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，希望對您有所幫助。
彩虹的形成科學(xué)原理是什么 篇1
彩虹是因為陽光射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當(dāng)中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。
其實只要空氣中有水滴，而陽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)天晴時出現(xiàn)。這時空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗。而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經(jīng)�？梢姷讲屎绲牡胤绞瞧俨几浇Ｔ谇缋实奶鞖庀卤硨﹃柟庠诳罩袨⑺驀姙⑺F，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。我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有背著太陽才能看到彩虹，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，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。虹的出現(xiàn)與當(dāng)時天氣變化相聯(lián)系，一般我們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測當(dāng)時將出現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)虹時，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，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現(xiàn)。
彩虹其實并非出現(xiàn)在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學(xué)現(xiàn)象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。當(dāng)觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內(nèi)的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。所以彩虹以內(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)太陽在空中高于42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。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，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。倘若在飛機上，會看見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行進的方向。
晚虹是一種罕見的現(xiàn)象，在月光強烈的晚上可能出現(xiàn)。由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。
雙彩虹很多時候會見到兩條彩虹同時出現(xiàn)，在平常的彩虹外邊出現(xiàn)同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是陽光在水滴中經(jīng)兩次反射而成。當(dāng)陽光經(jīng)過水滴時，它會被折射、反射后再折射出來。在水滴內(nèi)經(jīng)過一次反射的光缐，便形成我們常見的彩虹(主虹)。若光線在水滴內(nèi)進行了兩次反射，便會產(chǎn)生第二道彩虹(霓)。霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均會損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。兩次反射最強烈的反射角出現(xiàn)在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉(zhuǎn)，外側(cè)為藍色，內(nèi)側(cè)為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已。蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發(fā)現(xiàn)水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數(shù)，用數(shù)學(xué)證明彩虹的主虹是水點內(nèi)的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準(zhǔn)確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。后來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之后，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
彩虹是太陽光穿透雨的顆粒時形成的。
原本光是筆直行進的，但它也具有一旦進入水中就會折射的性質(zhì)。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。
此時，由于光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。
彩虹形成的原因：
在雨后的天空，有時候會看到掛在空中的一道長長的七色彩虹，它非常好看，就像一道橋梁一樣。不過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，主要是因為光的折射和反射原理。
彩虹是陽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，陽光在透過水滴的時候會從不同角度進去，而在水滴里面也會用不同的角度進行反射，而在水滴里面以40-42度進行反射的時候，就會形成彩虹。
詳細來說，陽光在進入水滴的時候，先折射依次，接著在水滴的背面進行反射，離開水滴的時候還會再折射依次，也就是說只有經(jīng)過依次反射兩次折射之后，就會形成彩虹。彩虹經(jīng)常在下午或者是雨后天晴的時候出現(xiàn)，從外圈到內(nèi)圈依次是紅橙黃綠青藍紫這七種顏色。
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大氣中的水滴反射和分散而產(chǎn)生的。然而，這一現(xiàn)象實際上并不存在于任何特定的地點。從本質(zhì)上說，彩虹是一種光學(xué)錯覺。
彩虹是如何形成的'?
當(dāng)光線(通常是陽光)穿過懸掛在大氣中的水滴時，彩虹就形成了。光波穿過水滴時會改變方向，產(chǎn)生兩個過程：反射和折射。當(dāng)光線反射到水滴上時，它就會從水滴的發(fā)源地向相反的方向反射回來。當(dāng)光線折射時，它會走一個不同的方向。
彩虹的形成是因為白光進入水滴，在水滴中向幾個不同的方向彎曲。當(dāng)這些彎曲的光波到達水滴的另一邊時，它們會反射回液滴，而不是完全穿過水。由于白光在水中是分開的，折射光在人眼看來是不同的顏色。
彩虹的顏色
每一種顏色的波動都有不同的長度，由于紅光波長較長，所以最常出現(xiàn)在彩虹的外緣。同樣，其他顏色也根據(jù)它們的波長排序。然而，這些光波是肉眼看不到的。這些看不見的光線出現(xiàn)在彩虹的兩邊，紫外線比紫光短，x射線甚至比紫外線短。
不同類型的彩虹
一、雙彩虹
當(dāng)?shù)诙啦屎缭谥鞑屎缟戏娇梢姇r，就會出現(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。在這幾個小時，陽光更深地進入大氣層，使綠色和藍色的光波傳播到更廣闊的區(qū)域，沒有這些顏色，紅色光波就能主宰天空。單色彩虹被認為是一種罕見的現(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光而形成的，而是靠近月光的結(jié)果。在這里，來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，月亮弓會非常微弱，以至于肉眼無法捕捉到它。沒有特殊的裝置，肉眼只會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，也就是陽光。在這里，光從兩個方向傳播，一個來自太陽，另一個來自太陽的反射圖像。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，薄霧與強烈的陽光結(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)是因為形成。
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