彩虹现象到底是怎么回事?
虽然大家都知道彩虹是因为雨后太阳光的折射引起的,可是为什么彩虹会固定在同一个地方?而且大范围内一般就只会出现一个?有时候彩虹的上方还会有一条颜色次序相反且颜色较淡的彩虹(双彩虹)?造成彩虹的光学原理彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。
双重彩虹,上方为霓,下方为虹很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已(参看)。
彩虹其实并非出现在半空中的特定位置。它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变。当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向。彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部影子的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置。因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而不可见。这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因。
雨后出现了彩虹,你看到了,而且只看到了一个。我在离你一公里远的地方也在那片天空看到了彩虹,也只有一个。但是我要告诉你的是,我们看到的并不是同一个,因为角度和地区的原因,映射到我们眼球的彩虹在空间的位置是不同的。
据相同的例子:我们两个人在同一面镜子里看到了同一个苹果的反射影像,但是我看到的苹果在镜面的左侧,你看到的苹果在镜面的右侧,我们看到的苹果并不在镜面的同一个位置。
当然,在一面镜子里我们只能看到一个苹果的一个影像,而不能出现两个或者更多个。雨后的那一整片天空就是一块巨大的三棱镜,在一个太阳和一个三棱镜的情况下只会映射出一个彩虹。
光的折射及反射!
彩虹是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半空中的雨点,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光谱。彩虹七彩颜色,从外至内分别为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其实只要有空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象。彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗。而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹。
一般雨后出太阳,都会有彩虹出象.为什么会在雨后呢.是因为太阳照下来,会照在空气中的水份上,水会把太阳光反色成不同光的颜色.为什么只有七中颜色呢是应为我也不知道.
霓
下完雨后,会出现彩虹,是什么科学原理?
下完雨后,会出现彩虹,是什么科学原理?彩虹都是大自然最令人开心的展示之一。彩虹基本上是阳光,分散成各种颜色供我们观看。有没有想过“彩虹”这个词是从哪里来的?“雨”的一部分代表制造它所需的雨滴,而“弓”指的是它的弧形。 彩虹是在下列情况下形成的,太阳在观察者的位置后面,离地平线不超过42度,下雨了 ,水滴漂浮在空气中(这就是为什么下雨后我们会看到彩虹),天空足够晴朗才能看到彩虹。阳光被雨滴折射(弯曲)成它的成分颜色。 彩虹的形成过程始于阳光照射在雨滴。当来自太阳的光线进入水滴时,它们的速度会慢一点(因为水比空气密度大)。这导致光的路径弯曲或“折射”。
因此,当一束光线进入雨滴并弯曲时,它会分成不同的颜色波长。光继续穿过水滴,直到它从液滴的背面反射,并以42°的角度离开液滴的另一侧。当光线(仍然被分成不同的颜色)离开水滴时,它会加速返回到密度较低的空气中,并向下折射到眼睛里。 将这个过程应用于天空中的雨滴集合,瞧,你会看到一条完整的彩虹。有没有注意到彩虹的颜色(从外到内)总是变成红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝色、紫色? 为了找出原因,让我们考虑两个层面的雨滴,一个在另一个之上。在上图中,我们看到红光以更陡的角度折射出水滴。
因此,当一个人从一个陡峭的角度看时,较高的水滴发出的红光会以正确的角度传播,这就是红色出现在彩虹顶端的原因。现在考虑下雨滴。当凝视较浅的角度时,该视线内的所有液滴将紫色光射向眼睛,而红色光则从周边视野中射出,向下射向脚。这就是紫色出现在彩虹底部的原因。这两层之间的雨滴反射不同颜色的光(从下一个最长波长到下一个最短波长,从上到下排列),这样观察者就能看到全色光谱。彩虹真的是弓形的吗? 我们现在知道彩虹是如何形成的,但是它们在哪里形成的呢? 由于雨滴形状相对圆形,它们产生的反射也是弯曲的。信不信由你,彩虹其实是一个完整的圆,只是我们看不到它的另一半,因为地面挡住了路。 太阳离地平线越低,我们就能看到越多的整圈。 飞机提供了一个完整的视角,因为观察者可以上下观察完整的圆形船头。
我们学习了光线如何在雨滴内部经过三步(折射、反射、折射)形成初级彩虹。但是有时候,光会击中雨滴的背面两次,而不是一次。这种“重新反射”的光以不同的角度(50°而不是42°)离开液滴,导致出现在主弓形上方的次级彩虹。 因为光线在雨滴内经历两次反射,通过四步反射的光线更少,所以第二次反射会降低光线的强度,结果光线的颜色就不那么亮了。单彩虹和双彩虹的另一个区别是双彩虹的配色是相反的。(它的颜色有紫色、靛蓝色、绿色、黄色、橙色、红色。这是因为来自更高雨滴的紫光进入人的眼睛,而来自同一雨滴的红光从人的头上通过。与此同时,来自较低雨滴的红光进入人的眼睛,而来自这些雨滴的红光直接射向人的脚却看不见。 两条弧线之间的那条黑带呢?这是光线通过水滴反射角度不同的结果。
三彩虹和四彩虹极其罕见。它不仅需要雨滴多次反射,而且每次迭代都会产生一个较暗的弓形,这使得第三系和第四系彩虹很难看到。 当它们形成时,三重彩虹通常会被看到在主弧的内侧(如上图所示),或者是主弧和次弧之间的小连接弧。彩虹不仅仅出现在天空。后院洒水器。飞溅瀑布底部的薄雾。这些都是你能看到彩虹的方法。只要有明亮的阳光、悬浮的水滴,并且你处于合适的视角,彩虹就有可能出现! 也有可能创造彩虹没有包括水。举一个这样的例子,把水晶棱镜举到阳光充足的窗户上。
下完雨后,水滴仍然会漂浮在空气当中,而阳光的出现会把雨滴折射成各种颜色,所以我们就会看到彩虹。
这是一种阳光分散各种颜色的科学原理,阳光照射在空中所存在的水分子的话,就会被分为各种颜色。
通过阳光折射的原理,产生了这样的情况,很多下完雨的时候,都会出现一道彩虹,彩虹有7个颜色。
彩虹的自然原理是什么?
彩虹的物理原理 彩虹是人们时常看到的一种自然界的光现象。每当五彩缤纷的彩虹当空挂时,人们都会情不自禁地争相观赏这种大自然美景。古时有人说,那是寂寞的嫦娥在云端歌舞挥起的彩绸;也有人说,那是仙女为窥视人间在云中搭起的彩桥。不管是彩绸,还是彩桥,都只不过是神奇的传说罢了。而现实中的彩虹是什么?它是如何形成的呢? 一说到彩虹的形成,人们常把它跟。雨后。联系在一起。很多人认为只有。雨后。才能出现彩虹。其实,这种看法是不全面的。。雨后。天空有时会出现彩虹,这固然是事实,但是在阳光下,喷泉或瀑布的周围也会出现彩虹;在夏天,街上奔跑的洒水车的后面,有时也会出现一段彩虹;用喷雾器在空中喷雾也可形成彩虹……。显然,那种说彩虹仅在。雨后。出现,是对彩虹的成因还不十分了解造成的。只要知道空气中存在有形成彩虹的条件,就自然知道不一定要下雨才有可能出现彩虹。 在中学物理课上,有个。光的色散。实验:取一个棱镜,让一束白光穿过狭缝射到棱镜的一侧面,通过棱镜后,前进方向改变,在白色光屏上形成彩色光带,顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。这与彩虹的颜色很相似。但是空气中是不可能有三棱镜存在却又能形成彩虹。这是何故?这是因为空气中飘浮有大量的小水滴。当太阳光照射到这些小水滴上,一个个的小水滴就像棱镜似地把白光分解成七种单色光,对阳光起分光色散作用。 阳光是如何在小水滴中产生分光色散现象? 阳光射入小水滴,即从空气这种媒质进入水这种媒质,发生一次折射,由于构成白光的各种单色光的折射率不同,紫光波长最短,其折射率最大,红光波长较长,其折射率最小,其余各色光则介乎其间。因此,光线在小水滴内产生分光现象,各色光同时在小水滴继续传播,遇到水滴的另一界面时被反射回来,重新经过小水滴内部,出来时再一次发生折射回到空气中。这样,阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中的小水滴数量很多时,阳光通过这些小水滴,经过反射和折射作用,射出来的光集中在一起,天空中美丽的彩虹就形成了。 平时,我们看到的多数是一条彩虹,视角(从地面至虹顶的角度)约42°。有时在彩虹的外边还能看到一条颜色顺序与这条彩虹恰好相反,且较暗一些的另一条虹,这条叫副虹。主虹是内紫外红,副虹是内红外紫,副虹又叫霓。霓与主虹为同心的圆弧,两者之间天空比较暗,虹内、虹外天空比较明亮。霓的视角大约51°。它的成因与主虹基本相同。它是阳光在小雨滴中经过两次反射和两次折射而形成的,即折射——全反射——全反射——折射而形成的。在地平面上,我们看到的主虹与霓是半圆形的,那是因为它们下半部分被地面遮住了。若是站在高山顶上,就能看到主虹与霓的大部分。只有在晴朗的天气时,在飞机舱中向下看,才能看到主虹与霓的全貌,即完整圆环。 如果太阳的角度太大(例如在中午前后),或太小(近日出或落日),我们也不易看到虹,又因虹是阳光经小水滴反射进入我们眼睛的,所以彩虹永远出现在太阳的对面,因此。朝虹见于西方,夕虹见于东方。。其出现以夏季为主。 主虹为何内紫外红 我们看虹时,有色的光线依着各种角度从小水滴中反射出来,对于某一质点来讲只能把某一种颜色的光线射入我们的眼帘,而从同一雨滴中折射出来的其他有色光或高或低地越过我们的眼帘,不被我们所看到。具体而言,在那些能进入我们眼帘的,并经处于最高位置的小水滴,所折射的光线中,由于红光折射率最小,偏向角也最小,所以才能进入我们的眼帘,我们看到的只是红光,其他色光由于折射率大,偏向角也大,都越过我们的头顶而去。稍低一点的小水滴,也就只能是在折射光线中偏向角比红光大,又比其余色光小的橙色光先进入我们的眼帘,而被我们看到。其余色光中,红光偏低,黄、绿、蓝、靛、紫都偏高,越过我们的眼帘不被我们所看到。以此类推,那些进入我们眼帘,并经处于最低一层位置的小水滴折射后的光线,我们只能看到的是紫光,其余色光都从我们眼皮底下溜走。这样,空中邻接的小水滴中折射出来的光线,形成一条内紫外红的彩虹。 彩虹的气象原理 空气里小水滴的大小,决定了彩虹的色彩与宽度。雨滴越大,彩虹带越窄,色彩越鲜明;雨滴越小,彩虹带越宽,色彩越黯淡。当雨滴小到一定程度时,分光和反射不明显,彩虹就消失。这说明了彩虹的形成直接与空气中雨滴的存在、多寡、大小有着直接关系,反过来说,彩虹跟天气变化有关。例如:如果彩虹的色彩从鲜艳变为暗淡,宽度从狭窄变为宽大,都说明空气中雨滴由大逐渐变小,由此,我们可以推测空气可能逐渐转向稳定,天气情况渐趋稳定。 几千年来,我国劳动人民在长期的生活和生产实践中,积累并流传了许多与彩虹相关的看天经验,并用简洁语言编成谚语。这些谚语反映了天气变化的客观规律,已成为人们推测未来天气变化的依据之一。例如“东虹日头、西虹雨” (或早虹雨,晚虹晴)根据彩虹的出现,推测未来天气变化情况。虹在西方,说明西边大气中有大量雨滴存在,随着天气系统东移;本地将会有雨;西虹多出现在早晨。虹在东方,说明东边大气中有雨滴存在,天气系统已经移过本地,天气即将转晴;东虹多出现在傍晚。又如:“晚虹日头早虹雨;虹高日头低,早晚披蓑衣;虹高日头低,大水没过溪;断虹见,风随见;断虹早见,风雨即见;虹吃云下一指,云吃虹下一丈”等等,都是跟彩虹相关的天气谚语。 物理教学除了要注重本学科的知识能力综合外,还要注意与其他学科的知识交叉、融合,做到知识来源于生活、实验,又回于生活、实验,回于自然,让学生活学活用,最终为生产劳动服务。“彩虹的气象物理原理”是物理教学中的一个参考例子,诣在抛砖引玉,探讨物理教学如何挖掘物理学科与其他学科的内在联系,适应综合问题新走向,培养学生的综合素质。
文章标题: 眼睛进了彩虹什么原理
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