原因一:光的波长决定光的弯曲程度 事实上如果条件合适的话,可以看到整圈圆形的彩虹。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射→反射→折射 后射向我们的眼睛所形成。 不同颜色的太阳光束 经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约 180 - 42 = 138度。也就是说,若太阳光与地面水平,则观看彩虹的仰角约为 42度。 想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴,会有两种可能:一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。 光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长(即颜色)而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光。 每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。 若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。既然蓝色与假想线只呈 40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。 彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系,同样这也与地球的形状有很大的关系,由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖,在雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射,同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹! 原因二:与地球的形状有很大的关系 由于地球表面是一个曲面并且被厚厚的大气所覆盖,雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射。同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!
彩虹是阳光以一定的角度照射在水滴上发生折射和反射而形成的。雨后,天空中布满了小水滴,这是一种天然的三棱镜。阳光透过水滴时,由于折射和反向作用,被分解成七色光,只要太阳角度适当,就能看到美丽的弧形彩带。如果空气干燥,或者天空中只有微小的水滴,那就不会形成彩虹。一般来说,水滴越大,虹带越窄,色彩越鲜明;反之,水滴越小,虹带越宽,色彩就暗淡。有时,我们可以看到天空有两条彩虹:一条叫主虹,色彩鲜艳,里面是紫色,外面是红色;另一条叫副虹(又叫霓),里面是红色,外面是紫色,虹色较淡。这种现象是由于阳光透过水滴时,发生两次折射和反射的缘故。
那么,我们所看到的彩虹,为什么总是按照从红到紫的顺序排列呢?这是因为,所有的小水滴都排列在一个圆周上。圆周上的水滴与太阳、人眼的相对位置都相同时,从这些水滴里折射出的彩色光线,才能投射到人眼里。当这些水滴所产生的彩色光线合在一起时,人们才可以看到一条五彩缤纷的色彩光带。不同颜色的光,在水滴上折射的程度是各不相同的,折射程度最小的是红光,依次是橙、黄、绿、靛,折射程度最大的是紫光。因此,我们所见到的七彩光带,总是按照一定的顺序排列的。
所以彩虹人们用眼睛看上去是圆弧型的!