彩虹🌈其实是一个完整的圆圈

我们这里算是北方,降雨不多,“雨过天晴”的彩虹🌈也没见过几次,只记得7、8岁时见过一次,当时还追着跑了一路。最近刷视频看到彩虹其实是圆形的(完整的),深感奇特,遂作此篇

相信大家都见过彩虹“

图源:田文镜你个监生出身

也相信这是大家除了丁达尔效应外都知道的又一光学现象

首先介绍

彩虹,又称天弓(客家话)、天虹等,简称,是气象中的一种光学现象,当太阳光照射到半空中的水滴,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜色。

事实上彩虹有无数种颜色,比如,在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色,但为了简便起见,所以只用七种颜色作为区别。

一般为雨后常见 我们从地面上看,彩虹是一个拱形 但实际上它是一个完整的圆环

彩虹的形成,离不开两个核心条件 —— 水汽与太阳光。雨后的空气湿度显著提升,弥漫其中的水汽化作无数微小水滴。这些小水珠近乎标准的球形,无论在空气中如何运动,其空间形态始终保持稳定。

当太阳光射入小水珠时,会经历 “折射 — 反射 — 折射” 的完整过程。先由空气进入水滴发生第一次折射,随后在水滴内壁发生反射,最终从水滴射出时完成第二次折射。

值得注意的是,照射到水珠不同部位的太阳光,会因入射点差异形成不同的折射与反射路径。

不过,这些不同角度的折射光线并非杂乱发散,而是集中在约 42 度的角度附近。这一点与棱镜分解太阳光的原理有所不同,棱镜中每种颜色的光只会被折射到固定角度,而水珠中某种颜色的光虽能沿 0 到 42 度的任意角度射出,但在 42 度附近的亮度最为显著。

我们可以通过一个简单想象理解这种现象,若手持一粒水珠在阳光下移动,当视线与太阳光的夹角逐渐增大至接近 42 度时,水珠会呈现明亮的紫色;继续增大夹角,颜色会逐步向红色过渡;一旦超出可见光对应的角度范围,水珠便会显得昏暗。

因此,当天空中布满小水珠时,部分水珠会将太阳光经折射、反射后再次折射进入我们的眼睛。由于每个水珠与太阳光、观察者眼睛的相对角度不同,它们会各自呈现出特定颜色。

图源:小马谷土皇帝云宝

而对于观察者而言,所有处于相同出射角(即呈现相同颜色)的水珠,恰好分布在同一个圆锥面上 —— 反映到视觉中,便是同一颜色形成了一个完整的圆环。这也正是彩虹呈现为弧形彩带的原因。

我们为何看到的彩虹是圆弧形呢?

这是因为完整的彩虹本是一个圆形,但它的另一半被地面所遮挡了。

其实,彩虹呢也分很多种

云彩虹

孪生彩虹

彩虹轮

月球彩虹,月球彩虹是在月光下夜晚形成的彩虹。

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