气象的秘密
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SECRET 23 彩虹是怎样形成的呢?

彩虹是气象中的一种光学现象。一说到彩虹的形成,人们常把它跟雨后联系在一起。很多人认为只有雨后才能出现彩虹。其实,这种看法是不全面的。雨后,天空有时会出现彩虹,这固然是事实,但是在阳光下,喷泉或瀑布的周围也会出现彩虹,用喷雾器在空中喷雾也可形成彩虹。显然,那种说彩虹仅在雨后出现是错误的。只要知道空气中存在有形成彩虹的条件,就自然知道不一定要下雨才有可能出现彩虹。

彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴上,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以42°角的反射最为强烈,从而形成我们所见到的彩虹。形成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次。水对光有色散作用,因为不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来的,红光在最上方,其他颜色在下。

其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象。

空气里水滴的大小,决定了彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大,彩虹就鲜艳,但比较窄;反之,水滴小,彩虹色就淡,且比较宽。

所以说,如果太阳的角度太大(例如在中午前后),或太小(近日出或落日时),我们不易看到彩虹,因为彩虹是阳光经小水滴反射进入我们眼睛的,所以彩虹永远出现在太阳的对面。