农业科普馆 太阳和雨:彩虹的食谱

无论你相信他们'是上帝的标志'承诺,还是那里'一盆金在他们的尽头等待你,彩虹是自然之一'最快乐的诱导展示。

为什么我们很少见到彩虹?为什么他们在这里一分钟就走了?点击探索这些和其他彩虹相关问题的答案。

什么是彩虹?

手中的小彩虹

彩虹基本上是阳光散布在我们看到的颜色范围内。因为彩虹是一种光学现象(对于你的sci-fi粉丝来说,'有点像全息图),它不是't可以触摸或存在于特定地方的东西。

曾经想知道"彩虹"这个词来自哪里?"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?

夏季防晒霜

彩虹往往在防晒期间出现(同时雨太阳),所以如果你猜测阳光和雨是制造彩虹的两个关键因素,你'重新正确。

当以下条件结合在一起时会形成彩虹:

  • 太阳位于观察者后面's位置,不超过地平线上方42°
  • 它'观察者面前下雨
  • 水滴漂浮在空气中(这就是为什么我们在降雨后立即看到彩虹)
  • 天空足够清晰,可以看到彩虹。

雨滴的作用

阳光被雨滴折射(弯曲)成其组分颜色

彩虹制作过程始于阳光照射雨滴。当来自太阳的光线撞击并进入水滴时,它们的速度会稍微减慢(因为水比空气更密集)。这导致light's路径弯曲或"折射"

在我们进一步研究之前,让我们提到一些关于光的事情:

  • 可见光由不同颜色波长组成(混合在一起时呈现白色)
  • 除非有东西反射它,弯曲(折射)它或散射它,否则光沿着直线传播。当这些事情发生时,不同的颜色波长被分开,并且可以看到每一个。

因此,当一条光线进入雨滴并弯曲时,它会分离成其组分颜色波长。光继续穿过液滴,直到它从液滴的后部弹跳(反射)并以42°的角度离开液滴的另一侧。当光(仍然分离成其颜色范围)离开水滴时,它会在返回较不密集的空气中时加速并向下折射(第二次)到一只眼睛。

将此过程应用于天空和voilá的整个雨滴集合,您可以获得完整的彩虹。

为什么彩虹跟随ROYGBIV

彩虹

有人注意到彩虹's颜色(从外边缘到内部)总是变为红色,橙色,黄色,绿色,蓝色,靛蓝,紫色?

为了弄清楚为什么会这样,让我们考虑两个级别的雨滴,一个在另一个之上。在前面的图中,我们看到红光以更陡峭的角度折射出水滴。因此,当人们看到一个陡峭的角度时,来自较高水滴的红光以正确的角度行进知识产权与健康国内宣传活动,以满足一只眼睛。(其他颜色波长以更浅的角度离开这些液滴,因此通过头顶。)这就是为什么红色出现农业科普馆在彩虹顶部. 现在考虑下下雨滴。当以较浅的角度注视时,该视线内的所有液滴将紫光指向一只眼睛,而红光指向周边视觉并向下指向一只眼睛。这就是为什么紫色出现在彩虹'底部的原因。在这两个级别之间的雨滴反射不同颜色的光(从下一个最长波长到下一个最短波长,从上到下),因此观察者看到全色光谱。

彩虹真的是弓形的吗?

圆形彩虹

我们现在知道彩虹是如何形成的,但是它们在哪里形成弓形呢?

由于雨滴形状相对圆形,它们产生的反射也是弯曲的。相信与否,一条完整的彩虹实际上是一个完整的圆圈,只有我们不会'因为地面阻碍了它的另一半。

太阳越低到地平线,我们能够看到的整个圆圈就越多。

飞机提供了一个完整的视图,因为观察者可以向上和向下看看看完整的圆形弓。

双彩虹

Grand Teton Nat&上的双彩虹;#39;l Park,Wyoming

几张幻灯片之前,我们了解了光如何通过雨滴内部的三步旅程(折射,反射,折射)形成一条主彩虹。但有时,光线两次击中雨滴的背面,而不仅仅是一次。这个"重新反射"光线以不同的角度(50°而不是42°)离开液滴,导致出现在主弓上方的二次彩虹。

因为光在雨滴内经历两次反射,并且更少的光线通过4步it's强度通过第二次反射而减小,因此,它的颜色为's颜色为't很亮。单彩虹和双彩虹之间的另一个区别是双彩虹的配色方案是相反的。(它的颜色变成紫色,靛蓝,蓝色,绿色,黄色,橙色,红色。)这是因为来自较高雨滴的紫光进入一只眼睛,而来自同一滴的红光通过一只眼睛。同时,来自下雨滴的红光进入一只眼睛,来自这些眼睛的红光指向一只眼睛和一只脚,并且看到isn't。

那两个弧之间的暗带?它是光通过水滴反射角度不同的结果。(气象学家称之为亚历山大's暗带

三重彩虹

第三条彩虹拥抱主弧的内部

2015年春天,当纽约居民格伦湾分享一张看似四彩虹的移动照片时,社交媒体点亮。

虽然理论上可能,但三重和四重彩虹极为罕见。它不仅需要在雨滴内进行多次反射,而且每次迭代都会产生较弱的弓,这将使三级和四级彩虹很难看到。

当它们形成时,通常可以看到三重彩虹抵靠主弧的内部(如上图所示),或者作为主弧和次弧之间的小连接弧。

彩虹不在天空中

在烟云丛中形成双彩虹

彩虹aren't只在天空中看到。后院灭火器。在飞溅的瀑布底部雾。这些都是你可以发现彩虹的方式。只要有明亮的阳光,悬浮的水滴和您'以适当的视角重新定位,就有可能彩虹可以在视线内!

也可以在不涉及水的情况下创建彩虹。将晶体棱镜放在阳光充足的窗户就是这样一个例子。

资源

  • NASA SciJinks。什么导致彩虹?2015年6月20日访问。
  • 亚利桑那州NOAA国家气象局标志工作人员。彩虹如何形成?2015年6月20日访问。
  • 伊利诺伊大学大气科学系WW2010。二次彩虹。2015年6月21日访问。