彎曲時(shí),它會(huì)分離成其組分顏色波長(zhǎng)。光繼續(xù)穿過(guò)液滴,直到它從液滴的后部彈跳(反射)并以42°的角度離開(kāi)液滴的另一側(cè)。當(dāng)光(仍然分離成其顏色范圍)離開(kāi)水滴時(shí),它會(huì)在返回較不密集的空氣中時(shí)加速并向下折射(第二次)到一只眼睛。

將此過(guò)程應(yīng)用于天空和voilá的整個(gè)雨滴集合,您可以獲得完整的彩虹。

為什么彩虹跟隨ROYGBIV

彩虹

有人注意到彩虹's顏色(從外邊緣到內(nèi)部)總是變?yōu)榧t色,橙色,黃色,綠色,藍(lán)色,靛藍(lán),紫色?

為了弄清楚為什么會(huì)這樣,讓我們考慮兩個(gè)級(jí)別的雨滴,一個(gè)在另一個(gè)之上。在前面的圖中,我們看到紅光以更陡峭的角度折射出水滴。因此,當(dāng)人們看到一個(gè)陡峭的角度時(shí),來(lái)自較高水滴的紅光以正確的角度行進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)與健康中國(guó)宣傳活動(dòng),以滿足一只眼睛。(其他顏色波長(zhǎng)以更淺的角度離開(kāi)這些液滴,因此通過(guò)頭頂。)這就是為什么紅色出現(xiàn)農(nóng)業(yè)科普館在彩虹頂部. 現(xiàn)在考慮下下雨滴。當(dāng)以較淺的角度注視時(shí),該視線內(nèi)的所有液滴將紫光指向一只眼睛,而紅光指向周邊視覺(jué)并向下指向一只眼睛。這就是為什么紫色出現(xiàn)在彩虹'底部的原因。在這兩個(gè)級(jí)別之間的雨滴反射不同顏色的光(從下一個(gè)最長(zhǎng)波長(zhǎng)到下一個(gè)最短波長(zhǎng),從上到下),因此觀察者看到全色光譜。

彩虹真的是弓形的嗎?

圓形彩虹

我們現(xiàn)在知道彩虹是如何形成的,但是它們?cè)谀睦镄纬晒文兀?/p>

由于雨滴形狀相對(duì)圓形,它們產(chǎn)生的反射也是彎曲的。相信與否,一條完整的彩虹實(shí)際上是一個(gè)完整的圓圈,只有我們不會(huì)'因?yàn)榈孛孀璧K了它的另一半。

太陽(yáng)越低到地平線,我們能夠看到的整個(gè)圓圈就越多。

飛機(jī)提供了一個(gè)完整的視圖,因?yàn)橛^察者可以向上和向下看看看完整的圓形弓。

雙彩虹

Grand Teton Nat&上的雙彩虹;#39;l Park,Wyoming

幾張幻燈片之前,我們了解了光如何通過(guò)雨滴內(nèi)部的三步旅程(折射,反射,折射)形成一條主彩虹。但有時(shí),光線兩次擊中雨滴的背面,而不僅僅是一次。這個(gè)"重新反射"光線以不同的角度(50°而不是42°)離開(kāi)液滴,導(dǎo)致出現(xiàn)在主弓上方的二次彩虹。

因?yàn)楣庠谟甑蝺?nèi)經(jīng)歷兩次反射,并且更少的光線通過(guò)4步it's強(qiáng)度通過(guò)第二次反射而減小,因此,它的顏色為's顏色為't很亮。單彩虹和雙彩虹之間的另一個(gè)區(qū)別是雙彩虹的配色方案是相反的。(它的顏色變成紫色,靛藍(lán),藍(lán)色,綠色,黃色,橙色,紅色。)這是因?yàn)閬?lái)自較高雨滴的紫光進(jìn)入一只眼睛,而來(lái)自同一滴的紅光通過(guò)一只眼睛。同時(shí),來(lái)自下雨滴的紅光進(jìn)入一只眼睛,來(lái)自這些眼睛的紅光指向一只眼睛和一只腳,并且看到isn't。

那兩個(gè)弧之間的暗帶?它是光通過(guò)水滴反射角度不同的結(jié)果。(氣象學(xué)家稱之為亞歷山大's暗帶

三重彩虹

第三條彩虹擁抱主弧的內(nèi)部

2015年春天,當(dāng)紐約居民格倫灣分享一張看似四彩虹的移動(dòng)照片時(shí),社交媒體點(diǎn)亮。

雖然理論上可能,但三重和四重彩虹極為罕見(jiàn)。它不僅需要在雨滴內(nèi)進(jìn)行多次反射,而且每次迭代都會(huì)產(chǎn)生較弱的弓,這將使三級(jí)和四級(jí)彩虹很難看到。

當(dāng)它們形成時(shí),通??梢钥吹饺夭屎绲挚恐骰〉膬?nèi)部(如上圖所示),或者作為主弧和次弧之間的小連接弧。

彩虹不在天空中

在煙云叢中形成雙彩虹

彩虹aren't只在天空中看到。后院滅火器。在飛濺的瀑布底部霧。這些都是你可以發(fā)現(xiàn)彩虹的方式。只要有明亮的陽(yáng)光,懸浮的水滴和您'以適當(dāng)?shù)囊暯侵匦露ㄎ唬陀锌赡懿屎缈梢栽谝暰€內(nèi)!

也可以在不涉及水的情況下創(chuàng)建彩虹。將晶體棱鏡放在陽(yáng)光充足的窗戶就是這樣一個(gè)例子。

資源

  • NASA SciJinks。什么導(dǎo)致彩虹?2015年6月20日訪問(wèn)。
  • 亞利桑那州NOAA國(guó)家氣象局標(biāo)志工作人員。彩虹如何形成?2015年6月20日訪問(wèn)。
  • 伊利諾伊大學(xué)大氣科學(xué)系WW2010。二次彩虹。2015年6月21日訪問(wèn)。