為什麼天邊的彩虹的彎的

2022-05-08 20:40:23 字數 1243 閱讀 9960

1樓:務玉花姬戌

降雨前後,當太陽高度比較低時,我們背對太陽,在雨幕背景的天空中,有時可以看到一條彩色的圓弧形光帶,其視半徑為42°,色彩排列為內紫外紅,這種彩孤稱為虹,有時在虹的外側,還會出現一個與虹弧同心,視半徑為52°,色彩較淡,排列順序為內紅外紫的圓孤形光帶,稱為霓(副虹)。

陽光是怎樣通過水滴再到達觀察者眼睛的呢?對於單色光來講,光線達到水滴表面時,將會發生折射而進入水滴內部,如果水滴是球形的,光線又會達到水滴表面的另一面,並在水滴內表面上發生反射,反射後的光線從水滴另一處表面上再發生折射,進入大氣,光線經過兩次折射,一次反射,改變了原來傳播方向,達到觀察者眼中。

當光線入射角變化時,其偏向角將是不同的。一束平行光經過水滴以後,因為每條光線進入水滴時的入射角不同,出射光線是發散的。入射角大或入射角小都會形成較大的偏向角,只有對某一條入射光線,(某一入射角),偏向角達到最小數值,稱為最小偏向角,在這個方向上的出射光,能量比較集中,出射光比較強,我們的眼睛只有在這個方向上才能看到明亮的色彩。

虹就是具有最小偏向角的光線在空間的分佈。

為什麼我們看到的虹總是圓弧形的呢?因為太陽光是一束平行光,當光線射到雨幕上時,雨幕上每一個水滴都會改變入射陽光的方向,然而作為某一個觀測者,他只能看到符合最小偏向角條件而射到眼中的光線。(如圖9.8所示)所以我們看到的虹總是圓弧形的。

為什麼虹的色彩分佈是內紫外紅的呢?因為水滴對不同顏色的光線有不同的折射率,所以各種色光通過水滴的折射和反射後,它們的最小偏向角也就各不相同,紅光最小偏向角最小,形成的角半徑最大,而紫光的最小偏向角最大,形成的角半徑最小,對某個觀測者來說,天空中的某個水滴,只能將一種色光送入他的眼中,其它色光則是從其它的水滴中送過來的。人眼看到的是通過雨幕中較高的水滴送來的紅光和較低水滴送來的紫光。

所以我們看到的彩虹的色彩排列是內紫外紅的,虹的角半徑從40°26'(紫光)到42°18'(紅光),考慮到太陽的視直徑為32',虹的寬度為2°14',通常稱42°

為主虹。

當光線在水滴內經過兩次反射,

兩次折射後,形成霓。由於兩次內反射,使光線的最小偏向角減小到128°左右,因此,霓的視半徑為52°,寬度為3°28',

色彩排列為內紅外紫,與主虹相反。由於在水滴表面,每經過一次反射,能量就會減弱一些,因此,霓的亮度比虹弱得多,以致在很多情況下不易發現。

2樓:明長青陽鳥

因為太陽光是一束平行光,當光線射到雨幕上時,雨幕上每一個水滴都會改變入射陽光的方向,然而作為某一個觀測者,他只能看到符合最小偏向角條件而射到眼中的光線。所以我們看到的虹總是圓弧形的。

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