1樓:匿名使用者
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,在水滴內亦以不同的角度反射.
什麼情況下會出現彩虹
2樓:匿名使用者
彩虹的物理原理
彩虹是人們時常看到的一種自然界的光現象。每當五彩繽紛的彩虹當空掛時,人們都會情不自禁地爭相觀賞這種大自然美景。古時有人說,那是寂寞的嫦娥在雲端歌舞揮起的綵綢;也有人說,那是仙女為窺視人間在雲中搭起的彩橋。
不管是綵綢,還是彩橋,都只不過是神奇的傳說罷了。而現實中的彩虹是什麼?它是如何形成的呢?
一說到彩虹的形成,人們常把它跟。雨後。聯絡在一起。
很多人認為只有。雨後。才能出現彩虹。
其實,這種看法是不全面的。。雨後。天空有時會出現彩虹,這固然是事實,但是在陽光下,噴泉或瀑布的周圍也會出現彩虹;在夏天,街上奔跑的灑水車的後面,有時也會出現一段彩虹;用噴霧器在空中噴霧也可形成彩虹......。
顯然,那種說彩虹僅在。雨後。出現,是對彩虹的成因還不十分了解造成的。
只要知道空氣中存在有形成彩虹的條件,就自然知道不一定要下雨才有可能出現彩虹。
在中學物理課上,有個。光的色散。實驗:
取一個稜鏡,讓一束白光穿過狹縫射到稜鏡的一側面,通過稜鏡後,前進方向改變,在白色光屏上形成彩色光帶,順序是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。這與彩虹的顏色很相似。但是空氣中是不可能有三稜鏡存在卻又能形成彩虹。
這是何故?這是因為空氣中飄浮有大量的小水滴。當太陽光照射到這些小水滴上,一個個的小水滴就像稜鏡似地把白光分解成七種單色光,對陽光起分光色散作用。
陽光是如何在小水滴中產生分光色散現象?
陽光射入小水滴,即從空氣這種媒質進入水這種媒質,發生一次折射,由於構成白光的各種單色光的折射率不同,紫光波長最短,其折射率最大,紅光波長較長,其折射率最小,其餘各色光則介乎其間。因此,光線在小水滴內產生分光現象,各色光同時在小水滴繼續傳播,遇到水滴的另一介面時被反射回來,重新經過小水滴內部,出來時再一次發生折射回到空氣中。這樣,陽光在小水滴中進行了兩次折射和一次全反射就被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光。
當空氣中的小水滴數量很多時,陽光通過這些小水滴,經過反射和折射作用,射出來的光集中在一起,天空中美麗的彩虹就形成了。
平時,我們看到的多數是一條彩虹,視角(從地面至虹頂的角度)約42°。有時在彩虹的外邊還能看到一條顏色順序與這條彩虹恰好相反,且較暗一些的另一條虹,這條叫副虹。主虹是內紫外紅,副虹是內紅外紫,副虹又叫霓。
霓與主虹為同心的圓弧,兩者之間天空比較暗,虹內、虹外天空比較明亮。霓的視角大約51°。它的成因與主虹基本相同。
它是陽光在小雨滴中經過兩次反射和兩次折射而形成的,即折射——全反射——全反射——折射而形成的。在地平面上,我們看到的主虹與霓是半圓形的,那是因為它們下半部分被地面遮住了。若是站在高山頂上,就能看到主虹與霓的大部分。
只有在晴朗的天氣時,在飛機艙中向下看,才能看到主虹與霓的全貌,即完整圓環。
如果太陽的角度太大(例如在中午前後),或太小(近日出或落日),我們也不易看到虹,又因虹是陽光經小水滴反射進入我們眼睛的,所以彩虹永遠出現在太陽的對面,因此。朝虹見於西方,夕虹見於東方。。其出現以夏季為主。
主虹為何內紫外紅
我們看虹時,有色的光線依著各種角度從小水滴中反射出來,對於某一質點來講只能把某一種顏色的光線射入我們的眼簾,而從同一雨滴中折射出來的其他有色光或高或低地越過我們的眼簾,不被我們所看到。具體而言,在那些能進入我們眼簾的,並經處於最高位置的小水滴,所折射的光線中,由於紅光折射率最小,偏向角也最小,所以才能進入我們的眼簾,我們看到的只是紅光,其他色光由於折射率大,偏向角也大,都越過我們的頭頂而去。稍低一點的小水滴,也就只能是在折射光線中偏向角比紅光大,又比其餘色光小的橙色光先進入我們的眼簾,而被我們看到。
其餘色光中,紅光偏低,黃、綠、藍、靛、紫都偏高,越過我們的眼簾不被我們所看到。以此類推,那些進入我們眼簾,並經處於最低一層位置的小水滴折射後的光線,我們只能看到的是紫光,其餘色光都從我們眼皮底下溜走。這樣,空中鄰接的小水滴中折射出來的光線,形成一條內紫外紅的彩虹。
彩虹的氣象原理
空氣裡小水滴的大小,決定了彩虹的色彩與寬度。雨滴越大,彩虹帶越窄,色彩越鮮明;雨滴越小,彩虹帶越寬,色彩越黯淡。當雨滴小到一定程度時,分光和反射不明顯,彩虹就消失。
這說明了彩虹的形成直接與空氣中雨滴的存在、多寡、大小有著直接關係,反過來說,彩虹跟天氣變化有關。例如:如果彩虹的色彩從鮮豔變為暗淡,寬度從狹窄變為寬大,都說明空氣中雨滴由大逐漸變小,由此,我們可以推測空氣可能逐漸轉向穩定,天氣情況漸趨穩定。
幾千年來,我國勞動人民在長期的生活和生產實踐中,積累並流傳了許多與彩虹相關的看天經驗,並用簡潔語言編成諺語。這些諺語反映了天氣變化的客觀規律,已成為人們推測未來天氣變化的依據之一。例如「東虹日頭、西虹雨」 (或早虹雨,晚虹晴)根據彩虹的出現,推測未來天氣變化情況。
虹在西方,說明西邊大氣中有大量雨滴存在,隨著天氣系統東移;本地將會有雨;西虹多出現在早晨。虹在東方,說明東邊大氣中有雨滴存在,天氣系統已經移過本地,天氣即將轉晴;東虹多出現在傍晚。又如:
「晚虹日頭早虹雨;虹高日頭低,早晚披蓑衣;虹高日頭低,大水沒過溪;斷虹見,風隨見;斷虹早見,風雨即見;虹吃雲下一指,雲吃虹下一丈」等等,都是跟彩虹相關的天氣諺語。
物理教學除了要注重本學科的知識能力綜合外,還要注意與其他學科的知識交叉、融合,做到知識**於生活、實驗,又回於生活、實驗,回於自然,讓學生活學活用,最終為生產勞動服務。「彩虹的氣象物理原理」是物理教學中的一個參考例子,詣在拋磚引玉,**物理教學如何挖掘物理學科與其他學科的內在聯絡,適應綜合問題新走向,培養學生的綜合素質。
3樓:大蒼騰榆
雨過天晴那一剎那間
因為下雨了,空氣中就有很多小雨珠,待到陽光一照,光發生色散,就形成五顏六色的彩虹了!!
彩虹是人們時常看到的一種自然界的光現象。每當五彩繽紛的彩虹當空掛時,人們都會情不自禁地爭相觀賞這種大自然美景。古時有人說,那是寂寞的嫦娥在雲端歌舞揮起的綵綢;也有人說,那是仙女為窺視人間在雲中搭起的彩橋。
不管是綵綢,還是彩橋,都只不過是神奇的傳說罷了。而現實中的彩虹是什麼?它是如何形成的呢?
一說到彩虹的形成,人們常把它跟。雨後。聯絡在一起。
很多人認為只有。雨後。才能出現彩虹。
其實,這種看法是不全面的。。雨後。天空有時會出現彩虹,這固然是事實,但是在陽光下,噴泉或瀑布的周圍也會出現彩虹;在夏天,街上奔跑的灑水車的後面,有時也會出現一段彩虹;用噴霧器在空中噴霧也可形成彩虹......。
顯然,那種說彩虹僅在。雨後。出現,是對彩虹的成因還不十分了解造成的。
只要知道空氣中存在有形成彩虹的條件,就自然知道不一定要下雨才有可能出現彩虹。
4樓:地表最帥
雨過天晴或是清晨的雨露過後也有彩虹
雨過天晴之後,天氣變得晴朗的時候,也有可能在下雨的時候(俗稱太陽雨),也會出現彩虹!
夏天雨後,烏雲飛散,太陽從新露頭,在太陽對面的天空中,會出現半圓形的彩虹。
虹是由於陽光射到空中的水滴裡,發生發射與折射造成的。
我們知道,當太陽光通過三稜鏡的時候,前景的方向會發生偏折,而且把原來的白色光 線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的光帶。
下過雨後,有許多微小的水滴漂浮在空中,當陽光照射到小水滴上時會發生折射,分散 成7種顏色的光。很多小水滴同時把陽光折射出來,再反射到我們的眼睛裡,我們就會看到一 條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明,紅的排在最外面,接下來是橙、黃、綠、青、藍、紫6種顏色。
5樓:真菊洛婉
彩虹出現需要空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背後以低角度照射。所以彩虹最常在夏季下午的雷陣雨過後,剛轉晴時出現。
6樓:娛樂笑而不語
彩虹是氣象中的一種光學現象。當陽光照射到半空中的雨點,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光譜。彩虹七彩顏色,從外至內分別為:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。
其實只要有空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背後以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午,雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。
而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以人工製造彩虹。
晚虹是一種罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現。由於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。
[編輯]
原理 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,在水滴內亦以不同的角度反射。當中以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,然後在水滴的背面反射,最後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。由於光在水滴內被反射,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。
造成彩虹的光學原理很多時候會見到兩條彩虹同時出現,在平常的彩虹外邊出現同心,但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成。兩次反射最強烈的反射角出現在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,外側為藍色,內側為紅色。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(參看)。
彩虹其實並非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象,彩虹看起來的所在位置,會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時,它的位置必定是在太陽的相反方向。
彩虹的拱以內的**,其實是被水滴反射,放大了的太陽影像。所以彩虹以內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。
因此當太陽在空中高於42度時,彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為甚麼彩虹很少在中午出現的原因。
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,會看見彩虹會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。
雙重彩虹,上方為霓,下方為虹
蘇格蘭上空的雙重彩虹2023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2023年發現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,用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成,而副虹則是兩次反射造成。
他準確計算出彩虹的角度,但未能解釋彩虹的七彩顏色。
後來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之後,關於彩虹的形成的光學原理全部被發現。
參考資料
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