彩虹的形成科學(xué)原理是什么
彩虹非常的美麗，是很多人喜歡的景象，然而大部分的人都不知道彩虹是怎么產(chǎn)生的。下面是小編為你精心推薦的彩虹的形成科學(xué)原理是什么，希望對(duì)您有所幫助。
彩虹的形成科學(xué)原理是什么 篇1
彩虹是因?yàn)殛?yáng)光射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。陽(yáng)光射入水滴時(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當(dāng)中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈，造成我們所見(jiàn)到的彩虹。造成這種反射時(shí)，陽(yáng)光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開(kāi)水滴時(shí)再折射一次。因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用，不同波長(zhǎng)的光的折射率有所不同，藍(lán)光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射，所以觀察者看見(jiàn)的光譜是倒過(guò)來(lái)，紅光在最上方，其他顏色在下。
其實(shí)只要空氣中有水滴，而陽(yáng)光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產(chǎn)生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象。彩虹最常在下午，雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn)。這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿(mǎn)小水滴，天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗。而觀察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見(jiàn)陽(yáng)光，這樣彩虹便會(huì)較容易被看到。另一個(gè)經(jīng)常可見(jiàn)到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對(duì)陽(yáng)光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工制造彩虹。
空氣里水滴的大小，決定了彩虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷，也比較窄;反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。我們面對(duì)著太陽(yáng)是看不到彩虹的，只有背著太陽(yáng)才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現(xiàn)在西方，黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。可我們看不見(jiàn)，只有乘飛機(jī)從高空向下看，才能見(jiàn)到。虹的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)天氣變化相聯(lián)系，一般我們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測(cè)當(dāng)時(shí)將出現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時(shí)，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)虹時(shí)，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，下陣雨的機(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn)。
彩虹其實(shí)并非出現(xiàn)在半空中的特定位置。它是觀察者看見(jiàn)的一種光學(xué)現(xiàn)象，彩虹看起來(lái)的所在位置，會(huì)隨著觀察者而改變。當(dāng)觀察者看到彩虹時(shí)，它的位置必定是在太陽(yáng)的相反方向。彩虹的拱以?xún)?nèi)的中央，其實(shí)是被水滴反射，放大了的太陽(yáng)影像。所以彩虹以?xún)?nèi)的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當(dāng)太陽(yáng)在空中高于42度時(shí)，彩虹的位置將在地平線以下而不可見(jiàn)。這亦是為甚么彩虹很少在中午出現(xiàn)的原因。
彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機(jī)，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機(jī)上，會(huì)看見(jiàn)彩虹是原整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機(jī)行進(jìn)的方向。
晚虹是一種罕見(jiàn)的現(xiàn)象，在月光強(qiáng)烈的晚上可能出現(xiàn)。由于人類(lèi)視覺(jué)在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來(lái)好像是全白色。
雙彩虹很多時(shí)候會(huì)見(jiàn)到兩條彩虹同時(shí)出現(xiàn)，在平常的彩虹外邊出現(xiàn)同心，但較暗的副虹(又稱(chēng)霓)。副虹是陽(yáng)光在水滴中經(jīng)兩次反射而成。當(dāng)陽(yáng)光經(jīng)過(guò)水滴時(shí)，它會(huì)被折射、反射后再折射出來(lái)。在水滴內(nèi)經(jīng)過(guò)一次反射的光缐，便形成我們常見(jiàn)的彩虹(主虹)。若光線在水滴內(nèi)進(jìn)行了兩次反射，便會(huì)產(chǎn)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(huì)損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。兩次反射最強(qiáng)烈的反射角出現(xiàn)在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因?yàn)橛袃纱蔚姆瓷洌焙绲念伾涡蚋骱绶崔D(zhuǎn)，外側(cè)為藍(lán)色，內(nèi)側(cè)為紅色。副虹其實(shí)一定跟隨主虹存在，只是因?yàn)樗墓饩�強(qiáng)度較低，所以有時(shí)不被肉眼察覺(jué)而已。蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時(shí)歐洲已有人提出彩虹是由水滴對(duì)陽(yáng)光的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發(fā)現(xiàn)水滴的大小不會(huì)影響光線的折射。他以玻璃球注入水來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出水對(duì)光的折射指數(shù)，用數(shù)學(xué)證明彩虹的主虹是水點(diǎn)內(nèi)的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準(zhǔn)確計(jì)算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。后來(lái)牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽(yáng)光散射成彩色之后，關(guān)于彩虹的形成的光學(xué)原理全部被發(fā)現(xiàn)。
彩虹的形成科學(xué)原理是什么 篇2
彩虹是太陽(yáng)光穿透雨的顆粒時(shí)形成的。
原本光是筆直行進(jìn)的，但它也具有一旦進(jìn)入水中就會(huì)折射的性質(zhì)。因此太陽(yáng)光在通過(guò)雨的顆粒時(shí)就會(huì)折射。
此時(shí)，由于光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會(huì)以各自不同的角度折射。所以七種顏色會(huì)很漂亮地排列起來(lái)。這就是形成彩虹的原理。
彩虹形成的原因：
在雨后的天空，有時(shí)候會(huì)看到掛在空中的一道長(zhǎng)長(zhǎng)的七色彩虹，它非常好看，就像一道橋梁一樣。不過(guò)彩虹并不是每次下雨之后都能看到的，而之所以出現(xiàn)彩虹，主要是因?yàn)楣獾恼凵浜头瓷湓怼?/p>
彩虹是陽(yáng)光照射到空中接近球形的小水滴，從而出現(xiàn)色散以及反射形成的，陽(yáng)光在透過(guò)水滴的時(shí)候會(huì)從不同角度進(jìn)去，而在水滴里面也會(huì)用不同的角度進(jìn)行反射，而在水滴里面以40-42度進(jìn)行反射的時(shí)候，就會(huì)形成彩虹。
詳細(xì)來(lái)說(shuō)，陽(yáng)光在進(jìn)入水滴的時(shí)候，先折射依次，接著在水滴的背面進(jìn)行反射，離開(kāi)水滴的時(shí)候還會(huì)再折射依次，也就是說(shuō)只有經(jīng)過(guò)依次反射兩次折射之后，就會(huì)形成彩虹。彩虹經(jīng)常在下午或者是雨后天晴的時(shí)候出現(xiàn)，從外圈到內(nèi)圈依次是紅橙黃綠青藍(lán)紫這七種顏色。
彩虹的形成科學(xué)原理是什么 篇3
彩虹是什么?
彩虹是一種可以在天空中出現(xiàn)的多色弧形現(xiàn)象，彩虹的顏色是由光線通過(guò)大氣中的水滴反射和分散而產(chǎn)生的。然而，這一現(xiàn)象實(shí)際上并不存在于任何特定的地點(diǎn)。從本質(zhì)上說(shuō)，彩虹是一種光學(xué)錯(cuò)覺(jué)。
彩虹是如何形成的'?
當(dāng)光線(通常是陽(yáng)光)穿過(guò)懸掛在大氣中的水滴時(shí)，彩虹就形成了。光波穿過(guò)水滴時(shí)會(huì)改變方向，產(chǎn)生兩個(gè)過(guò)程：反射和折射。當(dāng)光線反射到水滴上時(shí)，它就會(huì)從水滴的發(fā)源地向相反的方向反射回來(lái)。當(dāng)光線折射時(shí)，它會(huì)走一個(gè)不同的方向。
彩虹的形成是因?yàn)榘坠膺M(jìn)入水滴，在水滴中向幾個(gè)不同的方向彎曲。當(dāng)這些彎曲的光波到達(dá)水滴的另一邊時(shí)，它們會(huì)反射回液滴，而不是完全穿過(guò)水。由于白光在水中是分開(kāi)的，折射光在人眼看來(lái)是不同的顏色。
彩虹的顏色
每一種顏色的波動(dòng)都有不同的長(zhǎng)度，由于紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以最常出現(xiàn)在彩虹的外緣。同樣，其他顏色也根據(jù)它們的波長(zhǎng)排序。然而，這些光波是肉眼看不到的。這些看不見(jiàn)的光線出現(xiàn)在彩虹的兩邊，紫外線比紫光短，x射線甚至比紫外線短。
不同類(lèi)型的彩虹
一、雙彩虹
當(dāng)?shù)诙啦屎缭谥鞑屎缟戏娇梢?jiàn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)雙彩虹。第二道彩虹不如第一條那么明亮。這種現(xiàn)象是由雙重反射造成的，這導(dǎo)致第二彩虹的顏色順序被顛倒。
二、單色彩虹
在接近日落或日出的降雨之后，這些彩虹更常見(jiàn)。在這幾個(gè)小時(shí)，陽(yáng)光更深地進(jìn)入大氣層，使綠色和藍(lán)色的光波傳播到更廣闊的區(qū)域，沒(méi)有這些顏色，紅色光波就能主宰天空。單色彩虹被認(rèn)為是一種罕見(jiàn)的現(xiàn)象。
三、月虹
也有許多名字，如白色彩虹或月弓。這道彩虹不是由于陽(yáng)光而形成的，而是靠近月光的結(jié)果。在這里，來(lái)自月球表面的光線以微小的液滴反射，最終導(dǎo)致折射和顏色流。然而，月亮弓會(huì)非常微弱，以至于肉眼無(wú)法捕捉到它。沒(méi)有特殊的裝置，肉眼只會(huì)看到天空中白色的弧線。
四、反射彩虹
這種彩虹是由反射光的反射引起的，也就是陽(yáng)光。在這里，光從兩個(gè)方向傳播，一個(gè)來(lái)自太陽(yáng)，另一個(gè)來(lái)自太陽(yáng)的反射圖像。這很可能發(fā)生在形成彩虹的水體上。兩種光的角度都是不同的，因此你會(huì)看到兩道彩虹。
五、霧虹
就像通常發(fā)生在瀑布噴霧中的月光一樣，薄霧與強(qiáng)烈的陽(yáng)光結(jié)合在一起也能看到霧。霧的顏色幾乎完全是白色的，這種白色的出現(xiàn)是因?yàn)樾纬伞?/p>
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