虹和霓是“双胞胎”?飞机上可以看见圆形彩虹?
大气中
最壮观
最知名的光学现象
就是彩虹
在最新一季的《加油,向未来》决赛当中
有一道题目就是和虹、霓相关
骤雨初霁呈此景
常与夕阳隔空望
天上形成彩虹弧
视角约有五十度
从内向外依次数
红橙黄绿蓝靛紫
日光分解得到它
反射折射各两次
题干未读完时
选手抢答说是“虹”
后另一位选手说是“霓”
那“虹”和“霓”到底有啥区别呢?
虹
当光线斜射着从空气进入水时,其传播速度变慢而产生折射(改变方向)。每种颜色的光在水中的传播速度是不一样的,因此,每种颜色的光线弯曲角度就会有微小的差别。
紫颜色的光传播速度最慢折射最大,而红光传播最快,其弯曲的最小。因此,当太阳光进入水时,折射按各自的速度将各种颜色的光分开。
入射光线和组成彩虹各种颜色光线之间的角度红光是42°,紫光是40°,其他颜色——橙色、黄色、绿色和蓝色的分散角度介于这一范围之内。
并且,在生活中,我们看见的彩虹都是弯着的,呈现拱形。这又是为什么呢?
彩虹的光线总是以与太阳光路径约42°的角度到达观察者,所以我们就看到一个42°的彩色半圆穿过天空,这就是我们所看到的彩虹的弧形。
如果太阳高于地平线42°,则地面的人就看不到彩虹。
在特定条件下,飞机上的幸运者或许能看到整个圆形的彩虹。
霓
有时候,我们也会看到双彩虹,第二个彩虹的色彩带要比第一个稍窄一些,并且色彩的顺序是反过来的,红色在最里面而紫色在最外面,这个就被我们成为霓。
霓的产生方式与虹非常相似,主要的差别就在于,它被分离的光线在离开小水滴前一共要被反射两次,多出来的一次反射也使得它比虹更弱。
虹形成示意图
霓形成示意图
虹与霓很像双胞胎,有时候会一起出现,但它们又是那么不同,但它们可比双胞胎好辨识多了,不是吗?
参考资料:《气象学与生活》