為什麽彩虹總是彎曲的?
事實上,如果條件合適,妳可以看到整圈的圓形彩虹。太陽光發射到空氣中的水滴經過折射→反射→折射,然後發射到我們的眼睛,就形成了彩虹。
不同顏色的太陽光束經過上述過程形成的彩虹光束與原光束的偏轉角約為180-42 = 138度。
也就是說,如果太陽光與地面水平,觀看彩虹的仰角約為42度。以下動畫展示了
從同壹視角射向眼睛的所有光束都必須在壹個圓錐面上。
想象妳在東方看到彩虹,太陽在妳身後的西方落下。白色的陽光(彩虹中所有顏色的組合)穿過大氣層,向東穿過妳的頭頂,與風暴落下的水滴相遇。當光束接觸到水滴時,有兩種可能:壹是光線可能直接穿透它,或者更有趣的是,它可能接觸到水滴的前緣,在進入時使水滴內部彎曲,然後從水滴後端反射回來,再從水滴前端離開,折射到我們這裏。這是形成彩虹的光。
光通過水滴時的彎曲程度取決於光的波長(即顏色)——紅光的彎曲程度最大,其次是橙光和黃光,以此類推,紫光的彎曲程度最小。
每種顏色都有特定的彎曲角度。陽光中的紅光折射角為42度,而藍光的折射角只有40度,所以每種顏色在天空中出現的位置不同。
如果用壹條假想的線把後腦勺和太陽連起來,那麽和這條線成42度角的地方就是紅色所在的地方。這些不同的位置勾勒出壹條弧線。因為藍色和假想線只是
40度,所以彩虹上的藍色弧線總是在紅色的下面。
彩虹之所以呈弧形,當然與其形成密不可分,也與地球的形狀有很大關系。由於地球表面呈弧形,被厚厚的大氣層覆蓋,雨後空氣中的含水量比平時高。當陽光照射到空氣中時,小水滴會發生折射。同時,由於地球表面的大氣是彎曲的,太陽光在表面折射形成了我們看到的弧形彩虹!