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为什么彩虹是圆弧形的

小朋友们,你们看过彩虹吗?雨过天晴后,天边升起一道美丽的彩虹,七彩的彩虹弯弯的就像一座桥,非常的美丽好看。彩虹是怎么形成的,为什么彩虹是圆弧形的,其中的原因是什么呢?相信许多朋友们都不太了解,下面就由小编来给大家解答一下疑惑吧。

夏日午后,太阳位于西方,暴雨过后,空气中还留有大量的小水滴。当我们面向东方,便看到了天空中圆弧状的彩虹。这是因为阳光穿越了大气,向东通过了我们的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴,发生了色散。白色的阳光其实是多种颜色的光混合而成,通过小水滴折射以后,不同颜色光因偏折角度不同而被分开,形成了七色彩虹。如果我们再看仔细一点,就会发现当一道光束碰到了小水滴时,会有两种可能的路径:一种可能是直接透射过去,还有一种更有趣的可能,光束从小水滴的前表面边缘入射到小水滴内部,在进入时水滴内部由于折射而产生偏折,当光束到达小水滴的后表面发生全反射,又折回水滴内部,再从小水滴前表面离开,而这束面对我们已经发生了色散的光束就是形成彩虹的光。

光穿越水滴时偏折的程度,由光的波长,也就是光的颜色决定的。其中红色光的波长最长,它在水中的折射率最小,经过反射后偏折角度最大,是42°。橙色光与黄色光次之,依此类推,偏折角度最小的是紫色光,只有40°。所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。

如果我们用一条假想线,连接我们的眼睛和太阳,那么在空间中与这条线呈42°夹角的点,就是红色光所在的位置。这些不同的点连接在一起,会勾勒出一个圆圈。既然蓝色与假想线只呈40°夹角,所以彩虹的内侧总是蓝色的,而外侧总是红色的。事实上如果条件正确的话,可以看到整圈圆形的彩虹。我们所看到的圆弧是被地平线遮挡了彩虹圆圈的下半部分。

站在地上看不到圆形的彩虹,但当天空出现彩虹的时候,你迅速乘上飞机或热气球等飞行器腾空而起的时候,可以看到彩虹和你一起腾空而起,展现出一个完美的七彩圆圈。


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