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[自然科学] 为什么彩虹是弯的??
雨后经常可以看到的彩虹,是因为空中飘浮的小水滴就像一个个的球形透镜,阳光射入水滴后,经过折射、反射再折射出来,进到我们的眼睛。本来的白光进入水滴后,会像牛顿的三棱镜实验一样,因为折射而分成不同的色光,所以彩虹才有不同的颜色。

但是如果空气中布满水滴,为什么我们只看到一道彩虹,而不是到处都有彩虹呢?这是因为光线入射水珠的位置,只有一个角度会让折射出的光线强度最大。这就是解读彩虹现象的最基本原理:入射光和眼睛见到色光的视线间有一个固定的夹角。

因此,并不是只有空中某些特别的水珠会产生彩虹,而是只有在特定角度的水珠所折射出来的色光才能进到我们的眼睛。这个角度和不同色光的折射率有关,例如红光的折射率较小,夹角较大(约42°13');反之,紫光折射率小,夹角就较小(约40°30'),这就造成红色在上、紫色在下的彩虹。

因为阳光是平行入射,由上述原理和「平行线同位角相等」的定理,进到眼中的色光会因为空气中的水珠层厚度的增加而加强,这就是为什么大雨后的彩虹较清楚、小雨后的较淡薄的原因。

由于基本原理中固定夹角的限制,当太阳在我们头上时(例如正午),折射的光线进不到眼睛,所以看不到彩虹。必须到约下午4点以后,彩虹才会在山峦或城市的天际线上出现,而且随着时间越接近傍晚,彩虹的位置会越高,这也是基本原理的应用。

根据同样的原理,考虑以通过眼睛平行于入射阳光之直线为转轴,旋转在你眼中造成彩虹的入射光线,这时进到你眼睛的折射色光,会转出一个圆锥面。如果入射光不平行于地面(例如下午4点时),这个圆锥面投射到我们眼里,看起来只是一段短圆弧。但是到了傍晚阳光平行于地面时,我们眼中的彩虹,就几乎是正半圆。关于如何利用微积分推导彩虹基本原理。

大家记忆里最深刻、最令人赞叹的彩虹,都发生在大雨后的傍晚,颜色分明的一道彩虹,圆圆高挂在天边,从一座山跨到另一座山。看过上面的说明,读者应该能够自行解释了吧。

彩虹是非常有趣的哲学对象,既不真的存在于外界,也不只是人类心灵的想像,它是主客互动的产物。下次和友人看到彩虹时,请记得你们共享的是空灵大气、好风好雨;至于彩虹,是无法共享的。

来源
奇摩知识+



献花 x0 回到顶端 [楼 主] From:台湾中华电信 | Posted:2005-10-07 23:09 |
tthmay 手机
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以前看过一篇文章有人用好几页的计算才证明出只看的到一个彩虹


献花 x0 回到顶端 [1 楼] From:台湾中华电信 | Posted:2005-10-08 21:08 |
NT98tRK9
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原来彩虹的形状是这样而来的喔 以前还以为 为什么都是弯的 现在懂了


献花 x0 回到顶端 [2 楼] From:台湾中华电信 | Posted:2005-10-10 10:09 |
aimbro
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路人甲
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其实每个人看到的彩虹是不同的彩虹


献花 x0 回到顶端 [3 楼] From:台湾教育部 | Posted:2005-10-10 16:46 |
toplight
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简单的说,因为看到各色光的角度是固定的,所以用人头(眼)为基准点,太阳到人头的连线为轴线,和这条线夹约42度的地方才可能看得到彩虹,想像一像那不就是一个圆吗?但是只有露在地平面以上的才看得到,所以是圆弧的一部分啦!


献花 x0 回到顶端 [4 楼] From:台湾 | Posted:2005-10-10 16:55 |
jiashin
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难怪我们眼中永远依次只能看到一个彩虹,而无法像漫画里一样,依次见到多个!!


献花 x0 回到顶端 [5 楼] From:台湾 | Posted:2005-10-10 22:25 |

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